多媒体技术与应用立体化教程课件.pptx

1、第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 1多媒体技术概述多媒体技术概述 多媒体技术与应用立体化教程多媒体技术与应用立体化教程 第 1 章第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 2目录1.1 多媒体技术的定义和关键技术多媒体技术的定义和关键技术 1.2 多媒体应用系统的构成多媒体应用系统的构成 1.4 常用的多媒体浏览、播放、格式转换软件常用的多媒体浏览、播放、格式转换软件 1.3 多媒体技术的应用多媒体技术的应用 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 3u 内容提要l多媒体技术的定义、多媒体技术的特点、多媒体计算机的发展趋势；l多媒体的关键技术和多媒体数据压缩编码的国际标准

2、；l流媒体技术、虚拟现实技术、多媒体应用系统的开发过程；l常用的多媒体浏览、播放、格式转换软件，利用扫描仪获取图像和文字的方法。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 4 多媒体技术就是将文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩或解压缩、编辑、存储等加工处理，使多种媒体信息建立逻辑连接，集成为一个具有交互性系统的技术。1.1多媒体技术的定义和关键技术第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 51.1.1多媒体技术 多媒体译自英文的 Multimedia 一词。媒体在计算机领域中有两个含义，一个是指用来存储信息的实体，如软盘、硬盘、光盘等；另

3、一个是指信息的载体，如文本、图形、图像、动画、音频、视频等媒体信息。根据国际电信联盟标准化部门（ITU-T）的建议，可将媒体分为感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体 5 大类。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 6 目前可以把多媒体看成是先进的计算机技术与音频、视频、通信等技术融为一体而形成的一种新技术。从研究和发展的角度来看，多媒体技术具有以下特点。u多样性：指综合处理多种媒体信息，包括文本、图形、图像、动画、音频、视频等。u集成性：指将不同的媒体信息有机地组合在一起，形成一个整体以及与这些媒体相关的设备集成。u交互性：指用户可以介入各种媒体加工、处理的过程中，从而使用

4、户更有效地控制和应用各种媒体信息。u实时性：指当多种媒体集成时，需要考虑时间特性、存取数据的速度、解压缩的速度以及最后播放速度的实时处理。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 71.1.2多媒体的关键技术 1数据压缩与编码技术 2数字图像技术 3数字音频技术 4数字视频技术 5多媒体专用芯片技术 6大容量信息存储技术 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 8 多媒体的信息量一般都比较庞大，于是就需要大容量的信息存储设备来存储这些信息，目前主要有光盘、硬盘、USB 存储设备 3 大类。（1）光盘 光盘是用激光扫描的记录和读出方式保存信息的一种介质，目前主要有 CD、DVD、蓝光光

5、盘 3 大类。（2）硬盘 硬盘的容量是以 MB、GB、TB 为单位的。（3）USB 存储设备 USB 存储设备是通过 USB 接口与计算机相连的外部存储设备,USB 接口的规范目前有USB 1.0/1.1、USB 2.0、USB 3.0。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 97多媒体输入与输出技术 （1）媒体变换技术是指改变媒体的表现形式。（2）媒体识别技术是对信息进行一对一的映像过程。（3）媒体理解技术是对信息进行更进一步的分析处理和理解信息内容。（4）媒体综合技术是把低维信息表示映像成高维的模式空间的过程。8多媒体通信技术 （1）多媒体同步技术 在 MPEG-1 标准中，包含了

6、MPEG 视频、MPEG 音频、MPEG 系统 3 个部分。在音频视频回放时，必须实现同步输出。多媒体信息同步有分层同步、时间轴同步、参考点同步 3种方法。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 10（2）多媒体传输技术 多媒体信息的传输以图像的传输为核心。多媒体信息传输技术主要包括静态图像传输、动态视频图像传输、图像信息的模拟信号 A/D 与数字信号 D/A 转换、模拟视频信号与数字视频信号的传输、图像信号的压缩编码及解码、调制与解调等多方面的技术。多媒体系统要通过通信网络传送文本、图形、图像、动画、音频、视频等不同媒体，这些媒体对通信网各有不同的要求。文本和图片要求的平均速率较低，音

7、频信号的传输速率要求也不太高，但要求实时性，视频则需要极高的传输速率。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 119多媒体软件技术 多媒体软件技术主要包括多媒体操作系统、多媒体素材采集与制作技术、多媒体数据库技术、超文本和超媒体技术、多媒体应用开发技术 5 个方面的内容。（1）多媒体操作系统（2）多媒体素材采集与制作技术（3）多媒体数据库技术（4）超文本和超媒体技术 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 121.1.3多媒体数据压缩编码的国际标准 国际标准化协会（ISO）、国际电子学委员会（IEC）、国际电信协会（ITU）、前国际电报电话咨询委员会（CCITT）等国际组织于 20

8、 世纪 90 年代领导制定了多个重要的多媒体国际标准。1JPEG 标准 PEG 压缩标准适用于连续色调图像的压缩方法，满足以下要求。l达到或接近当前压缩结果与原始图像相比，人的视觉难以区分。l能适用于任何种类的连续色调的图像，不受长宽比限制，不受限于景物内容、图像的复杂程度、统计特性等。l计算的复杂性是可控制的，其软件可在各种 CPU 上完成，算法还可用硬件实现。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 132MJPEG MJPEG 是指 Motion JPEG，即动态 JPEG，按照 25 帧/秒速度使用 JPEG 算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。MJPEG 的优点是画质还比较清晰

9、，缺点是压缩率低，占用带宽很大。一般单路占用带宽 2M 左右。3H.263 H.263 视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压缩标准。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 144MPEG 标准 运动图像专家组（Moving Picture Expert Group，MPEG）的主要任务是制定各种动态图像及其伴音信号的数字压缩编码国际标准。MPEG 动态图像压缩的标准算法主要由以下 3 部分组成。lMPEG 影视图像：它是关于影视图像数据的压缩编码技术。lMPEG 声音：它是关于声音数据的压缩编码技术。lMPEG 系统：它是关于图像和声音同步播放以及多路复合的技术。第

10、第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 151.1.4流媒体技术 流媒体就是数字音频和数字视频在网络上传输的方式，目前主要有下载和流式传输两种方式。实现流媒体的关键技术就是流式传输技术，它融合了网络的传输条件、媒体文件的传输控制、媒体文件的编码压缩效率、客户端的解码等多种技术。流媒体技术涉及流媒体数据的采集、压缩、存储、网络通信等多项技术。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 161实时流式传输和顺序流式传输 实现流式传输有两种基本方法顺序流式传输和实时流式传输。（1）顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体。用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还

11、未下载的部分。由于标准的 HTTP 服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，所以它经常被称作 HTTP 流式传输。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 17（2）实时流式传输 实时流式传输与顺序流式传输不同，实时流式传输需要专用流媒体服务器，如QuickTime Streaming Server、Windows Media Server 与 RealServer；需要特殊的网络协议，如实时传输协议（Realtime Transport Protocol，RTP）、实时流协议（Realtime Streaming Protocol，RTSP）、微软媒体服务（Microsoft

12、Media Server，MMS）等。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 182流媒体传输形式 流媒体有点播和广播两种基本传输形式。点播是指客户端与服务器主动连接。在点播传输方式中，用户通过选择播放内容来初始化客户端连接。用户可以进行开始、停止、后退、快进、暂停等操作。由于每个客户端各自连接服务器，采用这种方式会占用大量的网络带宽。广播指的是用户被动接收数据流。在广播过程中，客户端只接收数据流，但不能控制数据流。例如，用户不能暂停、快进或后退该流。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 191.1.5虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality，VR）又称人工现实或灵

13、境技术，它是在许多相关技术（如仿真技术、计算机图形学、多媒体技术等）的基础上发展起来的一门综合技术，是多媒体技术发展的更高境界。虚拟现实技术提供了一种完全沉浸式的人机交互界面，用户处在计算机产生的虚拟世界中，无论看到的、听到的，还是感觉到的，都像在真实的世界里一样，通过输入和输出设备还可以同虚拟现实环境进行交互。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 20 虚拟现实具有以下特征。（1）多感知性（2）临场感（3）交互性（4）自主性 总而言之，多媒体技术是一种基于计算机技术的综合技术，它包括信号处理技术、音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、通信技术、图像压缩技术、人工智能和模式识别技术等，

14、是处于发展过程中的一门跨学科的综合性高新技术。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 211.2多媒体应用系统的构成 多媒体系统是一种复杂的硬件和软件有机结合的综合系统。它把音频、视频等媒体与计算机系统融合起来，并由计算机系统对各种媒体进行数字化处理。多媒体系统按其物理结构可分为多媒体硬件和多媒体软件两大部分，其组成结构如图 1.1 所示。图图 1.1 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 221.2.1多媒体系统的硬件1多媒体计算机 多媒体计算机（MPC）的基本部件由中央处理器（CPU）、内部存储器（ROM 和RAM）外部存储器（软盘、硬盘、闪盘、光盘）、输入与输出接口 3 部

15、分组成。输入与输出接口将计算机与外部设备进行连接。2多媒体板卡 多媒体计算机特征部件是多媒体板卡，多媒体板卡根据多媒体系统获取或处理各种媒体信息的需要插接在计算机上，以解决输入和输出问题。多媒体板卡是建立多媒体应用程序工作环境必不可少的硬件设备。常用的多媒体板卡有显示卡、声卡、视频卡等。3多媒体设备 多媒体设备多种多样，工作方式一般为输入或输出。常用的多媒体设备有显示器、打印机、光盘存储器、音箱、摄像机、扫描仪、数码相机、触摸屏、投影机等。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 231.2.2多媒体系统的软件 建一个多媒体系统，硬件是基础，软件是灵魂。多媒体软件的主要任务是将硬件有机地组

16、织在一起，使用户能够方便地使用多媒体信息。多媒体软件按功能可分为多媒体系统软件和多媒体应用软件。1多媒体系统软件 多媒体系统软件主要包括多媒体操作系统、各种相应的多媒体驱动程序、多媒体开发工具 3 种。多媒体开发工具是多媒体开发人员用于获取、编辑、处理多媒体信息，编制多媒体应用程序的一系列工具软件的统称。它可以对文本、图形、图像、动画、音频、视频等多媒体信息进行控制和管理，并把它们按要求连接成完整的多媒体应用软件。多媒体开发工具一般可分为多媒体素材制作工具、多媒体制作工具、多媒体编程语言 3 类。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 242多媒体应用软件 多媒体应用软件又称多媒体应用系

17、统或多媒体产品，它是由各种应用领域的专家或开发人员利用多媒体编程语言或多媒体创作工具编制的最终多媒体产品，是直接面向用户的。如各种多媒体教学软件、培训软件、声像俱全的电子图书等，多以光盘的形式面世。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 251.2.3多媒体应用系统的特点 多媒体应用系统与一般的应用系统相比较，有一些独特之处，主要特点如下。l多媒体应用系统的开发环境复杂。l多媒体应用系统的数据类型繁多。l多媒体应用系统要求具有良好的交互性。l多媒体应用系统的开发过程需要各种技术人才。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 261.2.4多媒体应用系统的开发过程 多媒体应用系统的开发

18、过程大致可以分为 6 个阶段，如图 1.2 所示。（1）概念阶段：主要任务是明确将要开发的系统是干什么的？确定主题和对象。确定要制作何种类型的影片以及适合哪个群体的人观看。（2）设计阶段：主要任务是确定将要开发的系统如何做？详细确定所包含的内容和表现手法。包括编写剧本、确定角色、布景等。图图 1.2 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 27（3）素材制作阶段：主要任务是采集、编辑项目中所需要的全部数据，包括图形、图像、音频、视频素材。（4）集成阶段：主要任务是构建项目的整体框架，把各种表现形式集成起来并加入一些交互特征。（5）测试阶段：主要任务是检测应用系统，以确信它能够按照作者的意

19、图来运行。（6）发行阶段：主要任务是制作发行版本，编写用户使用手册，最终发行到用户手中。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 281.3多媒体技术的应用 1.3.1多媒体教学的实现 多媒体技术最有前途的应用之一是教育领域。多媒体教学就是利用多媒体计算机综合处理和控制文字、符号、图形、动画、音频、视频等多媒体信息，把多媒体信息按照教学要求进行有机地组合，形成合理的教学结构并呈现在屏幕上，然后完成一系列人机交互操作，使学生在最佳的环境中学习。利用多媒体技术不仅能模拟物理和化学实验，而且也能制作出天文或自然现象等真实场景，还能十分逼真地模拟社会环境以及生物繁殖和进化等。多媒体、虚拟现实、网络

20、技术的发展已经将教学模拟推向一个新的阶段，各种形式的虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟图书馆等与学校教育密切相关的新生事物不断涌现，这些新技术将会为教育工作者提供前所未有的强大工具和教学手段。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 29（1）多媒体演播教学环境 多媒体演播教学环境适应于以教师为中心的课堂教学模式。这种教学环境的实现依赖于多媒体电脑教室的建设，它的主要设备有：多媒体计算机、视频演示仪、投影机、电动屏幕、白板、音响设备、话筒等。多媒体演播教学信息量大，相当于板书授课的 2 倍多，能收到事半功倍的教学效果。（2）多媒体网络教学环境 多媒体网络教学是计算机网络和多媒体技术相结合的产物，它

21、所依赖的教学环境是要建立多媒体网络教室，它主要包括硬件和软件两部分，硬件设备有多媒体教师机、多媒体学生机、控制机、集线器、网络服务器、播放设备（如收录机、VCD、DVD、LD 等）、传输控制线等。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 301.3.2多媒体远程教学的实现 远程教育网络教学环境支持两种教学模式：一种是非实时交互式远程教学模式，它是指学生利用多媒体网络随时调用存放在服务器上的文字、图像和语音等多媒体课件进行学习，适合有自主学习能力的学生使用，它属于以学生为中心的教学模式。另一种是实时交互式远程教学模式，它在较高的网络传输率下，添置摄像头、视频卡、话筒等，即可实现远程音视频信息

22、的实时交流。这种教学模式将双向交流扩展到任何有网络的地方，使音视频实时交互，教学过程高质高效，自主选择学习内容等远程教育的优势真正得以体现，从而有条件达到“双主”教学模式。目前，由于我国网络的带宽暂时还不能满足实时传送视频图像传输率的要求，因此该教学模式在局域网上运行的效果比较理想。已经实现的实例有：（1）基于视频会议系统的实时远程教育控制系统；（2）基于网页构建的教学网站；（3）基于 ATM 宽带网的实时远程教育控制系统。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 311.3.3多媒体通信 多媒体技术应用到通信上把电话、电视、传真、音响、卡拉 OK 机以及摄像机等电子产品与计算机融为一体，

23、由计算机完成音频和视频信号采集、压缩和解压缩、多媒体信息的网络传输、音频播放和视频显示，形成新一代的家电类消费产品。1.3.4多媒体课件 多媒体课件就是利用超文本和超媒体手段，按照人的联想思维方式，使用了多媒体技术的课件，又称多媒体产品，它是由各种应用领域的专家或开发人员利用多媒体编程语言或多媒体创作工具编制的最终多媒体产品，是直接面向用户的。如各种多媒体教学课件、培训课件、声像俱全的电子图书等。利用多媒体技术编制的教学课件，能创造出图文并茂、绘声绘色、生动逼真的教学环境和交互操作方式，从而可以大大激发学生学习的积极性和主动性，改善学习环境，提高学习质量。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技

24、术概述 321.3.5多媒体制作工具 多媒体制作工具是一种高级的多媒体应用开发平台。它能够统一地编辑、管理多媒体数据，一般不需要高级语言编程就可以把这些数据连接成为完整的多媒体应用程序。多媒体制作工具作为一类特定用途的程序，尚无具体的标准。因此，目前可以见到的千百种制作工具的制作方式多种多样，但归纳起来可分为下列 3 类：基于流程图、基于卡片、基于语言。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 331.3.6多媒体电子出版物 电子出版物是指以数字编码方式将图、文、声、像等信息存储在磁、光、电介质上，它包括：电子图书、电子期刊、电子新闻报纸、电子手册与说明书、电子公文或文献、电子画报、广告、

25、电子声像制品等。而多媒体电子出版物是指以图、文、声、像等多种形式表现并由计算机及其网络对这些信息进行统一地存储、传送、处理、再利用的电子出版物。根据发行方式，电子出版物可以分为：电子网络出版和单行电子书刊。根据出版物的形式，电子出版物可以分为：联机数据库、电子报刊、电子图书 3 种形式。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 341.4常用的多媒体浏览、播放、格式转换软件 常用的图像工具有图像浏览和编辑工具、视频播放、管理工具，为图像处理、作品演示提供了方便；是欣赏相片和播放电影的最好图像工具。1.4.1图片浏览工具ACDSee ACDSee 是目前非常流行的看图工具之一。它提供了良好的

26、操作界面、简单人性化的操作方式、优质的快速图形解码方式，并支持丰富的图形格式，具有强大的图形文件管理功能等。其主要有两大方面的特点，一是支持性强，能打开包括 ICO、PNG、XBM 在内的 20 余种图像格式，并且能够高品质地显示图像；二是速度快，与其他图像观赏器比较，ACDSee 打开图像档案的速度相对更快。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 351认识 ACDSee 14 的工作界面 成功安装 ACDSee 14 后，双击桌面快捷方式图标，启动 ACDSee 14，即可进入其工作界面，如图 1.3 所示。主界面主要由文件列表、“文件夹/日历/收藏夹”窗格、“预览”窗格、“属性/整

27、理/搜索”窗格 4 个部分组成。图图 1.3 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 362浏览和播放图片 图图 1.4 图图 1.5 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 37图图 1.6 图图 1.7 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 38图图 1.8 图图 1.9 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 393编辑图片 在 ACDSee 中除了可以浏览图片外，还可以对图片进行简单的编辑，如调整颜色、相片修复、裁截、添加文本等。图图 1.10 图图 1.11 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 40图图 1.12 图图 1.13 第第 1 章章 多

28、媒体技术概述多媒体技术概述 414转换图片文件格式 图片文件的格式有很多，如 JPG、BMP、GIF、TIFF 等。工具软件只能打开软件本身所支持的文件格式，当遇到不支持的文件格式时则无法打开，利用 ACDSee 可转换文件格式。图图 1.14 图图 1.15 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 42图图 1.16 图图 1.17 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 431.4.2图片处理工具光影魔术手 光影魔术手是一个图片处理软件，以简单的操作和实用性受到广大用户的青睐。其中许多图片的设置只需一两步即可完成，不需要任何专业的图像技术，就可以创作出专业的效果。1图片的基本处

29、理 数码照片的基本处理包括查看、缩放、旋转、裁剪、曝光、补光、色阶等操作，下面介绍使用光影魔术手对图片进行基本处理的方法。图图 1.18 图图 1.19 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 44图图 1.20 图图 1.21 图图 1.22 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 452添加艺术化效果 图图 1.23 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 463添加文字标签和图片水印 如果想把摄影作品发布到网上，首先可以为作品添加文字标签或图片水印，这样不仅可以保护作品而且更具特色。图图 1.24 图图 1.25 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 47图图

30、1.26 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 484批处理图片 光影魔术手还提供了批处理图片的功能，以提高处理效率。图图 1.27 图图 1.28 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 491.4.3格式转换工具格式工厂 格式工厂（Format Factory）是一款免费的多媒体格式转换软件，它几乎支持将所有类型的多媒体格式转换为常用的音频和视频格式，同时还支持图片格式之间的转换，并且在转换过程中可以修复某些损坏的视频文件。1转换音频文件格式 利 用 格 式 工 厂 可 以 将 音 频 文 件 转 换 为 MP3、WMA、FLAC、AAC、MMF、AMR、M4A、M4R、OG

31、G、MP2、WAV 格 式，本操作的目标是将音频文件转换为 MP3 格式。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 50图图 1.29 图图 1.30 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 51 图图 1.31 图图 1.32 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 522视频格式转换 利用格式工厂可以将视频文件转换为 MP4、3GP、AVI、MKV、WMV、MPG、VOB、FLV、SWF、MOV 等格式。本操作的目标是将视频文件转换为 MPG 格式。图图 1.33 图图 1.34 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 53 图图 1.35 图图 1.36 第第 1

32、章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 541.4.4音视频播放工具暴风影音 观看视频是目前上网用户的主要应用功能之一，因此，选择一款优秀的视频播放软件十分重要。暴风影音是目前最常用的视频播放软件之一，它能兼容大多数的视频和音频格式，还可以播放 VCD、DVD、CD，以及支持在线视频播放功能，可在线观看电影和电视剧等丰富的视频文件，因此它被称为全能的音视频播放器。第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 55l打开影音文件 l播放光盘 l在线播放 图图 1.37 图图 1.38 第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 562播放控制 在播放视频的过程中可以结合观看需要对视频进行播放控制，

33、包括暂停播放，调节视频文件的音频、画质和显示比例大小，删除播放列表中的视频文件等。图图 1.39 图图 1.40第第 1 章章 多媒体技术概述多媒体技术概述 57谢 谢!多媒体技术与应用立体化教程多媒体技术与应用立体化教程 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 58声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 多媒体技术与应用立体化教程多媒体技术与应用立体化教程 第 2 章第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 59目录2.1 多媒体中的音频信息多媒体中的音频信息2.2多媒体数据压缩编码技术多媒体数据压缩编码技术 2.4音频文件的播放音

34、频文件的播放 2.3音频信息的获取与编辑音频信息的获取与编辑 2.5音频文件格式的转换方法音频文件格式的转换方法 2.6MIDI 与音乐合成与音乐合成 2.7数码录音笔数码录音笔 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 60u 内容提要l声音媒体技术和格式l常用的压缩编码技术l音频信息的获取与编辑lMIDI 与音乐合成l音乐格式文件的转换方法 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 61 声音是携带信息的重要媒体，它与图像、视频、字幕等有机地结合在一起，共同承载着制作者所要表达的思想和感情，因此多媒体音频技术是多媒体技术的一个主要分支。在多媒

35、体应用系统中可以通过声音直接表达或传递信息、制造某种效果与气氛、演奏音乐等。只要为计算机装上“耳朵”（麦克风），就能让计算机听到和理解人们的讲话，实现语音识别；为计算机安上“嘴巴”（扬声器），就能让计算机“讲话”和“唱歌”。2.1多媒体中的音频信息 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 622.1.1声音媒体 声音是由物体振动引发的一种物理现象。l波形声音 l语音l音乐 l音调l音强 l音强l音色 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 632.1.2音频信号的数字化技术 当把模拟声音变成数字声音时，需要在时间轴上，每隔一个固定时间间隔对波

36、形曲线的振幅进行一次取值，称为采样，采样的时间间隔称为采样周期。数字音频是一个数据序列，在时间上是断续的。用数字表示音频幅度时，只能把无穷多个电压幅度用有限个数字表示。把某一幅度范围内的电压用一个数字表示，称为量化。采样量化的结果是用所得到的数值序列表示原始的模拟声音信号，这就是将模拟声音信号数字化的基本过程，如图 2.1 所示。图图 2.1 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 64 数字声音是通过采样技术进行记录的。采样就是将模拟量表示的音频电信号转换成由许多二进制数 1 和 0 组成的数字音频文件。采样过程所用的主要硬件是模拟/数字转换器（A/D 转换器），由

37、它完成音频信号的采样工作。在数字声音回放时，再由 D/A 转换器将数字信号转换为原始电信号。声卡的主要部分之一就是 A/D 和 D/A 转换器及其相应的电路。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 652.1.3数字音频质量 数字音频质量的好坏主要取决于采样频率、取样大小、声道数等几个因素。1采样频率 采样频率，又称取样频率。它是将模拟的声音波形转换为数字声音时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数。采样频率越高，则经过离散数字化的声波越接近于其原始的波形，也就意味着声音的保真度越高，声音的质量越好。目前通用的标准采样频率有 11.025kHz、22.05kHz、44.1k

38、Hz。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 662取样大小 取样大小，又称量化位数。它是每个采样点能够表示的数据范围。量化位数的大小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。3声道数 声道数是指所使用的声音通道的个数，它表明声音记录只产生一个波形（即单音或单声道）还是两个波形（即立体声或双声道）。立体声听起来要比单音丰满优美，但需要两倍于单音的存储空间。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 672.1.4常用的数字音频文件格式 在计算机数字音频制作与处理系统中，存储、传输、处理数字音频信息的文件格式有多种，这些文件格

39、式根据是否采用有损压缩方式存储音频数据分为无损压缩格式和有损压缩格式。1WAV 格式 2AIFF 格式 3APE 格式 4ASF/ASX/WAX/WMA 格式文件 5MP3 格式 6OggVorbis 格式 7Midi 格式文件 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 682.2多媒体数据压缩编码技术 数据压缩编码是一项十分关键的多媒体技术，是多媒体数据库、多媒体通信、数字化电视的关键技术。2.2.1常用的压缩编码技术 常用的压缩编码方式有波形编码、音频参数编码、混合编码 3 种。1波形编码方式 波形编码方式针对声音波形进行编码，使重建音频波形保持原波形的形状。PCM

40、（脉冲编码调制）是最简单最基本的编码方法。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 692音频参数编码方式 音频参数编码方式是对音频数字信号进行分析，提取其特征参数，然后再进行编码，使重建音频保持原音频的特性，故又称参数编码。3混合编码方式 混合编码方式是将上述两种编码算法很好地结合起来，使在较低的码率（4.8kbit/s 9.6kbit/s）上得到较高的音质。典型的混合编码方式有：码本激励线性预测编码（CELP）、多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）等。音频信号能进行压缩编码的基本依据有两个，一是声音信号中存在很大的冗余度，通过识别和去除这些冗余度，便能达到压缩编码率

41、的目的；二是人的听觉具有一个强音能抑制一个同时存在的弱音现象，这样就可以抑制与信号同时存在的量化噪声。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 702.2.2预测编码技术 预测编码是统计冗余数据压缩理论的三个重要分支之一，它的理论基础是现代统计学和控制论。在这些理论与技术的基础上形成了一个专门用于压缩冗余数据的预测编码技术。预测编码的基本方法是首先建立数学模型，利用以往的样本值对新的样本值进行预测；然后将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值；最后对这个误差值信号进行编码。预测编码方法分线性预测编码方法和非线性预测编码方法。线性预测编码方法也称差分脉冲编码调制法（Di

42、fferential Pulse Code Modulation，DPCM）。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 712.2.3JPEG 压缩编码技术 JPEG 压缩标准定义了两种基本压缩编码方案，一种采用无失真的预测编码方案，另一种是有失真的变换编码方案。无失真的预测编码方案的基本思想是先对输入图像进行差分脉冲编码调制（DPCM）压缩，再进一步用编码压缩得到压缩数据。无失真的编码器一般采用哈夫曼（Huffman）编码对DPCM 的压缩数据进行进一步的压缩。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 72 有失真的变换编码方案是基于局部区域的

43、离散余弦变换（DCT），图 2.2 所示的是基于DCT 顺序工作方式的 JPEG 编码的完整工作过程框图，这个过程可以描述为：将原始图像首先分割成 88 的数据块，接着使用基于 DCT 的方法分别对每个数据块进行正交变换，再对DCT 系数进行量化，并对量化后的系数分别编码。图图 2.2 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 73 解码过程是编码过程的逆过程，图 2.3 所示的是基于 DCT 顺序工作方式的 JPEG 解码的完整工作过程框图。图图 2.3 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 742.3音频信息的获取与编辑 要获取音频信息，

44、需要首先通过声音数字化接口的录音设备将声音直接或转录到有音频卡的计算机中。实际上，这个方法就是将模拟声音信号经过采样、量化进行数字化的过程。有了音频文件后，通常还需要进行降噪、修剪、添加效果、多音轨混合等编辑操作，这样才能最终获得我们所需的文件。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 752.3.1获取音频所需的硬件设备 音频卡上一般都有线性输入插孔（Line-in）、话筒输入插孔（Microphone，MIC）、线性输出插孔（Line-out）、扬声器输出插孔（Speaker）、游戏端口/MIDI 插孔（Game Port/MIDI）等插孔，其连接示意图如图 2.4

45、 所示。图图 2.4 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 76 音频卡的功能主要包括以下 3 个部分。1录制与播放 录制是将外部的声音信号通过音频卡录入计算机，并以文件的形式进行保存的过程，其信号源可以选择话筒输入或线性输入两种方式。2编辑与合成处理 编辑与合成处理是对声音文件进行多种特殊效果的处理，包括倒播、增加回音、饶舌、淡入与淡出、交换声道、声音由左向右移位或声音由右向左移位等。3MIDI MIDI 是乐器数字接口的国际标准，它规定了电子乐器与计算机之间进行数据通信的协议，以便保证双方的数据传输。通过软件的应用，可以直接从计算机上对外部电子乐器进行控制和操作

46、。第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 772.3.2使用 Windows 的录音机录制声音 下面介绍利用 Windows 环境提供的录音机，以话筒作为输入源录音的方法，其具体操作如下。图图 2.5 图图 2.6 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 78图图 2.7 图图 2.8 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 79图图 2.9 图图 2.10 图图 2.11 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 802.3.3使用 Audition CS6 录制和编辑声音 Audition

47、 是美国 Adobe 公司出品的一个界面直观实用且功能强大的音乐编辑软件，能高质量地完成录音、编辑、合成等多种任务，只要拥有它和一台配备了声卡的计算机，也就等于同时拥有了一台多轨数码录音机、一台音乐编辑机、一台专业合成器。双击 Audition CS6 图标，启动 Audition CS6 程序并进入其工作界面，如图 2.12 所示。图图 2.12 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 811录制音频 Windows 提供的录音机，功能较为简单，而且只能录制 1 分钟以内的声音，若要录制长度超过 1 分钟的声音信息，就需要选择功能更强的其他音频处理软件。图图 2.1

48、3 图图 2.14 图图 2.15 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 82剪辑音频 剪辑音频就是按照用户的需要对音频进行适当的剪裁，将不需要的部分删除，其具体操作如下。图图 2.16 图图 2.17 图图 2.18第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 833降噪效果 如果录音现场有无法抑制的噪声，这样录出的音频文件中就会有很多噪声，从而影响声音的效果，这时就需要使用降噪效果来进行处理，其具体操作如下。图图 2.19 图图 2.20 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 844标准化 直接录制出来的音频文件的

49、音量可能会过大或过小，这时就需要调整音频的音量大小，Audition CS6 中可以调整音量的效果有很多，其中标准化效果是一个既简单又很实用的效果，实用标准化效果调整音量的具体操作如下。图图 2.21 图图 2.22 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 85图图 2.23 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 865图示均衡器 Audition CS6 中提供了 3 种图示均衡器，分别是 10 段、20 段、30段图示均衡器，选择菜单【效果】/【滤波与均衡】菜单命令，在弹出的子菜单中选择相应的命令即可，3 种均衡器的使用方法相同，只是频

50、段数目不同而已。下面介绍图示均衡器的使用方法，其具体操作如下。图图 2.24 第第 2 章章 声音素材的编辑与制作实例声音素材的编辑与制作实例 872.4音频文件的播放 Windows Media Player 是 Microsoft 公司开发的一个功能强大且易于使用的媒体播放机。使用 Windows Media Player，不仅能播放各种音频和视频文件，而且能播放流式 Windows Media文件。流式 Windows Media 文件是通过网络传输的音频、视频或混合型多媒体文件。MediaPlayer 支持智能传输，它能监视网络情况并自动进行调整，以确保接收和播放处于最佳状态。第第 2