大学计算机基础（第三版）PPT 第8章 多媒体技术

《大学计算机基础（第三版）PPT 第8章 多媒体技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学计算机基础（第三版）PPT 第8章 多媒体技术（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第8章 多媒体技术,2,8.1 多媒体技术概述,（1）媒体（Medium） 指信息的表现形式，如数字、文字、声音、形、像和动画。 （2）多媒体（Multimedia） 是指以上提到的信息中多种表现形式有机的结合。 （3）多媒体技术 用计算机交互式地综合处理多种媒体信息，使多种信息集成为一个具有人机交互功能系统的技术。,3,8.1.1多媒体计算机系统的组成,1. 多媒体硬件 （1）外部设备 光驱、麦克风、MIDI合成器、扫描仪、VCD/DVD、数码照相机、摄像机、音箱、投影仪、刻录机、声卡、打印机等 （2）功能卡 作用：连接各种外部设备，完成音频、视频信息的数字化输入、编辑和输出 种类：声卡

2、、视频输出卡、VGA/TV转换卡等,4,2. 多媒体软件,音频处理：Adobe Audition、SoundForge、Goldwave等 像处理：Windows 的画、Photoshop、Corel Draw 动画制作：Gifanimator、Cool3D、Flash、3D Max 视频处理：Adobe Premiere、Director VCD制作与光盘刻录 Authorware、Director等,5,3. 多媒体计算机的标准MPC3,（1）CPU要求Pentium 75MHz以上。 （2）内存8MB以上。 （3）硬盘540MB以上。 （4）声卡：16位，采用波表合成技术，具有MIDI播

3、放 （5）CD-ROM：传输速率600KB/s，平均访问时间250ms （6）形功能：16位/像素、分辨率352240。 （7）视频播放：分辨率352240时30帧/秒或352288时25帧/秒,6,8.1.2多媒体系统中使用的技术,1具有多媒体功能的芯片 支持多媒体功能的CPU（MMX）和专门用于音频、视频处理的芯片 2光盘存储 提供较大的存储空间 CD盘片容量650MB左右 单面单层的DVD存储容量4.7GB 单面双层DVD的容量8.5GB DVD盘片17GB,7,3输入输出技术 媒体信息的数字化 媒体的识别与理解 数字化处理后的再现 4数据压缩技术 大的存储空间和较高的传输速率的需要 5

4、多媒体操作系统 Windows2000、WindowsNT、WindowsXP、Windows Vista等。,8,8.1.3多媒体技术的特点,1交互性 从单向的被动接收到双向有选择的交互方式转变 2多样性 处理对象从文字扩展到声音、像、动画等多种形式 3集成性 多种媒体信息有机的组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，成为一体化系统。 4实时性 要求系统有较高的传输速率。,9,8.1.4多媒体技术的应用,1商业领域 2电子商务 3教育和培训 4远程医疗 5视听会议 6文化娱乐,10,8.1.5 网上视频的播放方式,1、下载播放 先将整个影音文件下载并保存到本地计算机上，然后再播放 优点：可

5、以获得高质量的影音，一次下载，多次播放； 缺点：下载时间较长，客户端需要较大容量的存储设备，不能满足实况直播的需要。 2、流媒体技术 一边下载，一边播放，实现了连续、实时地传送。 优点：应用在现场直播、突发事件报道等对实时性传输要求较高的场合 缺点：网络速率较低或拥塞时，会造成播放的时断时续。 流媒体格式的文件：.asf、.rm、.ra、.mpg、.flv等,11,8.2 声音处理,8.2.1 声频卡简介 1. 声频卡的关键技术 （1）数字音频:要求必须具有大于44.1kHz的采样频率和16位的编码位数。 （2）音乐合成:主要有FM合成和波形表合成。 （3）MIDI 乐器数字接口: 规定不同厂

6、家的电子乐器和计算机连接的方案和设备之间数据传输的标准。 （4）音效: 在硬件上实现回声、混响等各种效果,12,2. 声频卡的主要技术指标,（1）采样频率 11.025kHz、22.05kHz和44.1kHz或更高 （2）编码位数 保存每个采样值使用的二进制编码位数，当前声卡中常用的有8位、16位和32位 （3） 声道数 产生声音的波形个数，一般为1个（单声道）或2个（立体声）。,13,3. 存储容量和数据传输率,（1）存储容量计算公式： 存储容量（字节）=采样精度采样频率声道数时间/8 例如，采样频率为 44.1kHz，采样精度16位的立体声声音，其1秒钟声音的数据量为： 1644.1kHz

7、21/8176.4KB （2）数据传输率 数字化1秒钟的声音或还原1秒钟的声音所需传输的数据位数 计算公式： 数据传输率（b/s）=采样精度采样频率声道数,14,15,3. 声音数据的压缩,压缩的原因 声音经数字化后的编码数据量较大，为保存这些数据就需要较大的空间 为实现实时处理，需要及时传输这些数据，这又要求有较高的传输率,16,8.2.2 常用的声音文件,1. WAV文件 Microsoft为Windows提供标准音频格式 文件扩展名为.WAV 事实上的通用音频标准格式 WAV文件主要由采样数据组成，文件的大小与采样频率、编码位数和声道数有关 主要缺点:文件占用的空间较大,17,2. MP

8、3文件 MP3文件可以实现12:1的压缩比例 音质接近CD、制作容易，目前网上使用最多的音频文件格式 几乎所有的音频编辑工具都支持MP3文件,18,3. MIDI文件 MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，即乐器数字化接口 规定了电子乐器和计算机之间进行联接的硬件及数据通信协议 采用数字方式对乐器演奏出来的声音进行记录，在播放时对这些记录进行合成 文件扩展名是.MID，占用存储空间比音波文件小得多 4. CD-DA格式 光盘数字音频文件，俗称CD音乐，音质较好的音乐,19,8.2.3 声音的录制与播放,Windows中的录音机程序功能 录音、

9、播放、混合声音、添加回音、加速、减速和反向等简单的音频处理。 启动： 执行“程序”|“附件”|“娱乐”|“录音机”命令,20,主要操作,1录制声音 2以不同的格式保存声音文件 3删除声音文件中的一部分 4在当前文件中插入另一个声音文件,21,8.2.4 WindowsXP中音量的控制,执行“程序”|“附件”|“娱乐”|“音量控制”命令，打开“音量控制”窗口。,22,8.3 形像处理,8.3.1 数字像的属性参数和表示方法 1像的属性参数 （1）像分辨率 对像采样后得到的像素数目称为像分辨率，用“每列点数行数”表示 例如，640480表示像有480行，每行有640个像素,23,（2） 扫描分辨率

10、 是指对像进行采样时，单位距离内采样的点数 用每英寸点数DPI（dots per inch）表示 例如，如果用300DPI来扫描一幅尺寸为4英寸5英寸的像，就得到一幅12001500个像素的数字像 扫描分辨率越高，像素点就越多，像越细腻 （3） 显示分辨率 显示分辨率是指显示屏上可以显示出的像素数目，数目的多少与显示模式有关。,24,（4） 像素深度（位深度） 为表示每个像素点的颜或灰度进行编码所使用的二进制数的位数。 像素深度的值越大表示的颜数越多，彩也越丰富逼真，占用的存储空间越大。 常见的像素深度： 1位：表示黑白像 4位：表示16像或16级灰度像 8位：表示256像或256级灰度像 2

11、4位：表示真彩像，有224种颜,25,2. 像的表示方法,（1）位像 用二进制编码来描述像的每个像素点的颜或灰度，这种像叫位像 影响位文件大小的因素 分辨率越高，组成一幅像的像素越多，像文件越大 像素深度越深，表示单个像素颜的位数越多，像文件也越大。 位文件占据的存储空间比较大,26,（2） 矢量像,使用一系列指令描述一幅所包含的直线、矩形、圆、圆弧、曲线等的形状、位置、颜等属性和参数 例如，直线的描述：line，start_point，end_point 圆的描述：circle，center_x，center_y，radius 矢量像不会随像尺寸的改变而改变，也不存在采样分辨率的问题，只与显

12、示的尺寸和显示分辨率有关 矢量像文件所占空间较小,27,8.3.2 像的压缩,1压缩的必要性 例1 计算用位文件存储一幅分辨率为352288的静态真彩像需要的存储空间。 解：像文件大小的计算公式： 文件字节数=每行列数像行数颜深度8 对于真彩，每一个像素点用24位来记录，因此该像需要的存储空间为： 35228824/8 B=304128B（字节）,28,例2 计算1分钟视频所需的存储空间，该视频每秒钟25帧，每帧像分辨率为352288，不计算音频数据 解：由上题，每一帧占的空间为304128B，因此，1秒钟视频所占有的存储空间为： 304128B2560=456192000B=435.06M,

13、29,结果分析： 存储视频信息所需要的存储容量非常大 数据的传输速度也无法满足 结论：必须进行压缩。,30,2压缩的可能性,压缩依据：在声音和像中存在大量的冗余 （1）静态像中存在的空间冗余 一幅像大部分区域具有相同的亮度和颜 只记录相同值和连续重复出现的次数 （2）动态视频中存在的时间冗余 视频序列中，相邻的两帧像之间具有相同的画面或者几乎相同的画面，两者之间变化部分较少 对第二张像只需要记录和前一张像之间的差别,31,3压缩的方法,（1）无损压缩 经过压缩后可以将原来文件中包含的信息完全保留的一种数据压缩方式 常用的无损压缩编码有行程编码(run length encoding，RLE)、

14、哈夫曼编码(Huffman) 行程编码：将原始数据中连续出现的符号用该符号出现的次数和该符号本身来代替,32,行程编码例1,以下的数据由13个字符组成： xxxxyyyaabccc 不压缩时 分别保存每个字符的ASCII码，整个数据用13个字节 使用行程编码后的形式： 4x3y2a1b3c 经过压缩后的数据需要用10个字节保存 数据量越大、重复的数据越多，用这种方法压缩后所占的空间越少。,33,行程编码例2,下面是一幅像在某一行各个像素点的颜值：,34,每个像素点用3个字节，未压缩时所需存储空间： 503B+23B+13B+93B+723B=402B RLE编码为： 50（200，30，100

15、）2（255，255，255）1（0，5，5）9（0，0，0）72（200，30，100）。 需要的存储空间： （2B+3B）+（2B+3B）+（2B+3B）+（2B+3B）+（2B+3B）=25B 压缩比为402:25即16.08:1,35,像压缩的原理,前提： 像中连续多行上都具有相同的颜 一行中有许多连续的像素都具有相同的颜值 压缩方法： 存储一个像素的颜值和具有相同颜的像素数目 存储一个像素的颜值和具有相同颜值的行数,36,（2）有损压缩,经压缩后不能将原来的文件信息完全保留的压缩，称为有损压缩，这是不可逆的压缩方式。 有损压缩的依据，在原始信息中存在一些对用户来说不重要的、不敏感的、

16、可以忽略的内容。,37,8.3.3 常用的像文件格式,1BMP格式 位文件，扩展名是.bmp，Windows的标准像格式 特点： 一个BMP文件只能存放一幅像； 像数据可以采用压缩或不压缩的方式存放； 可以分别用1位、4位、8位和24位表示单、16、256以及真彩四种像格式的数据。 文件占用的存储空间较大。,38,2GIF格式 GIF是Graphics Interchange Format即形交换格式的缩写，该格式文件的扩展名为.gif，可以用18位表示颜，因此最多为256. 采用无损压缩存储。 生成的文件比较小，非常适合网络的传输。,39,3JPEG格式 JPEG是静态的数字像数据压缩编码标准，文件扩展名为.JPG。 用于灰度像和彩像。 使用有损压缩算法 压缩时