第三章 多媒体技术的使用 2018/9/22

本章的主要内容： 1、音频信号的处理 2、图象处理技术 3、动画处理技术 4、视频信息的处理技术 2018/9/22

学习目标 掌握多媒体技术的基本含义及多媒体系统的组成。 理解计算机中音频信号的种类、特点及相关的工作原理。 掌握利用计算机对波形音频的处理、了解计算机语音合成与语音识别的基本原理。 了解图形、图象的区别及常用格式、掌握Photoshop CS 基本工具的使用 理解计算机动画的基本原理与分类、掌握动画的制作方式 了解常用的视频文件的格式和压缩原理及信息获取方法及相关的视频处理方法。 2018/9/22

3.1 音频信号的处理 3.1.1 Wava音频文件 3.1.2 MIDI合成音乐 3.1.3 音频处理 3.1.4 音频数据压缩 3.1 音频信号的处理 3.1.1 Wava音频文件 3.1.2 MIDI合成音乐 3.1.3 音频处理 3.1.4 音频数据压缩 3.1.5 声音文件的格式 3.1.6 语音合成与识别 2018/9/22

3.2 图象信息的处理技术 3.2.1 数字图形、图象文件的格式 3.2.2 数字图象数据压缩类型 3.2.3 数字图象的获取 3.2 图象信息的处理技术 3.2.1 数字图形、图象文件的格式 3.2.2 数字图象数据压缩类型 3.2.3 数字图象的获取 3.2.4 数字图象处理的大师- Photoshop CS 2018/9/22

3.3 动画处理技术 3.3.1 动画产生原理：由于人的视觉暂留效应，当若干幅有一定差异的图片连续不断地在眼前显示时，所感觉到的动画效果。 3.3.1 动画产生原理：由于人的视觉暂留效应，当若干幅有一定差异的图片连续不断地在眼前显示时，所感觉到的动画效果。 3.3.2 计算机动画的分类 3.3.3 动画的存储格式 3.3.4 认识 Flash 动画制作工具 3.3.5 用 Flash 制作简单的动画 2018/9/22

3.4 视频信息的处理技术 3.4.1 数字视频文件格式 3.4.2 视频信息压缩的基本原理 3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 3.4.1 数字视频文件格式 3.4.2 视频信息压缩的基本原理 3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 3.4.4 用 Windows Movie MaKer 创建和编 辑电影文件 2018/9/22

本章小结 P220 2018/9/22

3.1 音频信号的处理 多媒体计算机中产生声音的三种方式： 外部声音源录制和重放：Wave波形音频 MIDI音乐： MIDI音频 3.1 音频信号的处理 多媒体计算机中产生声音的三种方式： 外部声音源录制和重放：Wave波形音频 MIDI音乐： MIDI音频 CD-Audio ：CD音频 你知道吗？ 波形文件与MIDI 声音的特征？ 各种声音文件的格式？ 声音合成和识别技术的含义？ 如何使用 WINDOWS 中的录音 机对声音文件进行编辑？ 2018/9/22

3.1.1 Wave音频文件 1. 波形音频特征：波形音频是获得声音最直接、最简单的方式 Wave 文件的三个参数： 以麦克风、立体声录音机或CD 最为声音信号的输入源，声卡以一定的采样频率和量化级别对输入的声音进行数 字化采样，将其从模拟信号转化为数字信号后存盘（A/D转换） 重放时，声卡将数字信号还原成模拟信号，经混音器混合后由扬声器输出（D/A转换） Wave 文件的三个参数： 采样频率：每秒从模拟声波中选择多少个点的声音样本 量化位数：一般有8、16、32等，位数越高、还原质量越好。 声道数 Wave 文件所占容量的计算公式： 存储量=（采样频率*量化数*声道）*时间/8（单位：字节数） 2018/9/22

3.1.1 Wave音频文件 2. Wave音频文件 标准数字音频：Wave波形文件，扩展名为.WAV 多数声卡以16位、44.1kHz采样率录制和播放 主要缺点是产生的文件太大，不适合长时间记录 主要压缩方法：ACM(均匀量化)、ADPCM(自适应差分量化 2018/9/22

3.1.1 Wave音频文件 3. Wave音频文件的主要制作工具：“录音机” 返回 2018/9/22

3.1.2 MIDI合成音乐 MIDI（Musical Instrument Digital Interface） 2018/9/22

3.1.2 MIDI合成音乐 1 合成器：存在于声卡中，可分为FM调频合成器和波表合成器两种。 FM合成器 采用频率调制的原理产生声音 对真实乐器声采样，采样值保存在ROM中，由数字信号处理器随时调用处理，再将合成后的数字音频信号转换为模拟音频信号。 声音效果与真实的乐器声几乎无差别 声卡带有波形表ROM的接口 ROM的容量越大，可存储的乐器音就越多 2018/9/22

3.1.2 MIDI合成音乐 2. MIDI音乐产生原理 MIDI 标准规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆、硬件标准，及不同装置之间的通信协议 乐谱用数字描述（MIDI指令信息） 由音符序列、定时和多达16个通道的演奏音符定义组成 演奏音符定义由键号、通道号、音长、音量和力度组成 建立MIDI文件：设备演奏时输入或软件编辑产生 MIDI文件的特点：由一系列指令组成，所占空间小 端口 ：MIDI In（输入口）、MIDI Out（输出口）、 MIDI Thru（转送口） WINDOWS中的媒体播放器可直接播放 返回 2018/9/22

3.1.3 音频处理 声音处理内容 声音处理软件 录音与保存、剪辑、去除杂音、混音 合成等 3.1.3 音频处理 声音处理内容 录音与保存、剪辑、去除杂音、混音 合成等 声音处理软件 Ulead AudioEditor、Creative的录音大师、CakeWalk等 打开“开始”菜单，进入“程序/附件/娱乐”，选定“录音机” 单击后，进行相关操作。 2018/9/22

3.1.3 音频处理 1.利用录音机录制自己的声音 录音 设置录音状态：“音量 | 属性” 3.1.3 音频处理 1.利用录音机录制自己的声音 录音 设置录音状态：“音量 | 属性” 录音：Record按钮 →[测试音量] →录制→ [录音进程显示：指示带、时间、波形] 录音结束：Stop按钮 保存 “文件(File) | 另存为(Save As)”命令 设置：保存类型、压缩格式、音质属性等 2018/9/22

3.1.3 音频处理 2.给诗朗颂配乐 打开波形文件 选择编辑点[区域] 将滑块移到要编 辑信息的位置 2018/9/22 返回

3.1.4 音频数据压缩 声音质量 数据率 计算量 1、由于音频信号中存在冗余，因此计算机系统在音频数据的存储和传输中采用了数据压缩。 在数据压缩时，要综合考虑三个方面： 声音质量 数据率 计算量 2018/9/22

3.1.4 音频数据压缩 2、音频信号的编码方法通常有： 波形编码：基于音频数据的统计特性 参数编码：基于音频的声学参数 混合编码： 基于人的听觉特性 2018/9/22

3.1.4 音频数据压缩 3、音频信号的压缩方法分为： 有损压缩：波形编码、参数编码、混合编码： 无损压缩：霍夫曼编码、游程长度编码 （两种编码方式可参见教程P170页“知识拓展”） 2018/9/22

3.1.4 音频数据压缩 4、MP3 音乐 是 MPEG layer 3的缩写，用来处理高压缩率的声音信息音质接近CD，大小只有其十二分之一 采用MPEG layer压缩技术，将原有的声波经压缩形成MP3文件格式。可将一个约60MB的文件压缩为4MB。 2018/9/22

3.1.4 音频数据压缩 5、MPEG音频压缩标准 MPEG音频标准 压缩比 立体声信号 数据质量kb/s MPEG layer 1 4:1 384 MPEG layer 2 6:1~8:1 192~256 MPEG layer 3 10:1~12:1 112~128 返回 2018/9/22

3.1.5 声音文件的格式 WAV 格式：波形声音文件格式 MP3格式 MIDI 格式：音乐乐器数字接口的国际标准 CD 格式：音质最好的数码音频格式 RealAudio 格式：在线音乐欣赏 WMA 格式支持音频流技术、适合网络在线播放 返回 2018/9/22

3.1.6 语音合成与识别 语音合成技术 赋计算机“讲话”能力 用语音输出结果 语音识别技术 使计算机具有“听懂”语音的能力 用语音替代键盘输入 2018/9/22

3.1.6 语音合成与识别 1. 语音合成技术 方法：语音合成方法、参数合成方法 目标：可懂、清晰、自然、具有表现力 应用：文语转换（TTS） 2. 语音识别技术 97年9月率先推出：ViaVoice中文连续语音识别系统 输入速度：150汉字/分 识别率：95% 发展方向：自然话语识别与理解、解决语音识别中的一系列难题 返回 2018/9/22

3.2.1 数字图形、图像文件格式 图形特征： 图像特征： 图形是由图元（直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线等）组成的矢量图 图形可以由一组指令来描述，是一种不会因放大、缩小而失真的矢量图 图形的编辑处理通常选用具有矢量图形处理功能的软件如CrelDRAW等 图像特征： 图像是由像素组成的位图 图像是由摄象机或扫描仪输入到计算机中由像素数字信息（如照片） 因为图像由像素构成，随着图像的放大缩小会出现失真 图像的编辑处理应选用基于图像处理的软件如photoshop、”画图”等 2018/9/22

图形与图像示例 2018/9/22

常用的图形、图像文件格式 1. BMP格式：图形、图象的基本位图格式。 2. WMF格式：矢量图象格式，但可以连接位图 3. TIF格式：大多数图象应用软件所支持的主要格式 4. GIF格式：图形交换格式，在web上图象的标准格式 5. JPEG格式:(联合图象专家组) .jpg 可缩放的静态图象格式，有损压缩的图象文件格式 6. PSD格式: photoshop图象处理软件的专用文件格式 7. PNG格式: (可移植性网络图象)一种较新图象文件格式 返回 2018/9/22

3.2.2 数字图像数据压缩类型 1. 无损压缩：还原后的图象与还原前一样。 典型例子——RLE（游程长度编码） 优点：能较好的保存图象的质量 缺点：压缩率较低 2018/9/22

3.2.2 数字图像数据压缩类型 2. 有损压缩 无法将图象还原到与压缩前一样的压缩方法 常用的格式：JPEG格式的图形 优点：能大大地压缩图象文件的数据 缺点：影响图象的质量 返回 2018/9/22

3.2.3 数字图像的获取 1、图像扫描仪 图像扫描输入标准 ：TWAIN 操作：参数设定、预扫、扫描 编辑处理、保存 2、数码相机 3、图像捕捉卡 ：采集视频图像帧或静止画面 返回 2018/9/22

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS Photoshop CS是专业的图形图象编辑软件。是Adobe公司开发的用于印刷和网络出版的一个统一的设计环境。 在这一节里要学习和掌握的内容有： 工具箱的使用 图形色彩与色调的调整 图层与蒙板的应用 滤镜的使用等等。 2018/9/22

当前工具栏属性 菜单 工具箱 各种面板 图像编辑窗口 1、认识 Photoshop CS 图象编辑软件 当前工具栏属性 菜单 工具箱 各种面板 图像编辑窗口 2018/9/22

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS 工具箱：有22组基本工具 图层面板：电子画布 可以建立、隐藏、显示、复制、合并、删除图层；可设置图层样式、对图层填充颜色、可调整图层前后位置。 历史纪录：存储和记录操作步骤，可恢复数十个操作步骤前的状态。 颜色面板：调整前景色和背景色

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS 2、图形色彩与色调的调整 用色彩调整功能可以轻松地校正图像色彩的明暗度、改变图像的颜色、分解色调等。 当图像偏亮或偏暗的时候，可以用色阶、曲线、亮度、对比度等命令进行调整。 P181 例1 用巨型选框、多边形套索、去色、色彩平衡等工具对图像进行编辑 2018/9/22

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS 3、图层与蒙版的应用 图层在Photoshop中是一个最基本的功能。 图层就象一张透明的画布，在它上面可以涂抹各种色彩、各种线条。当多个图层重叠时，通过控制各个图层的透明度以及图层色彩混合模式，可以创建丰富多彩的图像特效。 图层的应用可以通过图层菜单或图层面板来实现。 P182 例2 利用图层、选框、渐变、文字等工具制作一幅旅游海报 2018/9/22

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS 3、图层与蒙版的应用 蒙版（遮罩），被用来保护被屏蔽的图层区域。 蒙版中出现黑色—被操作图层中这块区域是完全透明的。 蒙版中出现白色—被操作图层中这块区域是被遮罩（显示原画面）。 蒙版中出现灰色—被操作图层中这块区域以一种半透明的方式显示，透明的程度由灰度来决定。 蒙版是Photoshop中一个重要功能，运用得好可以给图像带来无穷的变化和效果。 P183 例3 利用图层、蒙版和渐变工具制作一幅烟雾朦胧的桂林山水图像 2018/9/22

3.2.4 数字图像处理的大师-Photoshop CS 4、滤镜的使用 图像处理中各种光怪陆离、千变万化的特殊效果，都可以用滤镜功能来实现。 （1）渲染类滤镜 （2）像素类滤镜 （3）模糊类滤镜 （4）扭曲类滤镜 P186 例4 利用镜头光晕、风等滤镜制作风景照片及像框 2018/9/22

3.3 动画处理技术 3.3.1 动画产生原理 传统理论:动画是利用人类的视觉暂留特征,使差异不大的图像在短时间内依次从眼前经过来实现的. 目前研究:引入现代心理学元素,画面的变化使人脑产生的运动幻觉是动画产生的真正原因. 2018/9/22

3.3.2 计算机动画的分类 利用计算机软件制作动画,可在计算机上先建立动画的关键帧 ,再由计算机产生中间的过渡帧 ,以获得动画效果. 依据动画的视觉效果,计算机动画可分为二维动画、三维动画、虚拟现实和视频 2018/9/22

3.3.2 计算机动画的分类 二维动画： 具有平面动态效果的动画 区别于传统手工动画，不必画出每一幅图象，只要制作关键帧图象，而关键帧之间的图象由计算机自动产生。 二维动画制作软件：除VB、JAVA等语言之外还有 Flase MX 等专用工具软件。 2018/9/22

3.3.2 计算机动画的分类 三维动画：具有立体动态效果的动画 先建立一个三维数据的人物、道具和景物，建立角色，然后在计算机内“架上”虚拟的摄象机，使角色和实物在三维空间动起来，同时“打上”灯光、“贴上”材料即可。 三维动画制作软件：3DS、3D MAX 及Cool 3D等。 2018/9/22

3.3.2 计算机动画的分类 虚拟现实技术（简称VR）：是一种计算机形成的、综合的、能使人接受到多种环境的技术、能高逼真地模拟现实世界中的视、听、动等行为的人机界面技术，又称为虚拟现实技术。 VR技术可分为：桌面VR技术、灵境VR系统、分布式VR系统 返回 2018/9/22

3.3.3 动画的存储格式 GIF 格式：由一系列具有细微差异的图片连续播放产生。 3.3.3 动画的存储格式 GIF 格式：由一系列具有细微差异的图片连续播放产生。 相关的制作软件：GIF Animation、Cool 3D、Flash MX 等 SWF 格式：是 Flash 动画的文件格式，占用空间小、具有交互性、缩放时不会失真、与网页格式的 HTML 文件充分结合、能添加MP3音乐。 返回 2018/9/22

3.3.4 认识Flash动画制作工具 工具箱面板 时间轴面板 舞台（工作区） 属性面板显示区 2018/9/22

Flash制作界面 时间轴面板 各种面板显示区 工具箱面板 舞台（工作区） 属性面板 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 逐帧动画 ：关键帧连续放置画面 过渡动画 （补间动画）： 建立动画过程的首尾两个关键帧 中间的过渡帧由计算机计算得到 过渡动画可分为： 变形动画：针对矢量图形对象 运动动画：非矢量图形对象 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 1.逐帧动画的制作 例1：利用“例1.fla”文件库中的素材，制作表现一朵花开放的动画 2.过渡变形补间动画制作： 例2：制作一个2秒钟的动画，画面中一个兰色的正圆逐渐变成一个红色的心型。 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 3. 动作补间动画的制作 只能针对于非矢量对象，可以是文字、外部导入的图象、组合对象或元件的实例。 3. 动作补间动画的制作 只能针对于非矢量对象，可以是文字、外部导入的图象、组合对象或元件的实例。 非矢量图形的特征是：在图形对象被选定时，对象四周会出现蓝色或灰色的外框。 例3：制作一个4秒钟的动画，小球能自由落地，弹起一次然后又落地，落地后停止0.5秒。 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 4.元件及多图层动画 将常用的对象制作成元件存放在库中，可反复使用。 如果库中已有了元件，可直接拖拽到舞台上制作动画 制作动画时遵循的原则：一个对象放置在一个图层。 例4：利用“例4素材.fla”文件，制作小球滚动，并带着阴影一起运动的动画。 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 5. 元件的制作 Flash中的元件也称为符号 创建方法一：将制作好的对象转换得到 创建方法一：利用”插入/新建元件”菜单 建立的元件都存放在库中，可再次修改和编辑。 制作动画时，将元件拖拽到舞台上，该对象被称为元件的事例 例5：在舞台上绘制文字对象FLASH，转换为元件，制作由小变大并改变颜色的动画 2018/9/22

3.3.5 用Flash制作简单的动画 6. 为动画配音 可在动画中加入配音、导入WAV、MP3等声音文件等 例6：为“例5结果.fla”动画配上“lovestory.mp3”音乐。 1、将声音文件导入到库中 2、插入新图层并选定新图层 3、将声音对象从库中拖拽到舞台上 返回 2018/9/22

3.4 视频信息的处理技术 3.4.1 数字视频文件格式 返回 1. AVI 格式：W indows 系统中通用视频格式 3.4.1 数字视频文件格式 1. AVI 格式：W indows 系统中通用视频格式 2. MOV 格式：能跨平台使用的视频格式、存储空间小 3. MPEG 格式： MPEG 格式：是运动图象压缩算法的国际标准 DAT格式：基于 MPEG 压缩方法的文件格式 4. ASF 格式：高级流格式 5. WMV 格式：流式视频压缩格式 6. RM 格式：流式视频格式 7. RMVB格式：由RM 视频格式 升级延伸出的新视频格式 返回 2018/9/22

流媒体技术，就是将视音频文件经过压缩处理后，放在网络服务器上进行分段的传输，客户端计算机不用将整个视音频文件下载到本地，便可即使收听收看。 常见的流媒体文件格式及相关信息： 2018/9/22

3.4.2 视频信息压缩基本原理 1、图象压缩编码 图象压缩编码：将数字化的视频信息重新编码成一种数据流，其目的是在保持原图象质量的前提下来减少需要储存和传送的图象或视频数据。 通常利用两种基本原理：一种是减少图象序列中多余的信息，另一种是利用人类视觉特性。 涉及到空间、时间、视觉三个方面压缩编码： 空间冗余编码、时间冗余编码、 视觉冗余编码 2018/9/22

3.4.2 视频信息压缩基本原理 2、空间冗余编码：（帧内压缩、空间压缩） 仅考虑本帧内的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息 3.4.2 视频信息压缩基本原理 2、空间冗余编码：（帧内压缩、空间压缩） 仅考虑本帧内的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息 3、时间冗余编码： 发生在相邻帧或连续帧之间 返回 2018/9/22

3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 1. 视频信息的获取 视频捕捉卡 利用某些工具软件将VCD信号转换成AVI信号 3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 1. 视频信息的获取 视频捕捉卡 用视频处理软件中的视频捕捉功能 设定参数：画面的分辨率、每秒种采样几帧、视频制式、输入信号来源、伴音捕捉的参数 保存数字化的视频及其伴音信息：通常保存为AVI文件 利用某些工具软件将VCD信号转换成AVI信号 数码摄象机和数字摄象头 2018/9/22

3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 2. 视频信息的处理 视频信息的处理包括视频画面的剪辑、合成、叠加、转换、配音等 3.4.3 视频信息的获取及视频处理软件 2. 视频信息的处理 视频信息的处理包括视频画面的剪辑、合成、叠加、转换、配音等 视频编辑方法：线性编辑和非线性编辑 线性编辑：为早期的传统编辑方法，以原始录象带为编辑素材，从视频的开始到结束，选出所需的片段录制到另一录象带中 非线性编辑： 在计算机技术的支持下，利用合适的编辑软件，对视频素材在“时间线”上任意进行修改、拼接、渲染、特效等处理 其中：非线性指的是可以随机访问任意素材，不受素材存放的时间限制 返回 2018/9/22

3.4.4 用 Windows Movie MaKer 创建和编辑电影文件 常见的视频处理软件： Video For Windows、 Quick Time、 Adobe Premiere Pro： 非线性编辑视频编辑应用程序 Uiead Video Editor 个人及家庭用数码视频剪辑软件 Windows Move Maker： Windows XP 内置的数字电影编辑软件 2018/9/22

3.4.4 用 Windows Movie MaKer 创建和编辑电影文件 2、视频素材和声音素材的导入和获取 视频文件的导入 音频文件的导入和旁白的录制 3、电影文件的编辑合成 剪辑电影情节 删除视频片段中不需要的部分 使用视频过渡、视频效果和片头 4、预览和保存影片 返回 2018/9/22