第8章 计算机多媒体技术基础 8.1 多媒体技术概述 8.2 多媒体计算机系统的组成 8.3 多媒体信息处理技术 8.4 多媒体信息处理软件

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1 第8章 计算机多媒体技术基础 8.1 多媒体技术概述 8.2 多媒体计算机系统的组成 8.3 多媒体信息处理技术 8.4 多媒体信息处理软件
大学计算机基础

2 8.1 多媒体技术概述 8.1.1 多媒体 多媒体（multimedia ）是指信息表示媒体的多样化 。 图 形 图 像 视 频 动 画
多媒体 多媒体（multimedia ）是指信息表示媒体的多样化 。 常见的多媒体形式有 ： 文 本 图 形 图 像 视 频 动 画 音 频 大学计算机基础

3 ⑴ 数字化 8.1.2 多媒体技术 多媒体技术：使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、视频、动画等多种不同类型媒体信息的技术。
多媒体技术 多媒体技术：使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、视频、动画等多种不同类型媒体信息的技术。 多媒体技术的特点: ⑴ 数字化 ⑵ 多样性 ⑶ 交互性 ⑷ 集成性 大学计算机基础

4 8.2 多媒体计算机系统的组成 8.2.1 多媒体计算机硬件系统 1．高性能CPU 2．大容量的存储设备 3．声卡 4．视频卡 5．扫描仪
8.2 多媒体计算机系统的组成 8.2.1 多媒体计算机硬件系统 1．高性能CPU 2．大容量的存储设备 3．声卡 4．视频卡 5．扫描仪 6．数码相机与数码摄像机 大学计算机基础

5 高性能的CPU 目前的CPU产品，如Intel公司的Pentium处理器有专门的多媒体扩展（multimedia extension，MMX）技术指令，并定义了新的64位的数据类型，且主频可达1G以上，完全可以胜任多媒体数据处理的要求。 大学计算机基础

6 声卡:又称音频卡, 是处理音频信号的硬件。 大学计算机基础

7 视频卡 用来支持视频信号（主要指活动彩色图像信号）的输入和输出 。 主要功能：
逐帧捕捉图像并把图像数字化，对数字化的图像数据进行压缩和解压缩，将捕捉的图像还原（即解压缩）后供显示器显示或转换为PAL制式的模拟视频信号供电视机播放及录像机录制，即实现对语音、图像的采集、压缩和重放。 大学计算机基础

8 扫描仪 扫描仪是常用的图形、图像、文本等信息的输入设备。利用它可以快速地将图形、图像、照片、文本等信息从外部环境输入到计算机中。扫描仪一般通过RS-232或USB接口与主机相连。 数码相机与数码摄像机 获取电子图像、动态影像 。通过USB接口与计算机相连，并可以将存储的数字信息直接传送到计算机中。 大学计算机基础

9 8.2.2 多媒体计算机软件系统 按功能分类： ⑴支持多媒体的操作系统 ⑵多媒体驱动软件 ⑶ 多媒体数据处理软件 ⑷ 多媒体编辑创作软件
⑸ 多媒体应用软件 大学计算机基础

10 8.3 多媒体信息处理技术 8.3.1 音频处理 1. 模拟声音信号数字化
复杂的声波由许多具有不同振幅和频率的正弦波组成。声波在时间上和幅度上都是连续变化的模拟信号，可用模拟波形来表示。 振幅 振动频率 T A 声音的波形 A：振幅，反映音量。 T：振动周期 1/T：频率（单位赫兹），反映音调。 大学计算机基础

11 模拟信号在时间上连续，在幅度上也连续。而计算机只能处理0和1两种状态值，所以必须对连续的模拟声音信号数字化（离散化）。
采样 量化 编码 声音的模拟信号 模拟声音信号的数字化过程 声音的数字信号 模拟信号在时间上连续，在幅度上也连续。而计算机只能处理0和1两种状态值，所以必须对连续的模拟声音信号数字化（离散化）。 大学计算机基础

12 ⑴ 采样 采样是每隔一定的时间间隔在模拟波形上取一个幅度值，从而得到一系列的声音采样值，这样就把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。 T
振幅 振动频率 T A 采样点 采样的时间间隔称为采样周期，采样周期的倒数就是采样频率，即每秒取得声音样本的次数。采样频率越高，声音的质量越好，但数据量越大。 大学计算机基础

13 ⑵ 量化 量化是将每个采样点的幅度值以数字存储，量化的位数（即采样精度）表示存放采样点幅度值的二进制位数。通常量化的位数有8位、16位等。
振幅 振动频率 T 在相同的采样频率下，量化位数越大，则采样精度越高，音质越好，信息的存储量也相应越大。 大学计算机基础

14 ⑶ 编码 将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。
常用的编码方式有脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM），其主要优点是抗干扰能力强，失真小，传输特性稳定。 大学计算机基础

15 2. 音频文件格式 数字化的声音信息以文件的形式保存，即通常所说的音频文件或声音文件。 常见的音频文件的类型： ⑴ WAVE文件（.wav）
⑵ MIDI文件（.mid） ⑶ MP3格式（.mp3） ⑷ WMA格式（.wma） ⑸ RealAudio格式（.ra） ⑹ CD 文件格式（.cda） 大学计算机基础

16 3. 音频格式转换 各种音频格式可以相互转换，有专门的音频格式转换软件，可以从Internet上搜索下载。
一些音频播放器也可以实现简单的音频格式转换。 大学计算机基础

17 8.3.2 图形和图像处理 1．图形和图像的基本概念 图形（Graphics）：一般是指通过绘图软件绘制的由直线、圆、圆弧、任意曲线等图元组成的画面，以矢量图形文件形式存储。 优点：对图形中的各个图元进行缩放、移动、旋转而不失真；占用存储空间小。 图像（Image）：是由扫描仪、数字照相机、数字摄像机等输入设备捕捉的真实场景画面产生的映像，数字化后以位图形式存储。 放大和缩小要失真，占用空间比矢量文件大。 大学计算机基础

18 2. 图像的数字化 图像（Image）数字化过程： (1) 采 样 (2) 量 化 (3) 图像编码压缩 大学计算机基础

19 （1）采 样 图像采样就是将连续的图像转换成离散点（像素点）的过程 。
采样的实质就是用若干个像素（Pixel）点来描述图像，称为图像的分辨率，用点的“列数×行数”表示。 分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。 大学计算机基础

20 （2）量 化 量化是在图像经采样离散化之后，用二进制数来表示这些离散点对应的颜色信息的过程。
一般用8位、16位、24位、32位等来表示图像的颜色。24位可以表示224种颜色，称为真彩色。 大学计算机基础

21 灰度图 用1个字节即8位来表示颜色 。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像，灰度级别为28=256级。
图像的色彩值称为颜色的深度。 黑白图 用1位来表示颜色。 灰度图 用1个字节即8位来表示颜色 。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像，灰度级别为28=256级。 RGB 24位真彩色 彩色图像显示时，由红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三基色通过不同的强度混合而成。 如果每种基色强度分成256级（值为0～255），则共占24位，就构成了224种颜色的“真彩色”图像。 大学计算机基础

22 （3）编码压缩 有损压缩：对图像中的重复信息压缩，无失真。 无损压缩：通过去掉图像细节来压缩图像，有失真。
JPEG压缩编码 ：一种有损压缩编码。 JPEG是联合图像专家组（Joint Picture Expert Group）的英文缩写，是国际标准化组织（ISO）和国际电话电报咨询委员会（CCITT）联合制订的静态图像的压缩编码标准。 大学计算机基础

23 3．常见的图像文件格式 ⑴ 位图文件格式（.bmp） ⑵ JPEG文件格式（.jpg或.jpeg） ⑶ GIF文件格式（.gif）
⑷ TIFF文件格式（.tif 或.tiff） ⑸ PSD文件格式（.psd） 大学计算机基础

24 4．数字图像的获取 ⑴ 使用绘图软件创建数字图像文件。如Adobe Photoshop、Jasc Paint Shop Pro和Windows的画图程序等。这些软件提供了绘图、形状填充、添加阴影或设置油画、炭笔画、水彩画等效果的工具。 ⑵ 使用扫描仪和数码相机创建图像文件。 大学计算机基础

25 8.3.3 视频处理 1．视频概念 模拟视频 NTSC制式 和PAL制式
视频即运动图像，是由一系列的静态图像按一定的顺序排列组成，每一幅称为帧（Frame）。 电影、电视通过快速播放每帧画面，再加上人眼视觉效应便产生了连续运动的效果。当帧速率达到12帧/秒以上时，可以产生连续的视频显示效果。 模拟视频 NTSC制式 和PAL制式 数字视频 大学计算机基础

26 2．视频信息数字化 在一定的时间内以一定的速率对单帧视频信号进行采样、量化、编码等处理，实现模数转换、彩色空间变换和编码压缩等。
可通过视频捕捉卡和相应的软件来完成。 大学计算机基础

27 视频数据压缩标准MPEG标准: （Moving Picture Expert Group，活动图像专家组） 由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合成立的专家组，负责制订的关于运动图像在不同速率的传输介质上传输的一系列压缩标准，它不仅适用于运动图像，也适用于音频信息。它主要包括三大部分： MPEG Audio 规定音频数据的编码和解码。 MPEG Video 规定视频数据的编码和解码。 MPEG System 规定音频数据、视频数据及其它相关数据的同步。 目前，已出台了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等多种标准。 大学计算机基础

28 3. 常见的视频文件格式 ⑴ AVI格式（.avi） ⑵ MPEG格式（.dat、.vob、.asf等） ⑶ MOV格式（.mov）
⑷ DivX格式（.divx） ⑸ 流媒体视频格式（实现视频信息的实时传送和实时播放 ） ①RM格式（.rm、.rmvb） ②ASF格式（.asf） ③WMV格式（.wmv） 大学计算机基础

29 8.3.4 动画处理 1．计算机动画的概念 计算机动画（Computer Animation）是指采用图形与图像处理技术,借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，采用连续播放的方法产生物体运动的效果。 2．计算机动画的种类 (1)二维动画 (2)三维动画 大学计算机基础

30 3. 常见的动画文件格式 ⑴ GIF89a格式（.gif） ⑵ FLIC格式（.flc） ⑶ SWF格式（.swf） 大学计算机基础

31 8.4 多媒体信息处理软件 8.4.1 多媒体信息处理软件概述 多媒体信息处理软件的种类很多 ,按处理媒体的特征不同进行分类 :
⑴ 图像类软件 ① 图像处理软件 ② 自然绘画软件 ③ 矢量插图软件 ⑵ 音频类软件 包括音频制作软件和音频播放软件 ⑶ 视频类软件 包括视频播放软件和视频处理软件 ⑷ 平面动画设计类软件 ⑸ 著作工具类软件 ⑹ 三维类软件 大学计算机基础

32 8.4.2 Windows XP的多媒体应用软件 1．录音机
Windows XP自带的一种声音处理软件，可以录制、播放和编辑WAVE格式的声音文件。 2．Windows Media Player 是一个把收音机、视频播放机、CD播放机和信息数据库集合在一起的应用程序 。 3．Windows 图片和传真查看器 是Windows XP自带的浏览图片的工具 。 4．Windows Movie Maker 是Windows XP提供的制作电影的数字媒体程序。 大学计算机基础

33 “录音机”应用程序 1．录制声音 生成 .wav文件。 2．播放声音 3. 编辑声音 （1）删除部分声音 （2）插入声音 （3）混合声音
（4）音效处理 大学计算机基础

34 Windows Media Player Media Player可以播放多种文件类型，包括ASF、MPEG-1、MPEG-2、WAV、AVI、MIDI、VOD、AU、MP3和QuickTime文件，其中9.0以上的版本还可以播放WMV文件。 如果要访问电台，可单击“电台”按钮，Media Player会自动转到相应的网页，展现出预先设置的很多电台链接，用户只需要单击网页上感兴趣的链接就可以观看相应电台上的节目。 大学计算机基础

35 Windows 图片和传真查看器 Windows 图片和传真查看器是Windows XP自带的浏览图片的工具，它对图片具有浏览、缩放、旋转的管理功能，此外还可以对传真文件和TIF格式的文件进行编辑和批注。 大学计算机基础

36 Windows Movie Maker Windows Movie Maker制作电影的步骤 ：
⑴ 输入媒体内容。可以通过视频设备（数码摄像机或数字摄像头等）来录制所需的媒体文件，然后导入这些文件。 ⑵ 编辑项目。已添加到工作区的媒体文件包含在Movie Maker 的项目文件中，可以对项目中的内容进行剪辑处理，添加背景音乐、声音效果、过渡和画外音等，或重新排列内容顺序。 ⑶ 预览项目。 ⑷ 发布作品。将项目文件中包含的音频内容、视频内容和静止图像合并，创建扩展名为.wmv的电影文件。 大学计算机基础

37 8.4.3 其他常用的多媒体信息处理软件 1．常用的图像编辑工具
⑴ Adobe Photoshop。一款功能强大的平面美术设计软件，功能完善、使用方便、应用广泛。 支持的主要图像文件格式有BMP、JPEG、GIF、TIFF、PSD、PNG和PDF等，其中，PSD是Photoshop的默认格式。 ⑵ 光影魔术手。光影魔术手(nEO iMAGING)是一个对数码照片画质进行改善及效果处理的软件。简单、易用，不需要任何专业的图像技术，就可以制作出专业胶片摄影的色彩效果。 大学计算机基础

38 ⑵ 3DS MAX。 是一种三维建模工具，用于三维造型动画。它支持许多图像存储格式。3DS MAX的彩色动画序列存储文件格式为FLIC格式。
2．动画制作工具 ⑴ Flash。是Macromedia公司推出的一款优秀的平面动画设计软件，是一种矢量图像编辑与动画制作工具，支持动画、声音以及交互，具有强大的多媒体编辑功能，并可直接生成页面代码。Flash动画采用流式播放技术，非常适合网络传输。 ⑵ 3DS MAX。 是一种三维建模工具，用于三维造型动画。它支持许多图像存储格式。3DS MAX的彩色动画序列存储文件格式为FLIC格式。 ⑶ Maya。是由Maya公司开发的三维动画制作软件，主要用于制作动画片、广告和电影等。 大学计算机基础

39 是流行的音频播放器，它支持几乎所有格式的声音文件，并提供了多种音频播放效果。
3．音频播放工具Winamp 是流行的音频播放器，它支持几乎所有格式的声音文件，并提供了多种音频播放效果。 4．音、视频播放工具 RealPlayer是美国RealNetworks公司的产品，支持.rm和.rmvb等流媒体格式的视频文件的播放，同时还提供了极强的网络视频播放功能，可在线播放视频。 RealPlayer 支持所有主要媒体格式，包括 RealVideo、RealAudio、Flash、Windows Media 和 QuickTime。 此外，常见的还有QuickTime、超级解霸、暴风影音等音频、视频播放器。 大学计算机基础