计算机基础多媒体技术

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1、第四章第四章 多媒体技术基础多媒体技术基础制作：高玉金 电话：13581538051 邮件：4.1 多媒体计算机系统 4.2 多媒体信息表示 图形图像的表示 视频的表示 声音的表示 4.3 多媒体信息处理方法 图像处理 数据压缩 4.4 常用多媒体软件第四章第四章 多媒体技术基础多媒体技术基础媒体的基本概念媒体的基本概念 媒体(Medium):是指承载信息的载体。有两类： 存储信息的实体：磁带、磁盘、半导体存储器等 。 信息载体：数字、文字、声音、图形、图像等。 CCITT严格分为： 感觉媒体(Perception Medium):声音、图像等。 表示媒体(Representation Med

2、ium)：编码。 显示媒体(Presentation Medium)：键盘、显示器 。 存储媒体(Storage Medium):存储器、磁盘等。 传输媒体(Transmission Medium):电话线、光纤 等。多媒体的基本概念多媒体的基本概念 多媒体的定义(IBM,1990):多媒体是下面两种以上媒体组成的结合体：文本、 图形、图像、动画、视频、声音。 多媒体计算技术(Multimedia Computing)： 计算机综合处理多种媒体信息(文本、图形、图像、 声音、视频等)，使多种信息建立逻辑连接，集成 为一个系统并具有交互性的技术。 多媒体计算机系统：是指能对文本、图形、图像、音频

3、、动画和视频等多媒体 信息，进行逻辑互连、获取、编辑、存储和播放等功能的 一个计算机系统 。多媒体的特点多媒体的特点 多样性：数据类型多、数据类型间差距大。 集成性：多种不同的媒体信息，构成完整的多 媒体信息，综合地表达事物。 交互性：多媒体数据的输入和输出复杂。 协同性：多媒体中的各种媒体之间必须有机配合、协调一致。 多媒体多媒体计算机计算机系统的组成系统的组成支持多媒体计算的硬件系统 声/视频处理器：音/视芯片、板卡、压缩/解压芯片等 多媒体存储设备：CD_ROM，硬盘等 多媒体输入/输出设备：扫描仪、数字手套、数码影像、数 字头盔、触摸屏、手写板、液晶显示器、图形加速卡等 通信传输设备：

4、宽带网、MCU等 支持多媒体计算的操作系统 实时任务调度与资源管理 多媒体信息流的组织管理 多媒体设备的驱动和控制 多媒体编程环境多媒体多媒体计算机计算机系统的组成系统的组成多媒体处理、开发工具 多媒体创作软件工具：3D Studio、Flash、Photoshop、 Wave edit等。 多媒体节目著作工具：Authorware、Director等。 多媒体播放工具:Xing player、Quick time等。 多媒体应用软件 电视会议系统 MCAI 飞行模拟训练系统 远程医疗 视频点播20112011最震撼的个人多媒体系统最震撼的个人多媒体系统“第六感第六感” ”装置装置“第六感装置

5、”是一个可佩戴 的姿态交互多媒体系统，它 将用户周围的事物，与互联 网无缝连接在一起，用户可 以通过自然手势与电子设备 进行输入输出交互。 成本：$350 2011TED大会中的演讲与演示：http:/v.youku. com/v_show/id_XMjk4NjUwODQ4.html20112011最震撼的个人多媒体系统最震撼的个人多媒体系统“第六感第六感” ”装置装置4.1 多媒体计算机系统 4.2 多媒体信息表示 图形图像的表示 视频的表示 声音的表示 4.3 多媒体信息处理方法 图像处理 数据压缩 4.4 常用多媒体软件第四章第四章 多媒体技术基础多媒体技术基础媒体类型与人类感官 人类感

6、官的收集的信息比例 视觉：65%;听觉：20%;触觉：10%;味觉：2% 心理学研究结果：在进行面谈交流时，词语表达信 息占7%，语调占38%，视觉占55%。 用鼻子闻 用手摸摸 听 看文字 看图片 看视频 看3D电影 看4D电影 ？比一比谁获得 的信息多？媒体类型与人类感官与视觉相关的媒体类型视 觉（静止）图像图形文字符号语言文字抽象化抽象化（动态）图像图形动态影像视频真实感三维动画二维动画三维动画其它表示为视觉的媒体媒体类型与人类感官抽象化听觉声音声响（自然界）语音（人类语言）音乐其它（嗅觉、味觉等）触觉振动运动传感/发生器多媒体信息的表示多媒体信息的表示文本文本 文本是计算机文字处理程序

7、的基础 文本数据可以在文本编辑软件里制作 经过各种编码方案输入、存放、传输和显示多媒体信息的表示多媒体信息的表示图形图形 图形 一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆 弧、矩形、任意曲线和图表等。 图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形 的大小、形状及其位置、维数的指令集合。 在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某 些特征点。 图形文件也称矢量图。 line（x1,y1,x2,y2,color） circle（x,y,r,color） 多媒体信息的表示多媒体信息的表示图形图形 图形的特征 图形是对图像进行抽象的结果（人工或自 动）； 图形的矢量化使得有可能对图中的各个部 分分别进行控制（

8、放大、缩小、旋转、变 形、扭曲、移位等） 图形的显示需要计算时间（CPU参与计算 ）多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示图像图像 图像一般是指是由扫描仪、摄 像机等输入设备捕捉实际的画 面产生的数字图像，是由像素 点阵构成的位图。 静止的图像是一个矩阵， 由一些排成行列的点组成 ，这些点称为像素点（ pixel），这种图像称为位 图（bitmap）， 如文件名 Sample.bmp。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示图像图像图像的主要参数分辨率 屏幕分辨率：计算机显 示器屏幕物理点数 图像分辨率：数字化图 像的大小（尺寸） 这个屏幕的分 辨率是多少？好大的照 片啊！这张照片能在那个屏 幕上显

9、示出来么？多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示图像图像 图像的颜色 二值图像 黑白双色（0或1） 灰度图像 2的8次方=255种黑白变化色 彩色图像 采用RGB彩色空间（R,G,B） 一般写成（0255，0255，0255）注意：平常所说的“黑白照片”实际是灰度 图像，不是二值图像。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示图像的颜色表示图像的颜色表示RGBRGB 颜色深度（位数） 在计算机中用多少位来存放RGB颜色值 可以是：8bit, 16bit, 24bit, 32bit, 48bit,. 三个8位无符号整数为24bit，可以产生16777216种 颜色，而人眼只能识别1000万种颜色 超过2

10、4bit的颜色称为真彩色 计算图像大小 照片：2592388824= ？b 数据太大了，怎么办？多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示bmpbmp图像的格式图像的格式 位图bmp是Windows采用的图形文件 格式，在Windows环境下的所有图象 处理软件都支持BMP文件格式。 计算图像文件大小时需要加上文件头 和信息头数据。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示图形与图像的区别图形与图像的区别 图形与图像的区别 图形是矢量概念，基本元素是图元；图像是位 图概念，基本元素是像素； 图形可以任意缩放无失真；图像缩放有失真； 图形以图元为单位修改属性、编辑；图像只能 对像素或图块处理； 图形文件比较

11、小，图像文件比较大 图形适合描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富 的对象如几何图形，工程图纸等；图像适合表 现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮 廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示动态图像动态图像 视频 ： 视频源于电视 技术，它由连续的画面 组成。这些画面以一定 的速率连续地投射在屏 幕上，使观察者具有图 像连续运动的感觉（错 觉）。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示视频为什么会动？视频为什么会动？ 视觉生理与视觉心理规律 视觉调节力：视距调节、亮度范围调节。 视觉暂留性：视觉惰性维持0.02-0.2秒。视觉暂留性 是近代电影、电视、计算机动画的基础

12、。 视觉锐度-视力：眼睛分辨景物细节的能力。 亮度 与对比度影响视力。人眼对彩色的分辨率低于对亮 度的分辨率。 视觉范围与对比灵敏度：人眼所能感受到的亮度范 围。 注视点：注视点一般集中在高频部分。 适应性：亮适应规律：亮适应数秒，暗适应数 分钟。 颜色变化的眼适应力较差。动态图像由多个静态图像组成的严谨的定义和分类 动态图像 由多幅连续的图像构成的序列称为动态图像。它 利用了人眼的视觉暂留性，沿时间轴每一幅图像 保持1/20-1/30秒，顺序地在感觉不到的速度下更换 另一幅图像，连续不断，就形成了运动图像的感 觉。每一幅图象称做一帧。 分类 视频：每一帧为实时获取的自然景物时。 动画：每一帧

13、为计算机产生或人工画出的图形。 实际工作中，由计算机生成的特技镜头在制作单帧时是图 形，但在动态播放时CPU根本无法快速计算和重绘。所以 制成影片时都将图形转换成所需清晰度的图像。平常所说的“实景动画”， “粘土动画”实际上属于视频。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示 动态图像的特点 时间连续性：适合于表示过程，具有丰富、自然、生动的自 然表现力。 帧间相关性：统计表明，邻帧之间有10%以下的象素有亮度 变化，1%以下的象素有色度变化。相关性是动态图像连续动 作形成的基础，也是进行压缩等处理的基本条件。 帧速：实时性要求高，16fps（frame per second）可以达到 满意的动态效

14、果。 数据量：每帧数据量X帧速。压缩后数据量变化很大，如 MPEG可压缩上百倍。且压缩后的码率是不均匀的。 视频质量：压缩比过大会影响回放视频的质量。视频质量的 度量使用MOS（主观意见）打分法。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示 图像越清晰，需要的存储空间就愈大,视频通常采用压缩存储方式存储。 变形金刚VCD版，DVD版，蓝光DVD版的比较。一分钟数字视频 的数据量多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示听觉类媒体听觉类媒体 定义： 当某种东西使得介质（空气、水等）分子振动起 来，人们的耳朵中所感到的就是声音。如声带的 振动、扬声器纸盒的振动等。凡是通过声音的形 式以听觉传递信息的媒体，都属于

15、听觉类媒体。 分类：按计算机表示和处理的不同，将声音 分为四类： 波形声音 语音 音乐 真实感声音 按音频信号所覆盖的带宽，声音又可分为： 电话、调幅广播、调频广播、激光唱盘四类声音。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示按计算机处理分类声音按计算机处理分类声音 波形声音 波形声音是对自然界声音进行采样并量化的结果。它用声波形 式记录声音，可以描述所有的声音。 语音 人的说话声除了是一种波形外，还具有特定的语言、语音(韵律 、节奏)学内涵，可以经由特殊方法抽取、表现。它是进行了 抽象提取并人类约定俗成的媒体。 音乐 音乐与语言相比形式更规范一些。这里专指乐曲：一种符号化 了的声音。 真实感声音 是计算机生成的、具有空间特性的三维真实感模拟声音。真实 感声音的研究，比真实感三维图形的研究还显得很不成熟。多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示按音频带宽分布分类声音按音频带宽分布分类声音 人的听觉频率范围为2020K赫兹，超过这个范 围的音频人耳无法听到。 占用带宽越大，声音越丰富不要用电话点歌！多媒体各种类型表示多媒体各种类型表示波形声音的数字化波形声音的数字化