多媒体技术与教育1

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1、多媒体技术与教育周向周向军军ZhouxjZ多媒体技术与教育 大纲n多媒体计算机技术n多媒体创作工具n多媒体教学软件设计n多媒体素材处理 n流媒体技术 第一部分多媒体计算机技术一多媒体概述（一）多媒体的概念和特点n媒体：传递信息的中介物，包括表现信息的载 体和存储传递信息的实体。n多媒体技术是指把文字、图形、图象、视频图 象、动画和声音等表现信息的媒体结合在一起 ，并通过计算机进行综合处理，将多种媒体信 息进行有机集成，在计算机的控制下完成一系 列随即性交互式操作的信息技术。n特点：v实时性v交互性v集成性v高质性（二）多媒体系统的类型nAmiga系统nCD-I系统nDVI系统nMAC系统nMP

2、C系统n工作站系统三、MPC系统（1） 背景材料 l 1990年由Microsoft公司联合一些主要的PC厂商和多媒体产品开发商 组成了MPC联盟（Multimedia PC Marketing Council），参加该联盟 的厂商有：AT 22.05KHZ; 11.025KHZ分辨率：指把采样所得值（通率：指把采样所得值（通 常为反映某一瞬间声波幅度的常为反映某一瞬间声波幅度的 电压值），即用二进制来表示电压值），即用二进制来表示 模拟量模拟量国际标准的语音标准：国际标准的语音标准：8 8位（位（ 256256个量化级）个量化级）1616位位 （6553665536个量化级）个量化级）声道

3、：单声道 （一个波形）双声道 （二个波形）声音文件数据量： 单声道：S=RD (r/8) 1 双声道：S=RD (r/8) 2 S 表示文件大小，单位为字节 R 表示采样频率，单位为率，单位为kHZkHZ D D 表示录音的时间，时间为秒表示录音的时间，时间为秒S=S=（44100 44100 10 16/8） 2= 1764kBMIDI(乐器数字接口）nMIDI 信息实际上一段音乐的描述，当 MIDI信息通过一个音乐或声音合成器进 行播放时，该合成器对一系列的MIDI信 息进行解释，然后产生出相应的一段音 乐或声音。MIDI音乐的基本设备是三大法宝：音源，音序器，输入设备，接下来我们 就来分

4、别说明这三个基本设备。 音源是一个装了很多音色的东西，所以它是用来发声音的，所谓装了很 多音色就是指在一个音源内部有很多不同音色的样本波形，譬如钢琴就有钢 琴的音色样本，吉它就有吉它的音色样本。但是音源也很愚蠢，因为它不知 道在什么时候该用什么音色发怎样的声音，它好比只是一个资源库，至于如 何调用资源不是音源的工作，这项任务是由MIDI制作的心脏音序器来完 成的。 音序器俗称编曲机。它是这样一个设备：把一首曲子所需的音色，节奏 ，音符等等按照一定的序列组织好让音源发声，它实际上是记录了音乐的一 般要素，拍子，音高，节奏，音符时值等，所有的音乐都必须由这些要素组 成，音序器只不过是以数字的形式记

5、录下它们。MIDI文件的本质内容实际 上就是音序内容。 输入设备如果你只是听MIDI音乐的话就不要输入设备了，而如果是制作 的话就得要一个。这其实很容易理解，音序器的内容也必须由人来告诉它呀 ，为了符合人们原有的音乐习惯，人们制造了各种基于传统乐器形式上的 MIDI乐器，如MIDI键盘，MIDI吹管，MIDI吉它，MIDI小提琴等等，你可以 按照演奏传统乐器的方式去演奏它们，然后你的演奏便通过MIDI接口被音 序器接收并存储为音序内容。所以制作MIDI音乐至少该会一样乐器吧！如 果你一样乐器也不会（苦！），也不是没有办法，就是用鼠标点！这样你也 可以告诉音序器你的音乐的内容，只是比较苦。一、位

6、图图像：指在空间和亮度上已经离散化了的图像 。又称位图影射图像，简称位图图像。 描述位图图像的参数有： 1 分辨率。可分为屏幕分辨率、图像 分辨率和像素分辨率三种形式。 （1) 屏幕分辨率：指某一特定显示方式 下，计算机屏幕上的最大显示区域，以水 平和垂直像素表示。 （2） 图像分辨率：指数字化图像的大 小 ，以水平和垂直像素表示。 （3）像素分辨率：是指一个像素的宽 和长之比。不同像素的长宽比将导致图像 变形。2图像的解像力。指图像上一 英寸中所包含像素的点数。一 般计算机显示屏幕的解像力72 像素点/英寸。扫描仪的解像力 可达到2400像素/英寸。3.图像颜色数 指一幅位图图像中最多能使用

7、的颜色数。在黑白图像下即为灰度等 级（256级，0256） 包含图像中的各种颜色 数，可以用R、G、B三种颜 色的组合来定义，位图中每 一像素的颜色值都来源于调 色板 4 4、调色板、调色板5 位图图像的数据量。 公式：B=（HWC）8（字节） 其中：B图像数据量的大小H垂直方向分辨率（单位：像 素）W水平方向分辨率（单位：像 素）C颜色深度（位数）例如：一幅分辨率位640480的图像，8位（ 256色）时的数据量为：B=（6404808）/8=307200（字节）24位（True Color）时的数据量为：B=（64048024）/8=921600（字节） 二、矢量图形 是对图像依据某个标准

8、进行分析而产生的结果。它仅是一种 抽象化的图形。 1 矢量图形的特性： （1） 图形是对图像进行抽象的结果。一般采用计算机 或人工自动完成。 （2） 图形的矢量化使得有可能对图中的各个部分进行 控制。 （3） 图形的产生需要计算时间。 2 矢量图形的类型 （1） 二维图形（2D）：其变换在二维空间中进行。 三维（3D）：实现三维空间图形的显示与变换。 三、图形与图像的区别 1 图形是矢量的概念，基本元素是图元；图像 是位图的概念，基本元素是像素 。 2 图形的显示过程依照图元的顺序进行；图像 的显示过程按位图中所安排的像素顺序进行。 3 图形可以进行变化而无失真；图像变换则会 导致失真。 4

9、图形可以图元为单位进行层次修改、编辑等 操作；图像则不可。图形是对图像的抽象。 2.4 动画（animation）定义：指运动的画面。利用快速变 换帧的内容达到运动的效果。制作工具：animation、Flash、 3D max等视觉暂留计算机动画设计主要是为了能 够生成和处理一连串的静态画面， 并通过高速放映来欺骗人的眼睛， 使人们相信屏幕上的画面是动态的 。计算机实现动画的两种方法造型动画：对每一个活动的对象分别进行设计，并构造每一对象的特 征，然后用这些对象组成完整的画 面，进 行实时转换，形成动画。帧动画是由一幅幅连续的画面组成 的画像或图形序列动画和视频是连续渐变的静态图像或图形序列

10、，沿 时间轴顺次更换显示，从而构成运动视 觉的媒体。 动画：序列中每帧图像是人工或计算机 产生的图像。 视频：序列中每帧图像是通过实时摄取 自然景象或活动对象。动画技术参数帧速度数据量图象质量超文本和超媒体定义： 超文本：由信息结点和表示 结点间相关性的链构成的一个具有 一定逻辑结构和语义的网络。超媒体：多媒体超文本超文本主要成分：结点和表示结点间关系的链 超文本系统的三层模型：数据库层超文本抽象机层用户接口层多媒体系统的基本配置1、声音卡的基本知识 声音卡作为MPC的主要组件。声音卡性能的高低与它采用的技术 和方法有很大关系系。下面介绍声音卡所涉及的有关技术及其概念。 （1）模数转换(ADC

11、) 将输入的模拟音频信号转换成数值。而数字化后的音频信号是数 值，是离散的数据，并非像音频信号一样为连续的波形。因而数字 化时并不能连续采样，而是按一定的采样频率进行，数字化音频信号 涉及两个基本的技术指标是：(1)采样频率。(2)采样值的编码位数(大 小)。 l 采样频率：单位时间内的采样次数。一般来说，语音信号的 采样频率是语音所必需的频率宽度的2倍以上。人耳可听到的频率为 20Hz22KHz的声音，所以对声音卡来讲，其采样频率为最高频率 22KHz的2倍以上，即采样频率应在44KHz以上。较高的采样频率能 获得较好的声音还原。目前的声音卡的采样频率一般采用44.1KHz或 48KHz。当

12、然48KHz更好一些。 l 采样值的编码位数：记录每次采样值使用的二进制编码位数 。而二进制编码位数直接影响还原声音的质量。当前声音卡有8位、 16位和32位三种，主要以16位声音卡为主，8位声音卡趋于淘汰。8位 声音卡对语言的解释能满足需要，可达到电台中波广播的音质，但播 放音乐的效果不好。16位声音卡可以达到CD音响水平。真正的32位 声音卡还比较少。（2）数模转换(DAC)完成将数字化的声音数据转换成模拟音频信号输出，它是模数转换的逆过 程。其主要指标与模数转换相同。（3）MIDI音频多媒体PC机技术指标要求所有声音卡支持MIDI（ MusicInstrumentDigitalInter

13、face，即乐器数字化接口）标准。MIDI是由音乐 家们建立的电子合成乐器的统一标准，可以用电器件模拟大提琴、小提琴 、钢琴等几乎常见的乐器声音卡中一般采用两种不同的方法还原MIDI声音：l FM合成。FM合成由FM合成器完成，FM合成器利用调频(FM)技术 以波形模拟实际乐器的声音，乐器的声音由两种、三种或四种不同的频率 的波形叠加合成，一般的声音卡就采用这种技术。由于乐器的音效可分解 成无穷多种正弦波（通过傅立叶变换），四种波不足以还原逼真的音质， 所以一般的声音卡播放的MIDI音乐都不够逼真，效果与电子琴差不多，属 于MIDI的中低档产品。l 波表（Wave Table）合成。波表合成采

14、用一种称之为“波表查找”技术 来产生MIDI音乐，这种技术采用真实乐器的数字录制技术，并将录制的大 提琴、小提琴、钢琴、鼓等各种实际乐器的数字化声音响存储在只读存储 器(ROM)中，在产生MIDI音乐时再从存储的波表中找出进行合成，这样还 原的声音质量非常高，所产生的音响效果自然比FM合（4） 声音卡的功能： l 声音卡的CD-ROM接口：大多数声音 卡提供的CD-ROM接口是标准的IDE或是 SCSI接口，或提供一个或多个流行的专用接 口(如Mitsumi，松下或SONY的设备所采用 的)。 l 声音混合调节器：其主要功能是把从 不同输入源如(LINEIN、MIC及CD-Audio)中 输入

15、信号进行混合及音量调节。 （5）游戏接口：多媒体PC机一个重要的应 用是游戏娱乐，所以声音卡上应提供游戏的 接口。MICLine OUTLine INSpeaker图2-2-1 声卡与音源连接示意图MIDI声音卡的选择：声音卡作为多媒体计算机的主要组件，正确的选购声音卡可以达到 预期的音响效果。下面介绍声音卡的选择时，应注意和考虑的几个 问题： 1、支持的声道数这个指标是目前很多用户都很注重一项指标，所谓声道数，简言 之就是此声卡芯片支持输出的音箱数量。目前的声卡芯片有2声道 、4声道、6声道三种，声道越多，声音的定位效果就越好，不是采 用支持6声道的声卡芯片的声卡就能支持6声道输出，它还决定

16、于声 卡上的CODEC芯片，所以厂家通常通过CODEC支持不同的声道数 来划分产品等级，大家必须格外注意。目前市场上主流的声卡芯片 一般都支持2个以上的声道，不少芯片都已经提供了对6声道的支持（2 2）音响水平的要求）音响水平的要求 声音卡的音响水平的两个主要的技术标准也是采样频率（或称采样速度）和采声音卡的音响水平的两个主要的技术标准也是采样频率（或称采样速度）和采 样值编码位数。中高档的声音卡应具有样值编码位数。中高档的声音卡应具有CDCD唱片音质。而唱片音质。而CDCD唱片音质要求采样频唱片音质要求采样频 率（速度）应达到率（速度）应达到44.144.1KHzKHz，用用1616位（二进制位）来记录声音（