1、4.1 多媒体基本概念n4.1.1 基本概念 n4.1.2 多媒体技术的发展和应用 n4.1.3 多媒体个人计算机n4.1.4 多媒体硬件系统n4.1.5 多媒体软件系统1）媒体）媒体(Medium)媒体是指承载信息的载体。媒体是指承载信息的载体。在计算机领域媒体有两种含义。一是在计算机领域媒体有两种含义。一是指存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘、指存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘、半导体存储器等；二是指承载信息的载体，半导体存储器等；二是指承载信息的载体，如数值、文字、声音、视频、图形、图像如数值、文字、声音、视频、图形、图像等。等。4.1.1 多媒体基本概念多媒体基本概念2）多媒体多媒体
2、(Multimedia)多媒体是多种媒体的综合，主要包多媒体是多种媒体的综合，主要包括文字、图像、声音、动画等。括文字、图像、声音、动画等。4.1.1 多媒体多媒体3）多媒体技术）多媒体技术多媒体技术是一种综合性的全数字技术。多媒体技术是一种综合性的全数字技术。它以数字技术为基础，融合通信技术（电它以数字技术为基础，融合通信技术（电话、传真）、传播技术（广播、电视）和话、传真）、传播技术（广播、电视）和计算机技术为一体，能够处理、传送和存计算机技术为一体，能够处理、传送和存储文字、图形、图像、声音、视频等多种储文字、图形、图像、声音、视频等多种媒体信息，并具有人机交互功能和可编程媒体信息，并具
3、有人机交互功能和可编程环境。环境。1.1 媒体与多媒技术媒体与多媒技术1990年，年，MPC（Multimedia PC Marketing Council)组成，主要目的是建立多媒体个人计算机（组成，主要目的是建立多媒体个人计算机（MPC）的硬件最低功能标准，即的硬件最低功能标准，即MPC标准。标准。MPC联盟规定多媒体计算机应包括联盟规定多媒体计算机应包括5个基本的个基本的单元：个人计算机、只读光盘驱动器、声卡、单元：个人计算机、只读光盘驱动器、声卡、Microsoft Windows 3.1 操作系统及括音器与耳机，操作系统及括音器与耳机，并对并对CPU、存储器容量和屏幕显示功能等规定了
4、、存储器容量和屏幕显示功能等规定了最低的规格标准。最低的规格标准。多媒体个人计算机（多媒体个人计算机（MPC）是具备）是具备多媒体处理功能并符合多媒体处理功能并符合MPC标准的个人计标准的个人计算机。算机。4.1.3 多媒体个人计算机多媒体个人计算机MPC标准：标准：个人计算机、只读光盘、个人计算机、只读光盘、声卡、声卡、windows操作系统、操作系统、音箱或耳机音箱或耳机 4.1.3 多媒体个人计算机多媒体个人计算机MPC的主要特征：的主要特征：个人计算机、只读光盘、个人计算机、只读光盘、声卡、声卡、windows操作系统、操作系统、音箱或耳机音箱或耳机 MPC的基本组成：的基本组成：多媒
5、体硬件系统多媒体硬件系统+多媒体软件系统多媒体软件系统 多媒体计算机的硬件系统多媒体计算机的硬件系统多媒体操作系统多媒体操作系统多媒体数据库管理系统多媒体数据库管理系统多媒体压缩多媒体压缩/解压缩软件解压缩软件多媒体声像同步软件多媒体声像同步软件多媒体通信软件多媒体通信软件多媒体应用软件多媒体应用软件多媒体计算机的软件系统多媒体计算机的软件系统4.1.4 多媒体软件系统多媒体软件系统应用软件多媒体软件系统系统软件应用软件多媒体设备驱动程序多媒体操作系统多媒体素材制作软件多媒体平台软件工具软件平面图像制作软件音频处理软件活动图像制作软件常用的多媒体常用的多媒体软件软件n有多媒体抓图软件Hyper
6、 Snap，n图形设计软件Illustrator、Freehand；图像处理软件Adobe Photoshop，Photo Paint；n音频编辑软件Sound Forge，Cool Edit、n二维动画制作软件Animitor Gif，Flash；n三维动画制作软件3D MAX，Maya；n视频编辑软件Premiere等。n多媒体作品创作工具有PowerPoint，Authorware，n网页制作工具FrontPage和Dreamweaver等。.2.1 多媒体计算机系统的基本组成多媒体计算机系统的基本组成n多媒体信息压缩技术 数据压缩是指在不丢失信息的前提下，按照一定的算法对数据进行重新组
7、织，减少数据的冗余和存储的空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。AAA在多媒体信息中包含大量冗余的信息，把这些冗余的信息去掉，就实现了压缩。数据压缩技术有三个重要指标，一是压缩前后所需要的信息存储量之比信息存储量之比要大；二是实现压缩的算法压缩的算法要简单，压缩、解压速度快，尽可能地做到实时压缩和解压；三是恢复效果恢复效果要好，要尽可能的完全恢复原始数据。该方法在压缩时去掉部分冗余信息，而该方法在压缩时去掉部分冗余信息，而这些被丢失信息经过解压后可以完整的被恢这些被丢失信息经过解压后可以完整的被恢复到压缩前的状态，是一个可逆的过程。因复到压缩前的状态，是一个可逆的过程。因此，冗余压缩
8、法不会产生数据失真，一般用此，冗余压缩法不会产生数据失真，一般用于文本、数据的压缩，以保证完全的恢复原于文本、数据的压缩，以保证完全的恢复原始数据。但这种方法的压缩比较小，一般在始数据。但这种方法的压缩比较小，一般在2:15:1之间。之间。冗余压缩法（无损压缩法）冗余压缩法（无损压缩法）熵压缩法（有损压缩法）熵压缩法（有损压缩法）该方法压缩时会丢失部分冗余信息，且该方法压缩时会丢失部分冗余信息，且这些被丢失信息不能被恢复，是一个不可逆这些被丢失信息不能被恢复，是一个不可逆的过程。解压后的数据存在一定程度的失真。的过程。解压后的数据存在一定程度的失真。这种压缩方法的压缩比可达几十到上百，常这种压
9、缩方法的压缩比可达几十到上百，常用于图像、声音、动态视频等数据的压用于图像、声音、动态视频等数据的压缩。缩。n声音是是由空气振动产生的，是一种波。振动的声波是随时间变化的模拟量，包括振幅、周期和频率。4.2.2 数字音频编辑数字音频编辑声音按频率可分为三种：次声波：频率低于20Hz的；可听声波：频率在20Hz20KHz的；超声波：频率高于20KHz的；数字音频的采样和量化数字音频的采样和量化n数字音频的采样：数字音频的采样：模拟声音在时间上是连模拟声音在时间上是连续的，而数字音频是一个数字序列，在时续的，而数字音频是一个数字序列，在时间上是断续的。因此当把模拟声音变成数间上是断续的。因此当把模
10、拟声音变成数字声音时，需要每隔一个时间间隔在模拟字声音时，需要每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值，称之为声音波形上取一个幅度值，称之为采样采样，采样的时间间隔称为采样的时间间隔称为采样周期采样周期。声波模拟电信号声波时间离散取样数字信号二进制码流话筒采样量化编码10011011000n数字音频的量化数字音频的量化：在数字音频技术中，把：在数字音频技术中，把采样得到的表示声音强弱的模拟电压用数采样得到的表示声音强弱的模拟电压用数字表示。模拟电压的幅值是连续的，而用字表示。模拟电压的幅值是连续的，而用数字表示音频幅度时，只能把无穷多个电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
11、字表示，即把某一幅度压幅度用有限个数字表示，即把某一幅度范围内的电压用一个数字表示，这称之为范围内的电压用一个数字表示，这称之为量化量化。声波模拟电信号声波时间离散取样数字信号二进制码流话筒采样量化编码10011011000振幅频率采样点AT采样频率采样频率f：1/T，每秒钟的采样次数每秒钟的采样次数 ；(采样频率不应低于原始声音的最高频率的采样频率不应低于原始声音的最高频率的2倍，这样才能把倍，这样才能把以数字表达的声音还原成原来的声音。以数字表达的声音还原成原来的声音。)量化位数量化位数：存放采样点振幅值存放采样点振幅值A A的二进制位数的二进制位数；声道数声道数：声音通道的个数声音通道的
12、个数，立体声立体声 为双声道。为双声道。声音文件格式声音文件格式Wave格式文件（格式文件（.Wav）记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。MPEG音频文件（音频文件（.MP1/.MP2/.MP3.MP1/.MP2/.MP3）采用采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件。音频压缩标准进行压缩的文件。WMA格式文件格式文件:Windows Media音频格式音频格式 RealAudio音频文件音频文件(RA、RM、RMX)适用于在网络上的在线音乐欣赏适用于在网络上的在线音乐欣赏 MIDI格式文件（格式文件（.MID）MIDI文件文件nMIDI是是
13、Music Instrument Digital Interface 的缩写，翻译过来就是的缩写，翻译过来就是“数字化乐器接口数字化乐器接口”，也就，也就是说它的真正涵义是一个供不同设备进行信号传输是说它的真正涵义是一个供不同设备进行信号传输的接口的名称。的接口的名称。nMIDI文件则不是直接记录乐器的发音，而是文件则不是直接记录乐器的发音，而是记录记录了演奏乐器的各种信息或指令了演奏乐器的各种信息或指令，如用哪一种乐器，如用哪一种乐器，什么时候按某个键，力度怎么样等等。什么时候按某个键，力度怎么样等等。n由于由于MIDI文件记录的是一系列的计算指令而不是文件记录的是一系列的计算指令而不是数据
14、化后的波形数据，因此占用的数据化后的波形数据，因此占用的存储空间比存储空间比WAV文件要小很多。文件要小很多。nMIDI文件的录制比较复杂，这要学习一些使用文件的录制比较复杂，这要学习一些使用MIDI创作并改编作品的专业知识，并且还必须有创作并改编作品的专业知识，并且还必须有专门工具，如键盘合成器等。专门工具，如键盘合成器等。常用音频编辑软件常用音频编辑软件nWindows录音机nGoldWavenAdobe Audition返回前进播放停止录音进度控制4.2.3 4.2.3 数字图像处理数字图像处理图形和图像图形和图像静态图像分为位图和矢量图。矢量图是指用数学方法生成基本几何图形组成的图形，
15、如直线、方框、圆/圆弧、多边形、任意曲线等。如：直线可以用直线起点和终点的坐标描述：Rect，0，0，200，200；位图是按图像点阵形式存储各像素的颜色或灰度级编码。位图和矢量图的比较：矢量图文件需要的存储空间较小；矢量图显示时需要经过计算转换成屏幕上可显示的形状，因而显示速度没有位图快。位图适于表现含有大量细节的画面，并可直接、快速地显示或印出。位图是一种点阵图形，本身的大小和精度是确定的，因此对图像进行放大会降低图像质量，使是图像变得模糊不清。矢量图是通过算法生成的，与分辨率无关，可任意放大或缩小，都不会降低清晰度。有些复杂图像（如一张现实世界的照片）无法用数学方法描述，就不能用矢量法表
16、示，而应采用位图法表示。1 图形和图像图像数字的属性图像数字的属性 分辨率：单位长度中包含的点（像素）的多少。分为图像分辨率和设备分别率 240dpi 72dpi图像数字的属性图像数字的属性 颜色深度是指表示一个像素所需的二进制位数。颜色深度是指表示一个像素所需的二进制位数。颜色深度数值颜色数量图像1212单色（二值）图像42416索引16色图像828256索引256色图像1621665536增强色图像242241677216真彩色图像322324292967296真彩色图像4位色彩编码16色、256色、24位位图常用图像文件格式常用图像文件格式位图文件格式位图文件格式BMPBMP和和DIBD
17、IB格式文件格式文件 与设备无关的位图格式文件，与设备无关的位图格式文件，WindowsWindows环境中经常使用环境中经常使用.GIFGIF格式文件格式文件 Internet上的重要文件格式之一，最大不超过上的重要文件格式之一，最大不超过64 KB，256色以内色以内，压缩比较高，与设备无关。压缩比较高，与设备无关。JPEGJPEG格式文件（格式文件（.JPG.JPG）利用利用JPEG方法压缩方法压缩,Internet上重要文件格式之一，上重要文件格式之一，适用于处理适用于处理256色以上、大幅面图像。色以上、大幅面图像。常用图像文件格式常用图像文件格式矢量图文件格式矢量图文件格式swf(
18、shock wave flash)动画设计软件动画设计软件Flash的专用格式，是一种支持矢量的动画文件格式的专用格式，是一种支持矢量的动画文件格式，WMF格式文件格式文件 位图与矢量图的混合体位图与矢量图的混合体,Windows中许多剪贴画图像是以该格式存中许多剪贴画图像是以该格式存储的。储的。广泛应用于桌面出版印刷领域。广泛应用于桌面出版印刷领域。常用图像软件常用图像软件Adobe PhotoshopAdobe PhotoshopAdobe IllustratorAdobe IllustratorAdobe FireworksAdobe FireworksCorelDrawCorelDra
19、wAuto CADAuto CAD动画与视频编码n动画n组成动态图像的每帧图像是由人工或计算机产生的静态图像n视频n组成动态图像的每帧图像是摄取的外界景物的静态照片n一般采用每秒钟24到30帧的帧速进行静态图像的拍照视觉暂留5、动画与视频编码n动态图像数字化过程动画与视频编码n视频文件格式nAVI（Audio Video Interface 交互存储音频和视频）n是微软公司采用的音频视频交错格式。AVI格式文件将视频信号和音频信号混合交错的存储在一起nMPEG/.MPG/.DAT n包括了MPEG-1,MPEG-2 和 MPEG-4在内的多种视频格式nWMVn英文全称为Windows Media Video，也是微软推出的一种采用独立编码方式并且可以直接在网上实时观看视频节目的文件压缩格式nRM与RMVBnRA是目前主流网络视频格式nRMVB是一种由RM视频格式升级延伸出的新视频格式
