[PPT模板]多媒体技术教材电子课件

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1、新编电气与电子信息类本科规划教材多媒体技术与应用陈启祥 李宁 编著 周锡令 主审电子工业出版社 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING第1章 绪 论内容提要 本章将介绍多媒体技术的定义、各类媒体的特点、多媒体的应用和发 展及多媒体的关键技术等基础知识。知识要点 多媒体的含义；多媒体技术的主要特性；多媒体的产生和发展；多媒体 技术研究的主要内容；多媒体技术的应用及前景。教学建议 建议学时为2学时。1.1 多媒体技术的概念在多媒体技术中，媒体（Medium）是一个重要的概念。那么，什 么是媒体呢？媒体是信息用来表示和信息传输的载体。 国

2、际电报电话咨询委员会（CCITT，目前已被ITU取代）曾对媒体做 如下分类：A、感觉媒体（Perception Medium）B、表示媒体(Representation Medium) C、表现媒体(Presentation Medium) D、存储媒体(Storage Medium) E、传输媒体(Transmission Medium) 在多媒体技术中，我们所说的媒体一般指的是感觉媒体。注意1.1.2 多媒体技术及其特点所谓多媒体技术就是计算机交互式综合处理多种媒体信息，如文本、 图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交 互性。简言之，多媒体技术就是以集成性、多样性

3、和交互性为特征的综合 处理声音、文字、图形、图像等信息的计算机技术。多样化、 集成性、 交互性多媒体技术的特性主要包括信息载体的三个方面，这是多媒体的主要特征，此外还有非循序性、非纸张输出形式 等。1.2 多媒体技术的发展历程1.2.1 启蒙发展阶段 1.2.2 标准化阶段多媒体数据的压缩编码和解码算法是多媒体计算机的关键技术之一。目 前多媒体编码和压缩广为采用的是ISO和ITU联合制定的数字化图像压缩国际 标准。具体来说，有三个主要标准: A、 JPEG标准。它是联合图像专家组JPEG(Joint Photographic Experts Group) 建立的适用彩色和单色、多灰度连续色调、

4、静态图像压缩国际标准。 B、 MPEG系列标准。为了制定有关运动图像压缩标准，ISO建立一个运动 图像专家组MPEG(Moving Picture Experts Group) C、 H.26X标准。ITU推荐的H.261标准即P64kbps方案，其标题是 “64kbps视声服务用视像编码方式”，它是由ITU SG XV视频编码专家组负责制定的。 1.3 多媒体技术研究的主要内容1.3.1 视频音频数据压缩/解压缩技术 1.3.2 多媒体专用芯片技术1.3.3 大容量信息存储技术1.3.4 多媒体输入与输出技术1、多媒体操作系统2、多媒体素材采集与制作技术3、多媒体编辑与创作工具4、多媒体数据

5、库技术5、超文本/超媒体技术6、多媒体应用开发技术1.3.6 多媒体通信技术1.3.7 虚拟现实技术1.3.5 多媒体软件技术1.4 多媒体技术应用及发展前景 1.4.1 多媒体技术的应用多媒体技术的典型应用 教育和培训 咨询和演示 娱乐和游戏 管理信息系统 视频会议系统 计算机支持协同工作 视频服务系统 1.4.2 多媒体技术的发展前景A、家庭教育和个人娱乐是目前国际多媒体市场的主流 B、内容演示和管理信息系统(MIS)是多媒体技术应用的重要方面 C、多媒体通信和分布式多媒体系统是多媒体技术今后的发展方向 第2章 媒体及媒体的数字化内容提要媒体是信息的载体，也可以是信息的表现形式。人类利用视

6、觉、听觉、 触觉、嗅觉和味觉来感受各种信息，因此，媒体也可分为：视觉类媒体、听觉 类媒体、触觉类媒体、嗅觉类媒体和味觉类媒体,其中嗅觉类和味觉类媒体目前 在计算机中尚不能方便地实现。本章介绍文字、声音、图形、图像、动画、视 频等媒体的特性，以及这些媒体在计算机中的表示即数字化问题。 知识要点：简单媒体的基本概念、各类媒体的特点；计算机获取、存储和表现媒体 的原理和方法。教学建议：建议上课学时46学时。2.1 文字 2.1.1 英文在计算机中，英文采用ASCII码。ASCII（American Standard Code for Information Interchange）是美国信息交换标准

7、代码的英文缩写，它是一 个由7个二进制位组成的数字编码系统，该编码系统包括大小写字母、标点符号 、阿拉伯数字、数学符号、控制字符等，共128个字符。目前，ASCII码已在计 算机领域中得到了最广泛的应用。 2.1.2 汉字1. 汉字的输入编码A、数字编码 B、拼音码 C、字型编码 2. 汉字内码汉字内码是用于汉字信息的存储、交换、检索等操作的机内代码，一般采用 两个字节表示。汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为“1”。目前又出现 了Unicode字符编码集，其实就是一个大字符集. 3. 汉字字模码字模码是用点阵表示的汉字字形代码，它是汉字的输出形式。根据汉字输出的要求不同，点阵的多少也不同。

8、简易汉字为1616点阵 ，提高型汉字为2424点阵，3232点阵，甚至更高。 汉字的输入编码、汉字内码、字模码是计算机 中用于输入、内部处理、输出三种不同用途的 编码，不要混为一类。 2.2 音频音频（Audio），常常被作为“音频信号”或“声音”的同义语，是属于 听觉类媒体，其频率范围大约在20Hz22kHz之间。 声音具有音调、音强、音色三要素。音调与频率有关，常见频带有：电话音 频是2003400Hz、调幅广播是507000Hz、调频广播是2015000Hz 、 CD激光唱盘是2022000Hz。音强与幅度有关，振幅范围20195dB。音色 是由混入基音的泛音所决定的。2.2.1 数字音

9、频数字音频是指用一系列的数字来表示音频符号，即把模拟音频信号转换成 有限个数字表示的离散序列，从而实现音频数字化 音频信号数字化过程如下：（1）选择采样频率，进行采样；（2）选择分辨率，进行量化；（3）形成声音文件。1. 采样（Sampling） 采样就是把时间上连续的信号，通过抽取样本，变成在时间上不连续的信 号序列，即A/D模数转换，其功能是将模拟信号变换成数字信号 在多媒体中，对于音频，最常用的有三种采样频率：44.1kHz；22.05kHz； 11.025kHz。其中22kHz和44kHz采样频率是最常采用的频率。2分辨率量化位数另一个指标是“分辨率”，它是指把采样所得的值（通常为反映

10、某一瞬间 声波幅度的电压值）数字化，即用二进制来表示模拟量 .3. 声音文件声音通道的个数表明声音记录是只产生一个波形（单声道）还是产生两个 波形（立体声双声道）。双声道的立体声，需要两倍的存储空间（针对wav格式 的声音文件）。 对于单声道，录音文件大小的公式为（ 仅限于wav格式）： S=RD（r/8）1 其中，S表示文件大小，单位为字节； R表示采样速度，单位为Hz，也可叫采样频率； D表示录音的时间，单位为秒； r表示分辨率，单位为二进制位（bit），如8位、16位等； 式中的数字1表示对应的单声道。公式中的“除以8”是为了将二进制位换算 成以字节作为单位，一个字节等于八位二进制位。对

11、立体声，决定数字录音文件大小的公式与单声道的情况类似（仍以字节为单位 ），如下式所示： S=RD（r/8）2 其中各符号的含义与上式相同，唯一不同的是乘以数字2，表示对应立体声，也 就是说，立体声的文件大小为单声道两倍。在多媒体技术中，存储声音信息的常用文件格式主要有：WAV文件、VOC 文件、MIDI文件、AIF文件、SNO文件、RMI文件 、MP3文件,WMA文件， PCM文件等。2.2.2 乐器数字接口声音有两类：一类是直接获取的声音，一类是合成声音。合成声音可以是 音乐或语言，现在已形成标准。MIDI是乐器数字接口（Musical Instrument Digital Interfac

12、e）的 英文缩写。 MIDI信息由数字化的乐谱、音符序列、定时及合成音乐的乐器 定义组成。当一组MIDI信息经音乐合成的解释便能演奏出音乐。2.2.3 数字化声音和MIDI的比较与MIDI数据相比，数字化的声音是声音的实际表示。它代表了声音的瞬间 幅度。因为它与设备无关，每次播放时都发出相同的声音。 MIDI数据是与设 备有关的，即MIDI音乐文件所产生的声音与用来播放的特定的MIDI设备有关 。1.MIDI数据优点（1）文件紧凑，所占空间小，MIDI文件的大小与回放质量完全无关。 （2）在不需要改变音调降低音质的情况下，可以通过改变其速度来改变MIDI文 件的长度。 2. MIDI数据缺点（

13、1）MID文件的声音质量一般不如WAV文件的声音声音。 （2）因MIDI数据并不是声音，仅当MIDI回放设备与产生时所指定设备相同 时，回放的结果才是精确的。 （3）MIDI不能用来回放语音对话。 2.3 图形与图像 2.3.1 位图图像位图图像是指在空间和亮度上已经离散化的图像.1.位图的概念 位图的基本参数包括： 图像分辨率：组成一幅图像的纵向和横向的象素的个数 图像深度：表示每个象素信息的位数 图像颜色数：如图像深度为24，则颜色数为224 图像的数据量：如一幅分辨率800600的24位真彩图像，所占存储空间为： 800600248=1440000 byte1.4M byte2. 位图的

14、产生方法 （1）用画图程序获得； （2）用荧光屏抓取程序从荧光屏上直接抓取，然后把它加到画图程序或应用 程序中； （3）用扫描仪或数字化的视频图像抓取设备从照片、艺术作品或电视图像抓 取； （4）购买现成的图像库。3. 图像的数字化媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f(x,y)进行空间和 幅值的离散化处理，空间连续坐标（x,y）的离散化，叫做采样；f(x,y)顏色的离 散化，称之为量化。两种离散化结合在一起，叫做数字化，离散化的结果称为数 字图像。 采样 量化采样是对图像函数f(x,y)的空间坐标（x,y）进行离散化处理，而量化是对每个 离散点像素的灰度或颜色样本进行数字化处理

15、。 4. 位图处理 （1）图像的抓取 （2）图像的编辑5. 图像优化6. 图像压缩2.3.2 矢量图形矢量是用其两个端点位置来描述的一条直线。 矢量图形是用一个指令集合 来描述的。矢量图形是用一个指令集合来描述的。 2.3.3 矢量图与位图的比较1. 空间 2. 性能2.3.4 图像文件的格式Windows使用设备无关位图DIB（Device Independent Bitmaps）作为其 通用的图像文件格式。 图像文件格式2.3.5 数字水印1、概念：数字水印是嵌在数字产品中的数字信号，可以是图像、文字、符号、数字 等一切可以作为标记、标识的信息。 2、特点： 3、用途：防止非法复制：数字水

16、印技术并不能直接阻止复制行为，而是通过验证 产品的所有权来揭露非法复制、传播行为，从而鉴别资料的真伪。4、原理：数字水印的制作过程可看是作将产权等信息作为附加噪声融合在原数字 产品当中（大多将水印大小控制在100个比特之内），但不致影响人的感官对 数字作品的感觉欣赏，即利用了人在感觉上的冗余。2.4 动画动画（Animation）是指运动的画面，动画在多媒体中是一种非常有用 的信息交换工具。2.4.1 视觉暂留动画之所以成为可能，是因为人类的眼睛具有一种所谓“视觉暂留”的生 物现象。在观察过物体之后，物体的映像将在人眼的视网膜上保留一短暂的时间 。 2.4.2 造型动画和帧动画用计算机实现动画有两种：一种为帧动画，另一种为造型动画。帧动画是由 一幅幅连续的画面组成的图像或图形序列;造型动画是对每一个活动的对像分别 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。 2.4.3 技术参数1.帧速度 2.数据量 3