1、多媒体技术与应用多媒体技术与应用电子教案电子教案本章要点本章要点l多媒体的定义、特性和分类多媒体的定义、特性和分类l多媒体的定义、特性和分类多媒体的定义、特性和分类l多媒体技术发展的关键技术多媒体技术发展的关键技术l多媒体系统的组成多媒体系统的组成l多媒体的应用领域多媒体的应用领域l多媒体：多媒体：文本、声音、图形、图像和动画等信息的载体，其中两个或者多于两个的组合构成了多媒体。l多媒体技术：多媒体技术：就是指运用计算机综合处理多媒体信息（文本、声音、图形、图像等）的技术，包括将多种信息建立逻辑连接，进而集成一个具有交互性交互性的系统等等。l多媒体系统：多媒体系统：利用计算机技术和数字通信网技
2、术来处理和控制多媒体信息的系统 集成性集成性 实时性实时性 交互性交互性 高质量高质量 基于功能的分类：基于功能的分类：基于应用的分类：基于应用的分类：开发系统开发系统 演示演示系统系统培训系统培训系统 家庭家庭系统系统多媒体信息咨询系统多媒体信息咨询系统多媒体管理系统多媒体管理系统多媒体辅助教育系统多媒体辅助教育系统多媒体通信系统多媒体通信系统l存储技术存储技术：CD-ROM、大容量硬盘解决了多媒体信息的存储问题；l网络传输技术网络传输技术：高速计算机网络可以传送多媒体信息；l处理技术处理技术：高速位处理技术、专用集成电路技术和亚微米集成电路技术的发展，为多媒体技术提供了高速处理的硬件环境；
3、l多媒体压缩技术多媒体压缩技术l人机交互技术人机交互技术l分布式处理技术分布式处理技术 多媒体计算机硬件多媒体实时压缩与解压缩多媒体I/O控制及接口创作系统应用系统l娱乐l教育与培训l多媒体办公系统l通信系统l医疗影像及诊断系统l各种咨询服务和广告宣传方面l多媒体电子出版物方面本章要点本章要点l多媒体数据的特性和表现形式多媒体数据的特性和表现形式l文字的表示文字的表示l音频的概念、表示、数字化、音频格式音频的概念、表示、数字化、音频格式l图像和图形的概念、数字化、图像和图形的比较图像和图形的概念、数字化、图像和图形的比较l视频的相关概念、彩色电视信号制式、彩色空间视频的相关概念、彩色电视信号制
4、式、彩色空间变换、视频的数字化、视频文件的类型变换、视频的数字化、视频文件的类型l动画的相关概念、实现动画的主要技术和方法动画的相关概念、实现动画的主要技术和方法l数据量巨大 l数据类型多 l数据类型间区别大 l多媒体数据的输入和输出复杂 西文西文 西文采用ASCII码表示。ASCII是美国信息交换标准代码（American Standard Code for Information Interchange）的英文缩写 汉字汉字汉字的输入编码l数字编码 l拼音码 l字型编码 汉字内码 汉字字模码 音频（Audio）指的是在20Hz20kHz的频率范围内的声音，在日常生活中，音频（Audio）信
5、号可分为两类：语音信号和非语音信号。包括:1波形声音 2语音 3音乐l一个音频信号转换成在计算机中的表示过程如下：1选择采样频率，进行采样；选择采样频率，进行采样；2选择分辨率，进行量化；选择分辨率，进行量化；3形成声音文件形成声音文件 l 在多媒体技术中，存储音频信息的文件格式主要有：WAV文件、VOC文件和MP3文件等。l图的分类：1.可见的图像：例如照片、图纸和人们创作的各种美术作品等 2.图形：用数学公式或者模型描述的l图的数字化方法：1.存储图形信息的矢量图文件，称为图形，2.存储图像信息的位图文件，称为图像 l图像的数字化过程分为采样、量化与编码三个步骤l矢量图形是用一个指令集合来
6、描述的。这些指令用来描述构成一幅图的所包含的直线、矩形、圆、圆弧、曲线等图形元素，每一个图形元素成为一个自成一体的实体。它具有如颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性，整个作品基本由各种直线、曲线、面以及填充这些线、面之间的丰富的色彩构成。按照处理方式的不同，视频分为模拟视频和数字视频。彩色电视信号制式：1NTSC制2PAL制3SECAM1RGB模型2YUV模型3RGB与YUV彩色空间变换 是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换为计算机可处理的数字信号。1视频信号的采样2量化1 AVI2 MOV3 MEPG4 RAM动画：是指运动的画面。l关键帧动画关键帧动画 l路径动画路径动画 l 变形动
7、画变形动画 l过程动画、粒子动画和群体动画过程动画、粒子动画和群体动画l人物动画技术人物动画技术l运动捕捉运动捕捉l三维扫描技术三维扫描技术本章要点本章要点l多媒体数据压缩编码的重要性和分类多媒体数据压缩编码的重要性和分类l常用压缩编码算法的基本原理及实现技术，预常用压缩编码算法的基本原理及实现技术，预测编码、变换编码（测编码、变换编码（K-L变换、变换、DCT变换）、变换）、统计编码（统计编码（Huffman编码、算术编码）。编码、算术编码）。l量化的基本原理和量化器的设计思想量化的基本原理和量化器的设计思想l静态图像压缩编码的国际标准（静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）原理、）原理、实
8、现技术，以及动态图像压缩编码的国际标准实现技术，以及动态图像压缩编码的国际标准（MPEG）的基本原理。）的基本原理。l多媒体数据量巨大l存储器的存储容量面临压力l信道传输率面临压力l计算机的处理速度面临压力 所以，应以压缩形式存储和传输 多媒体数据压缩方法根据不同的分类标准而不同根据质量有无损失可分为：无损压缩和有损压缩。按照其作用域在空间域或频率域上分为：空间方法、变换方法和混合方法。根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码，一般来说，每一个编码方法都有其相应的自适应算法。按其原理分类也可分为：预测编码、变换编码、量化与矢量量化编码、信息熵编码、分频带编码、结构编码和基于知识的编码。l预
9、测编码：预测编码：根据离散信号之间存在着一定的相关性，利用前面的一个或多个信号对下一信号进行预测，对实际值和预测值的差进行编码。量化器量化器逆量化器逆量化器预测器预测器8位位PCM样本样本+PCM样本样本+变换编码：变换编码：先对信号进行某种函数变换，从信号的一种表示空间变换到信号的另一种表示空间，然后在变换后的域上，对变换后的信号进行编码映射变换 量化 编码 存储或传输 解码 逆变换输入信号恢复数据 变换编码的工作过程 统计编码：统计编码：基于信息统计特性，根据信息出现的概率，采用不同的位数表示信息。包括：哈夫曼编码 算术编码 形成编码JPEG（Joint Photographic Expe
10、rts Group）是一个通用的静态图像压缩标准 lMPEG（Motion picture Experts Group）是运动图像专家小组的英文缩写 lMPEG标准主要有MPEG-l、MPEG-2、MPEG-4和正在制定的MPEG-7等 本章要点本章要点声卡发展的历史、工作原理、功能、分类及性声卡发展的历史、工作原理、功能、分类及性能指标能指标视频采集系统的组成及视频采集卡的工作原理、视频采集系统的组成及视频采集卡的工作原理、性能指标等性能指标等视频输出卡、视频输出卡、MPEG卡、电视接受卡等视频卡卡、电视接受卡等视频卡的工作原理、功能的工作原理、功能1ADLIB最早的声卡2Creative声
11、卡系列 声卡采用大规模集成电路设计，即将音频技术范围的各类电路以专用芯片形式集成在声卡上，并可直接插入计算机的扩展槽中使用 l功能：功能：音频的录制与播放；编辑与合成；MIDI接口；文语转换；CDROM接口；游戏接口等。l分类：分类：根据数据采样量化的位数对声卡进行分类，一般分为8位和16位两种。位数越高，音质越好。l声卡的性能指标声卡的性能指标:1音频技术指标 2MIDI音频 3声道数 4多音频流输出 5IO设备接口 6系统参数的可调性 7声卡软件 8总线结构l从硬件平台的角度分析，一个视频采集系统要包括视频采集设备、视频信号源设备、大容量存储设备以及配置有相应视频处理软件的高性能计算机系统
12、 l视频采集卡是安装在计算机扩展槽上的一个硬卡l 视频采集卡的性能指标:1接口 2实时压缩功能 3采集分辨率及帧频 4驱动和应用程序lTV Coder的功能是把计算机显示器上显示的内容实时地转换为模拟视频信号并输出到电视机或录像机上，还可以把多媒体演示的内容记录到磁带上。lMPEG压缩卡用于将视频影像压缩成MPEG的格式。l电视卡其工作原理相当于一台数字式电视机。本章要点本章要点l扫描仪的工作原理、分类、性能指标及图像扫扫描仪的工作原理、分类、性能指标及图像扫描软件描软件lCRT、LCD（液晶）投影机的工作原理及性能（液晶）投影机的工作原理及性能指标指标l数字视频展示台工作原理及应用数字视频展
13、示台工作原理及应用l彩色打印技术、数码相机、数字摄像机、数字彩色打印技术、数码相机、数字摄像机、数字摄像头、语音输入系统等多媒体输入、输出设摄像头、语音输入系统等多媒体输入、输出设备的工作原理及应用备的工作原理及应用l扫描仪是一种计算机输入设备，它可以将各种图片、图纸等资料输入到计算机，转换成数字化图像数据保存和使用 l图像扫描仪一般分为平板式、胶片式、手持式和滚筒式四种。l图像于扫描仪的性能指标主要有分辨率、色彩位数和扫描速度等。lOCR软件扮演了个重要的角色，有些扫描软件中直接集成了OCR功能，同时配合双分辨率功能，使扫描仪的易用性大大提高。因为用户不必再在遇到文字时单独启动OCR软件进行
14、文字部分的扫描，扫描仪会自动对文字部分采用合适的分辨率进行扫描。lCRT（阴极射线管）作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解成R（红）、G（绿）、B（蓝）3个CRT管投射到荧光屏上，荧光粉在高压作用下发光，经系统放大和会聚，最终在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与CRT管组成投影管，通常所说的三枪投影机就是3个投影管组成的投影机，由于使用内光源，也叫主动式投影方式。CRT技术成熟，显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力。lLCD投影机本身不发光，它使用光源来照明LCD上的影像，再使用投影镜头将影像投影出去。利用液晶的光电效应，即液
15、晶分子在电场作用下排列发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。lLCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种 l 视频展示台实际上是个图像采集设备，它的作用是将摄像头拍下来的景物，通过与外部输入、输出设备的配套使用，如通过多媒体投影机、大屏幕背投电视、普通电视机、液晶监视器等设备演示出来。l数字视频展示台的应用范围：1展示实物 2电视会议 3教育教学l计算机里，图像上每一个点的色彩都需要用若干二进制位表示的RGB（红绿蓝）信息存储起来。屏幕上的RGB颜色并不能直接打印出来，这是因为发光设备（例如计算机显示器）是通过一个使用红、绿、蓝三原色的附加
16、过程产生色彩的，而色彩显示过程则是把各种波长的色彩以不同的比例叠加起来，进而产生各种不同的颜色。l数码相机在工作时，外部景物通过镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上，CCD由数千个独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵外界景象所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于其所受到的光照强度。由与CCD上每一个电荷感应元件最终表现为所拍摄图像的一个像素，因此CCD内部所包含的电荷感应元件集成度越高，像素就越多，最终图像的分辨率自然就会越高。l数字摄像头是一种依靠软件和硬件配合的多媒体计算机附属设备。其成像使用CCD或CMOS图像传感
17、器、A/D器件进行，模拟图像到数字图像的转换等部分与数码摄像机是一样的，只是其光电转换器件分辨率差一些。对数字图像的数据压缩和存储等处理工作，则交给计算机系统去做l摄像按照摄像机的记录介质和方式可划分为四类，即 Mini DV、Digital 8、CMOS超迷你型摄像机和数码摄录放一体机 l语音识别以语音为研究对象，它是语音信号处理的一个重要研究方向，是模式识别的一个分支，涉及到生理学、心理学、语言学、计算机科学以及信号处理等诸多领域，甚至还涉及到人的体态语言其最终目标是实现人与机器进行自然语言通信 l目前语音识别的主要应用是通过文本-语音转换器（Text-To-Speech，TTS）和语音识
18、别器（Speech Recognition，SR）实现的。本章要点本章要点l光盘特点和类型，光驱及光驱读取光盘光盘特点和类型，光驱及光驱读取光盘的方式的方式l光盘标准光盘标准l光盘结构及记录信息原理光盘结构及记录信息原理l光盘的制作过程光盘的制作过程l常用光盘刻录软件常用光盘刻录软件-NERO1记录密度高2存储容量大3采用非接触方式读写信息4信息保存时间长5不同平台可以互换6多种媒体融合7价格低廉按光盘的读写性能来讲，可分为三种类型：1只读型光盘存储器2多次可写光盘存储器3可擦写光盘存储器l须使用专门的设备才能从光盘中读取数据，这种设备就是光盘驱动器，简称光驱或光盘机 l光驱在工作时有CLV和
19、CAV两种方式。l CD-DA（红皮书）标准lCD-ROM（黄皮书）标准 lCD-ROM XA（黄皮书扩展）标准 l CD-R（橙皮书）标准 lCD-I（绿皮书）标准 l Video-CD（白皮书）标准 l CD-RW（桔皮书）标准 l Photo-CD标准 l DVD新一代光盘存储介质 光盘刻录软件光盘刻录软件 Nero Burning Rom是德国ahead公司出品的刻录软件，容易使用，功能强大而齐全，能应付绝大部会的刻录工作，同时也像Direct CD一样能够把刻录盘当作硬盘来使用。光盘制作过程光盘制作过程1.预处理 2.光刻3.化学处理4.制作父盘和母盘5.压模本章要点本章要点l声音、
20、图像、视频、动画四种主要媒体形式的获声音、图像、视频、动画四种主要媒体形式的获取、编辑、输出等过程取、编辑、输出等过程l数字音频文件的录制；对音频文件进行基本的编数字音频文件的录制；对音频文件进行基本的编辑，如剪切、粘贴等操作；能够进行特效制作，辑，如剪切、粘贴等操作；能够进行特效制作，如调整音量、延迟处理、改变音调、降噪等如调整音量、延迟处理、改变音调、降噪等l图像处理软件图像处理软件Photoshop的应用的应用lPremiere进行视频的编辑和处理进行视频的编辑和处理 音频的录制 1用Windows自带的“录音机”采集声音 2Audio Editor录制声音音频的编辑 1基本编辑 2特效
21、制作音频的播放l数字图像的获取数字图像的获取1使用扫描仪扫入2使用数字照相机拍摄3利用录像机和电视机捕获图像 4利用绘图软件创建图像以及通过计算机语言编程生成图像。5购买图像光盘6视频抓帧l数字图像的编辑数字图像的编辑l 视频的获取视频的获取 1.用视频捕捉卡配合相应的软件（如Ulead公司的Media Studio以及Adobe公司的Premiere）来采集录像带上的素材 2.利用超级解霸等软件来截取VCD上的视频片段（截取成*.mpg文件或*.bmp图像序列文件），或把视频文件*.dat转换成Windows系统通用的AVI文件l 视频的编辑视频的编辑 l 数字视频的输出数字视频的输出n二维
22、动画制作：二维动画制作软件是将一系列画面连续显示达到动画效果。一般只要由软件本身提供的各类工具产生的关键帧，安排显示的次序和效果，再组合成所需的动画即可完成。n三维动画制作：在三维动画制作中，用户可以建立三维空间的对象模拟现实场景，通过控制各种色彩、透明度的设置、表面花纹的粗细程度以及各种反射特性等以帮助产生任何可以想像出来的材质。本章要点本章要点l多媒体应用系统开发的概念多媒体应用系统开发的概念l多媒体开发工具的类型、功能、特征多媒体开发工具的类型、功能、特征l多媒体应用系统开发人员组成多媒体应用系统开发人员组成l多媒体应用系统开发过程多媒体应用系统开发过程lAuthorware的编辑特点和
23、创作流程的编辑特点和创作流程多媒体应用系统开发相关的几个概念：l（1）开发环境：用于开发的整套硬件、固化软件（永久性内建在硬件里的软件）和软件。l（2）创作系统：开发环境中所有专用于创作的软件程序。l（3）基本软件：开发环境中的一个专用于素材创作的软件，它可完成一种或多种素材创作任务。l（4）集成工具：用于安排多媒体对象、处理其时空关系使之集成为一个应用系统的工具。l多媒体应用系统开发工具按照其编辑方式的不同，可分多媒体应用系统开发工具按照其编辑方式的不同，可分为以下三类：为以下三类：1.基于流程图的开发工具 2.基于时间轴的创作工具 3.基于书页的创作工具 4.基于程序设计语言l多媒体应用系
24、统开发工具特征多媒体应用系统开发工具特征:1所见即所得的编辑环境 2播放特性 3提交特性 4创作模式 5无需编程、易学易用l良好的编辑能力和编辑环境良好的编辑能力和编辑环境l强大的媒体集成能力强大的媒体集成能力l丰富的交互能力丰富的交互能力l功能扩充能力功能扩充能力l预演调试能力预演调试能力l动态数据交换能力动态数据交换能力l多媒体数据库功能多媒体数据库功能文档设计部文档设计部画面设计部画面设计部制片经理制片经理电视制作部电视制作部编辑工程部编辑工程部声音制作部声音制作部制片人制片人创作编导创作编导制作助理员制作助理员项目管理员项目管理员机构设计部机构设计部脚本作者脚本作者 画面设计师画面设计
25、师 交互性设计师交互性设计师讲授设计师讲授设计师 电视导演电视导演程序员程序员音响设计师音响设计师编辑编辑电子图象制作师电子图象制作师 图象输入员图象输入员照相师照相师电视摄像师电视摄像师电视剪辑师电视剪辑师配音员配音员多媒体制作管理人员多媒体制作管理人员多媒体制作人员多媒体制作人员启动会议启动会议用户分析用户分析环境分析环境分析内容分析内容分析系统分析系统分析指导目标指导目标学习对象学习对象内容决策内容决策认识模型认识模型书面原型书面原型基本需求基本需求隐喻隐喻和示例和示例接口设计接口设计处理处理主要屏幕主要屏幕航行图航行图工作原型工作原型情节板情节板和流程图和流程图脚本脚本生产后生产后A/
26、V集成集成和写作和写作修改修改测试测试生产前生产前A/V出版出版总结总结性评价性评价开发开发生产生产落实落实/评价评价交互设计交互设计指导设计指导设计分析分析测试测试l编辑特点：编辑特点：1媒体导入的可视化和批量化 2丰富的交互、变量和函数 3快捷的调试环境 4一键发布 5良好的可扩充性l 基本程序的创建基本程序的创建：1创建新文件 2对程序进行调试 3保存文件 4打包发布程序本章要点本章要点l多媒体课件开发的特点多媒体课件开发的特点l多媒体课件开发的创作流程多媒体课件开发的创作流程l如何制作高质量的多媒体课件如何制作高质量的多媒体课件l大量简明易懂的图解图示，可帮助学生抽象概念、理解原理、掌
27、握知识；l逼真的实验演示动画，可帮助学生验证书本知识，做到理论和实践的统一；l丰富的实景照片和珍贵的资料图片，让学生开阔眼界，拓宽知识面，引导他们去观察，去思考，实现“一图胜千字”的直观效果；l任意的反复、跳转和后退功能，使用户可以灵活方便的根据自己的需要选择播放不同的内容单元。同时练习题的答案反馈功能，可激发学生尝试的兴趣，进而激发他们学习的兴趣。多媒体课件开发的多媒体课件开发的创作流程创作流程l确定课题l教学设计l系统设计l稿本编写l脚本编写l素材制作l编辑整合l形成产品l教学试验l多媒体课件的设计应遵循教育和学习规律l客户需求分析是多媒体课件创作的首要工作l教学设计要贯穿多媒体课件制作的
28、全过程本章要点本章要点l多媒体电子出版物概述多媒体电子出版物概述l多媒体电子出版物的制作特点多媒体电子出版物的制作特点l多媒体电子出版物的制作环境多媒体电子出版物的制作环境l电子出版物开发系统的组成电子出版物开发系统的组成l电子出版物的开发过程电子出版物的开发过程 电子出版物电子出版物：是指以数字代码方式将图文声像等信息编辑加工后存储在磁、光、电介质上，通过计算机或者具有类似功能的设备读取使用，用以表达思想、普及知识和积累文化，并可复制发行的大众传播媒体。l丰富的多媒体信息表现l存储容量大、体积小l交互能力与检索查询l制作高效、出版迅速l成本低、节省能源l电子出版物开发系统应包括以下几个部分：
29、多媒体集成系统、文字制作系统、音效制作系统、图像制作系统、视频制作系统和动画制作系统 l电子出版物的制作环境可以分为两个部分：硬件环境和软件环境1策划、确定主题2制作脚本、工作任务3采编素材4环境调试、流程设计5分屏幕剧本、美术编辑、文字编辑6媒体预处理加工与制作7配音编辑合成与试播8制作安装程序，刻写母盘本章要点本章要点l掌握超文本与超媒体技术的概念掌握超文本与超媒体技术的概念l掌握多媒体视频点播系统的组成；了解用掌握多媒体视频点播系统的组成；了解用IP/TV软件构建的软件构建的VOD系统系统l掌握多媒体网络教室的类型、教学功能和教学掌握多媒体网络教室的类型、教学功能和教学模式模式l掌握多媒
30、体视频会议系统的结构、功能和技术掌握多媒体视频会议系统的结构、功能和技术特点特点l超文本超文本 收集、存储和浏览离散信息，以及建立和表示信息之间关系的技术。l超文本超文本/超媒体的特点超媒体的特点 1.多种媒体信息 2.网络结构形式 3.交互特性l超文本超文本/超媒体的组成要素超媒体的组成要素 节点、链和网络 1前端系统 2网络系统 3客户端系统l类型：类型：纯硬件、软硬结合、纯软件l功能：功能：1多媒体信息的双向传播 2键盘、鼠标的封锁和遥控 3电子举手 4电子白板 5学生分组管理 6联机考试l教学模式：教学模式：1授课模式、2自学模式、3练习模式 4讨论模式 l结构：结构：多媒体信息处理计
31、算机及其1/0设备、多点控制器（MAU）数字通信网络接口及控制管理软件。l基本功能：基本功能：1会议发起与结束 2会议事务处理 3视频显示的转换控制l依靠数字通信网络，利用多点控制器MCU将分布在各地的用户组织为一个或多个“会议”l会议使用的多媒体信息在数字通信网占有的带宽一般为64kbps2.08Mbps，远远低于广播电视的带宽，所以这里要采用专门的视频图像和语音的编解码器 l在对会议的动态图像和语音的质量要求上，以满足开会的基本要求为准 l视频会议系统的关键问题是“多媒体信息的数字化压缩和解压缩”本章要点本章要点l多媒体数据库的基本概念多媒体数据库的基本概念l多媒体数据库管理系统多媒体数据库管理系统l多媒体数据库的查询处理方法多媒体数据库的查询处理方法l多媒体数据库用户接口技术多媒体数据库用户接口技术
