多媒体技术原理讲义DOC

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1、多媒体技术原理讲义吴姜 编淮北煤炭师范学院教师教育实验教学中心2007 年 7 月编写说明一、学科性质： 多媒体技术原理以计算机领域的各种媒体为研究对象，是一门理论与实践相 结合性质很强的课程。其特点是概念多、实践性强、涉及面广，并有极广泛的实 用性。多媒体技术原理是一门综合性很强的技术，学科面宽，涉及到计算机技术、 网络技术和电子技术等，因此在讲授某些概念和原理时，应将相关知识做补充， 以便学生对基本概念和基本原理的掌握。本课程的目的是全面系统地讲授了多媒 体技术的原理及应用知识。其主要任务是培养学生的计算机应用能力，使学生了 解当今多媒体技术发展的趋势，掌握多媒体技术基本知识。二、编写大纲

2、原则1、科学性与思想性相统一原则。吸收最新成果，优化课程结构和内容体系。2、结合多本参考书目，充分利用网络技术收集前沿信息，反映多媒体技术 前沿知识。3、重视理论联系实际。（重视案例教学）4、知识全面，同时强调重难点突出。5、学以至用原则。6、师生互动原则。三、教学内容及课时安排课程教学总学时数51 , 3学分，其中课程学时39，实验12 （详见教学 大纲）。章 节名称学时第一章多媒体技术概述3第二章图形与图像8第二章音频数字化和视频数字化8第四章多媒体数据压缩编码技术10第五章多媒体信息的存储3Aye 、. V7-. 第八早多媒体信息的输入与输出3第七章网络多媒体应用设计4实验12合计51四

3、、总学时总学时：51 学时，理论 39时，实验 12 学时。 五、主要参考书目：1. 马华东. 多媒体计算机技术原理. 北京：清华大学出 版社2. 钟玉琢. 多媒体技术（高级）. 北京：清华大学出版社3. 胡晓峰. 多媒体系统原理与应用. 北京：人民邮电出版社六、课程的特点和教学基本要求本课程是一门必修的专业基础课，其特点和教学基本要求如下:1. 多媒体技术是一门综合性很强的技术，学科面宽，涉及到计算机技术、网 络技术和电子技术等，因此在讲授某些概念和原理时，应将相关知识做补充，以 便学生对基本概念和基本原理的掌握。2. 多媒体的数据压缩技术是多媒体技术的核心，也是教学中的难点。因此， 教学中

4、将各类算法的原理和标准的应用作为教学重点。3. 在教学中既要重视理论、方法和标准的介绍，又兼顾实际系统的分析、具 体技术的讨论和解决实际问题的举例；既注重描述成熟的理论和技术，又介绍多 媒体相关领域的最新发展。第一章 多媒体技术概述一、学习目标知识目标：1、能够明确界定信息、媒体、媒介的关系2、理解并阐述多媒体技术的定义3、了解多媒体技术的发展历史4、理解多媒体技术的主要应用领域情感目标：1、培养学习者自主学习的意识。2、提高学习者对本门课程的学习兴趣。二、重点与难点多媒体、多媒体技术的定义三、本章学时数3 学时四、教学建议多媒体含义是本章重点，学习者可以根据具体情况，对多媒体的一些基本概 念

5、查阅一些资料作适当的了解。参考书目： 多媒体技术基础林福宗清华大学出版社 ，2000多媒体技术与应用教程 陈强人民邮电出版社 ，2001教学内容：1.1 关于信息、媒体和媒介的讨论1、将教学内容以文字、声音、图像、动画等形式存储到磁盘、光盘上（信息）（媒体）（媒介）（ Learning material ）（ medium）（ medium） 媒体 表现信息的载体 媒 介 存储媒体的物理介质2. 国际电报电话咨询委员会（CCITT）将medium划分成五种类型（1）Perception Medium （感觉媒体）（2）Presen tat ion Medium （呈现媒介）（3）Represe

6、n tat ion Medium （再生媒体）（4）Storage Medium （存储媒介）（5）Transmission Medium （传输媒介）3、结论：信息、媒体、媒介三者关系 媒体是信息的载体，信息只有通过某一种或几种媒体形式才能表达出来，感觉 媒体和经过处理后的再生媒体均属于媒体的范畴。 媒介是用于存储、呈现或传输媒体的设备或物理介质，存储媒介、传输媒介和 呈现媒介都属于媒介的范畴。Multimedia (多媒体)media (即medium的多媒体复数)指存储在磁带、光盘上的图像、声音、文本、动画等信息的表现形式(或 载体、4、各种多媒体技术的描述：“多媒体技术是指能综合处理多

7、种媒体信息，如文字、声音、图形、图像、动 画等，使多种信息建立逻辑连接，并且集成为一个具有交互性的计算机系统。” “多媒体技术是传统的计算机(如文本、图形、图像、动画等、与视频、音频相 结合，且为了知识创造和表达的交互式应用的结合体。”5、多媒体技术的特性其主要特性如下：a. 信息载体多样性 b. 交互性 c. 集成性 d. 协同性 e. 实时性1.2多媒体的发展历史1、启蒙发展阶段 多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期。 1984年，美国Apple公司在Macintosh上大胆地引入位映射(bitmap)的概念来对图进行处理， 使用了窗口 (Windows)和图符(Icon)作为用

8、户接口，并最早用GUI(图形用户接口) 取代CUI (命令用户接口)，用鼠标和菜单取代了键盘操作。1985年开始了窗口 (Windows)的研制，历经了 Windows286、Windows386、Windows 3.0 等版本。1987年又引入“超级卡”(Hypercard)，使Macintosh机成为用户易 使用、易学习且能处理多媒体信息的机器。2、标准化阶段90年代以来，多媒体应用迅速拓宽，其应用范围包括培训、教育、商业、 产品展示和咨询、信息出版、个人娱乐等领域。其产品的应用目标，既涉及研究人员，又和普通消费者有关，因此标准化问题成为多媒体技术实用化的关键。1990年10月，在微软公司

9、召开的“多媒体个人计算机市场协会”上， 制 定了 MPC1.0标准。在这个标准公布之前，媒体软硬件的开发没有统一的规格， 软硬件厂商各自为政，无法制作出适合不同计算机的多媒体产品。MPC1.0标准 的诞生， 为计算机整机、 外设制造商、软件商提供了共同遵循的标准， 促进 了多媒体计算机产品和软件的发展。1.3 媒体技术研究的主要内容(1) 标准化。它是国际上重点研究和讨论的课题之一。 目前，在多媒体方 面已经形成许多国际标准，在讨论和研究多媒体软件、 硬件和系统结构时，都 应遵循这些标准。随着多媒体技术的发展， 也要制定新的标准。(2) 数据压缩。在多媒体系统中， 由于涉及到声音、 图像或视频

10、，数据量 非常大。例如，一幅分辨率是640X480、256色的图像，约需0.3 MB的空间， 如果用2400 b/s的传输速率在电话线上传输，约需17 min。因此，为了使多媒 体达到实用水平，对数据进行有效的压缩将是多媒体中必须要解决的关键技术之一。(3) 多媒体信息特性与建模。为了更好地理解多媒体的本质，就必须研究各 种媒质的信息特性。多媒体信息特性的研究包括多媒体的种类、性质及其相互关 系；媒体之间转换的意义、方法和手段；媒体处理的特点等。在此基础上，要研 究多媒体数据的建模方法，包括信息空间的形成、时间特性的表示、 面向对象 的方法、媒体之间相互的关系、信息内容的表示方法等等。(4)

11、多媒体信息的组织与管理。多媒体的数据量大、种类多，各种媒体之间 既有差距， 又有信息上的关联， 故需要一种有效的方法来管理多媒体信息。处 理大批非规则的数据主要有两个途径， 一是扩展现有的关系型数据库；二是建 立面向对象数据库系统， 以存贮和检索特定的信息。除此之外，还有一种新型 的管理方法，称为超媒体(Hypermedia)，它一般也采用面向对象的信息组织和 管理形式。1.4 多媒体技术的应用一、多媒体走进家庭1. 家庭成员的教育2. 信息查询 3. 娱乐二、多媒体进入学校1. 交互式学习2. 进行模拟试验和演示（虚拟实验室）3. 信息查询和检索（虚拟图书馆）三、多媒体用于商业和企事业单位1

12、. 分布式多媒体系统的应用 2、 多媒体会议系统3、多媒体在出版业的应用4、多媒体在通信业中的应用第二章 图形与图像一、学习目标知识目标:1、理解并阐述 图形与图像 的区别。2、理解计算机动画原理。3、了解计算机动画制作方法与相关软件。情感目标：1、提高学习者对多媒体技术学习的兴趣。 2、关注图形、图象、动画等多媒体信息二、重点与难点图形图像区别、动画制作原理三、本章学时数8 学时四、教学建议 本章有许多实际生活中常见的多媒体信息，对图象、图形、动画、视频等多 媒体信息的掌握对多媒体技术的理解与应用非常重要，希望学习者能认真掌握 参考书目： 多媒体技术基础林福宗清华大学出版社 ，2000多媒体

13、技术与应用教程 陈强人民邮电出版社 ，2001教学内容：21 图形与图像的基本概念1、RGB 模式在自然界中，红（R）、绿（G）、蓝（B）称为三元色，这三种颜色的不同强 度组合，可以形成变化无穷的自然色彩。若以这三种颜色值为模式，对显示器的 像素点进行描述，这就是 RGB 彩色模式。彩色显示器中，对每个像素点，均用红（R）、绿（G）、蓝（B）三个电子枪 进行扫描。若每个电子枪均给出8个2进制位，用来描述0到255的明暗级别， 则3个电子枪共要24位进行色彩强度的组合描述。这种组合描述将产生256X 256X256共16777216种组合色彩，几乎接近自然色彩。图像深度（也称图像灰度、颜色深度）

14、表示数字位图图像中每个像素上用于表示 颜色的二进制数字位数。显示深度：表示显示器上每个点用于显示颜色的 2 进制数字位数。若显示 器的显示深度小于数字图像的深度，就会使数字图像颜色的显示失真。3、图像文件大小若显示器的显示深度小于数字图像的深度，就会使数字图像颜色的显示失 真。用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的数字图像的数据量大小计算如 下：图像数据量大小=像素总数X图像深度*8例如：一幅 640X 480 的 256 色图像为640X 480X 88 = 307200 字节一、图形（Graphic）图形一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、矩形、任意曲线和图表等。 图形的格式是一组描述

15、点、线、面等几何图形的大小和形状及其位置、维数的指 令集合。例如：Iine（x1,y1,x2,y2,color）, circle（x,y,r,color）等，就分别是画线、 画圆的指令。在图形文件中只记录生成图的算法和特征点，因此也称矢量图。绝大多数 CAD 和 3D 造型软件都使用矢量图形作为基本图形存储格式。对图形来说，数据的记录格式是很关键的内容。记录格式的好坏，直接影响 图形数据的操作方便与否。微机上常用的图形文件有“.3DS”（用于 3D造 型），” .DXF ”（用于CAD）, ” .WMF”（用于桌面出版）图形技术的关键是图形 的制作和再现，图形只保存算法和特征点，所以相对于图像来说，它占用的存储 空间也较小，但在屏幕每次显示时，它需要重新计算；在打印输出放大时，图形 的质量较高。二、图像（image）图像是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画 面。静止的图像是一个矩阵，有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)。1位、