1、第13讲 视频处理技术 造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计，赋予每个动造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计，赋予每个动元一些特征，然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表元一些特征，然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表演和行为是由制作表组成的脚本来控制。演和行为是由制作表组成的脚本来控制。 电影播放为电影播放为2424帧帧/s/s。为消除闪烁，电影放映过程中有一个不。为消除闪烁，电影放映过程中有一个不透明的遮挡每秒遮挡透明的遮挡每秒遮挡2424次，刷新率是次，刷新率是4848次次/ /秒，既有效消除秒，既有效消除了闪烁，又节省了一半胶片。了闪烁，又节省了一半胶片。YUV 从程序设
2、计角度来看，多媒体应用设计仍属于计算机应用软件设计范畴，因此可借鉴软件工程开发方法进行。软件工程是一种用系统工程的方法来开发、操作、维护及报废软件的过程。 软件工程研究的目标是：应用理论、科学方法和工程设计规范来指导软件开发，以达到利用较少的时间，较低的成本获得高质量的软件产品。 软件从设计到完成可以用一种生命周期模型来描述，生命周期指的是软件的整个开发、使用、维护和报废的过程。需求分析是创作一种新软件产品的第一阶段。该阶段的任务就是确定用户对应用系统的具体要求和设计目标。需求分析的方法很多，如结构化程序设计在需求分析阶段采用的是结构化分析，即采用“自顶向下”逐步分解的原则，运用相应的工具，进
3、行设计目标描述。在用户需求提出后，设计人员还要从各种不同角度来分析问题，尽可能列出解决问题的各种策略，最后，评估各种方案的可行性，从众多的分析方案中找出一个可行性高而最有价值(创意新颖)的方案。 当通过需求分析，确定了设计方案后，就要决定如何构造应用系统结构。需要强调的是多媒体应用系统设计中，必须将交互的概念融子项目的设计之中。 在确定系统整体结构设计模型之后，还要确定组织结构是线性、层次、还是网状链接，然后着手脚本设计，绘制插图，屏幕样板和定型样本。通常结构设计中要确定： 目录主题(即项目的入口点)、层次结构和浏览顺序(使用户明确每个问题相关主题的层次关系及其对项目显示信息顺序的影响)及交叉
4、跳转(使用主题词或图标做为跳转区，将相关主题连接起来)等问题。 在开发应用系统之前必须制定高质量的设计标准，以确保多媒体设计具有一致的内部设计风格。这些标准主要有： 主题设计标准：当把表现的内容分为多个相互独立的主题或屏幕时，应当使声音、内容和信息保持一致的形式。 字体使用标准：选择文本字体大小、颜色.和字型.保证项目易读和美观。 声音使用标准：声音的运用要注意内容易懂、音量不可过大或过小，并与其他声音采样在质量上保持一致。 图像和动画的使用：选用图像，要在设计标准中说明它的用途。同时要说明图像如何显示及其位置，是否需要边框，颜色数，尺寸大小及其它因素。若采用动画则一定要突出动画效果。准备多媒
5、体数据是多媒体应用设计中一项费时又复杂的事。无论动画文本、声音视频等媒体文件源于何处，都必须进行数字化处理、编辑。对图像来说，扫描处理过程十分关键，不仅要进行剪裁处理，而且还要在这个过程中修饰图像，拼接合并，以便能得到更好的效果。对于声音来说，音乐的选择，配音的录制也要事先做好，必要时也可以通过合适的编辑进行特殊处理，如回声、放大、混声等。其他的媒体准备也十分类似。最后，这些媒体都必须转换为系统开发环境下要求的存储和表示形式。 在完全确定产品的内容、功能、设计标准和用户使用要求后，要选择适宜的创作工具和方法进行制作，将各种多媒体数据，根据脚本设计进行编程连接，或选用创作工具实现集成、连接.编排
6、与组合，从而构造出由多媒体计算机所控制的应用系统。 在生成应用系统时，如果采用程序编码设计，首先要选择功能强、可灵活进行多媒体应用设计的编程语言和编程环境，如 VB，VC+ 和Java 等。无论是用编程环境，还是用创作工具，当完成一个多媒体系统设计后，一定要进行系统测试。测试工作实际从系统设计一开始就可进行，每个模块都要经过单元测试，功能测试。模块连接后要进行总体功能测试。开发周期的每个阶段.每个模块都应经过测试，不断改进。对可执行的版本测试，修改后，形成一个可用的版本，便可投入试用，在应用中再不断地清除错误，强化软件的可用性、可靠性及功能。经过一段时间的试用、完善后，可进行商品化包装，以便上
7、市发行。 软件发行后，测试还应继续进行。这些测试应包括可靠性、可维护性、可修改性、效率及可用性等。 可靠性是指程序所执行的和所预期的结果一样，而且前一次执行与后一次执行的结果相同. 可维护性是指如果其中某一部分有错误发生时，可以容易地将之更改过来。 可修改性是指系统可以适应新的环境，随时增减改变其中的功能。 效率高则是程序执行时不会使用过多的资源或时间。 可用性是指一项产品可以满足用户执行其想要完成的工作。 人机界面指用户与计算机系统的接口，它是联系用户和计算机硬件、软件的一个综合环境.在多媒体系统中，用户界面的设计是一门艺术，它涉及到多个学科的内容。面向用户的原则一致性原则简洁性原则适当性原
8、则顺序性原则结构性原则合理选择文本和图形使用多窗口使用彩色正确选择色彩基调。正确选择色彩基调。注意对比与和谐的关系。注意对比与和谐的关系。尽量降低背景的饱和度，提高字体的清晰度。尽量降低背景的饱和度，提高字体的清晰度。不宜使用红不宜使用红. .绿、红绿、红. .蓝、绿蓝、绿. .蓝和蓝蓝和蓝. .黄这些黄这些组合颜色，因为它们会使相邻的边界产生振荡组合颜色，因为它们会使相邻的边界产生振荡和余像。和余像。多媒体应用系统是由各种应用领域专家和开发人员利用计算机语言或多媒体创作工具制作的最终多媒体产品，是直接面向用户的。目前，多媒体应用的主要领域有文化教育、电子出版、音像制作、影视特技、通信和信息咨
9、询服务等。 多媒体计算机辅助教学(MCAI)，是指用计算机帮助教师进行教学或用计算机进行教学的广阔应用领域。由于MCAI是基于多媒体计算机技术的，从而使其呈现以下特点：教学信息显示的多媒体化。 教学内容组织的超文本结构形式。 教学过程的交互性。教学信息的大容量存储。 教学信息传输的网络化。 多媒体教学的特点 多媒体教学之所以具有与传统方式教学无法比拟的优点，其原因是它具有相应的丰富多彩的教学软件，它有下列几种基本模式：课堂演示模式个别交互学习模式操练复习模式资料工具模式教学游戏模式多媒体教学软件的模式 多媒体计算机教学软件根据内容可分为以下几种类型：娱乐学习类自然科学类 语言类 多媒体结合声音
10、、文字、图形及图像等来学习本国或外国语言。文学类 将文学名著转化为光盘片.增加图画、声音、影片等效果，可使小说更增趣味。历史类 多媒体教学软件的分类多媒体教学软件设计的原则 在多媒体教学系统中，多媒体教学软件是整个系统的核心和控制部分。多媒体教学系统所提供的教学信息，都是由多媒体教学软件给出的或是在多媒体教学软件的控制下给出的。多媒体 教学系统设计中的很大一部分工作量，是用于多媒体教学软件的设计。 多媒体教学软件的设计过程一般分为：选题、教学对象分析、教学目标编写、制定课题计划、脚本撰写、程序设计、课件评价和文档编写几个阶段。多媒体教学软件设计的原则一般来说，如果一门课程在教学过程中具有如下一
11、些特点，就适合采用多媒体教学作为教学手段：(1). 交互性强。即经常需要学生就课程内容回答问题。(2). 需要根据学生的要求或测试成绩动态地调整课程难度或内容。(3). 课文中需要配有图形，以帮助学生理解学习内容。(4). 需要对学生的学习过程运行追踪并对测试成绩进行记录和统计。(5). 在教学过程中需要使用动态模型系统。多媒体电子图书 多媒体电子图书除了具有庞大的存储量外.还可在其间添加不同形式的数据，如声音、照片与影片等。查找传统的参考书籍是一项颇为累人的事，现在用多媒体光盘来协助查寻既快速又准确。多媒体电子图书主要包括以下几类：(1). 字典类(2). 百科全书类(3). 经典类(4).
12、 参考书籍类地图与旅游 多媒体节目可以以电影或记录片为基础，加上许多文字、动画、地图等资料，使观众能获得各地的风光、文物及习俗等完整的信息。这方面的节目可以大略分成地图与旅游两大类。 (1). 地图类 地图可以是全国范围的，也可以是某省或城市的街道。利用多媒体，可以使地图的查找更为方便，还可以获取某地区的人口.市容、面积、气候等信息。 (2). 旅游类 以多媒体来介绍旅游名胜的风光、文物与习俗是非常好的构想。家庭应用 家庭中多媒体光盘片主要包括医药与娱乐两类。 (1). 医药类 在家庭中，对小伤口的处理或家人身体有些不适时，做一些最基本的诊断与护理是非常必要的，因此家用护理箱与多媒体护理医疗的
13、光盘片便可成为家庭咨询与护理的必备工具。 (2). 娱乐类 一家人在一起除了共同生活起居外，还应有娱乐教育的活动。通过使用多媒体光盘来做游戏、讲故事及观赏电影等，可以充实家庭生活的情趣。商业 多媒体可以充分发挥它的特长，协助商业界来训练员工，以最经济有效的方法来给员工实施在职教育。也可利用多媒体来展示商品，以多变化、新颖化吸引顾客另外，还可以提供顾客查询和自动答询的信息渠道。(1). 员工训练(2). 商品介绍(3). 查询服务与浏览(4). 商品广告 1). 数据量巨大且媒体之间量的差异也极大，从而影响数据库的组织和存储方法。 2). 媒体种类的增多增加了数据处理的困难。 3). 多媒体不仅
14、改变了数据库的接口，使其声，图，文并茂，而且也改变了数据库的操作形式。接口的多媒体化，对查询提出了更复杂、但对用户更友好的设计要求。 4). 传统的事物一般短小精悍，在多媒体数据库管理系统中也应尽可能采用短事务。 5). 多媒体数据库管理还有考虑版本控制的问题。 多媒体数据库管理系统除应具备传统数据库管理系统的功能(如数据库存储管理、数据共享、并发控制、事物处理等)以外，还应针对多媒体信息的特点，支持以下特殊功能：(1). 支持图像、动画、声音、动态视频、文本等多媒体字段类型及用户定义的特殊类型。(2). 支持长数据和非定长数据的集成管理.(3). 支持复杂实体的表示和处理，要求有表示和处理实
15、体间复杂关系的能力，有保证复杂实体实态性和一致性的机制。(4). 支持同一实体的多种表现形式(如一段视频在播放时，可以改变其视频或一幅静止图像在显示时改变其对比度等性质而不影响其中的内容)。(5). 应具有良好的用户界面，界面本身最好具有一定的多媒体功能，同时又能支持数据库语言工业标准SQL，使其支持多媒体信息的各种操作。(6). 支持多媒体的特殊查询及良好的处理接口。(7). 支持分布式环境。 目前数据库对多媒体的支持主要是采用扩充关系数据库方法和面向对象的方法。(1). 关系数据库对多媒体的支持关系数据库适合于处理传统商业数据，是现阶段中小型数据库系统中应用最多的一种。为了支持多媒体，关系
16、数据库的扩展有好几种，如支持长域和可变长二进制域的存取；支持嵌套表.支持用户自定义数据类型及其操作；在关系库管理系统之上再加上对象管理层，用以表示对象之间复杂关系及最终表现形式，等等。关系数据库模型决定了它只能对多媒体提供有限的支持。 (2). 面向对象数据库对多媒体的支持面向对象数据库(OODB)从数据模型角度来讲，较适合多媒体应用的要求。1). 面向对象模型支持“聚合”与“概括”的概念，可更好地处理复杂对象的结构语义。2). 面向对象模型支持抽象数据类型和用户定义的方法，便于数据库系统支持定义新的数据类型和操作。3). 面向对象系统的数据抽象、功能抽象与消息传送的特点使对象在系统中是独立的，具有良好的封闭性，封闭了多媒体数据之间的类型及其他方面的巨大差异，并且很容易实现并行处理，也便于系统模式的扩充和修改。4). 面向对象系统的对象类、继承性等特点不仅减少了冗余和由此引起的一系列问题，还非常利于版本控制。5). 面向对象系统的查询语言通常是沿着系统提供的内部固有联系进行的，避免了大量的查询优化工作。本讲小节 本讲主要介绍设计多媒体应用系统最主要的工作和多媒体人机界面的原则，此外介绍了常见的多媒体应用系统；此外，讲解了、视频、的概念、视频的数字化过程，并简单介绍了视频处理系统。 重点:多媒体人机界面原则 难点:多媒体应用的工程化设计方法、视频的数字化过程
