多媒体技术考试复习资料.ppt
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1、 1.1 多媒体技术的基本概念 1.1.1 媒体与多媒体 1.媒体 多媒体是英文“Multimedia”一词的译文。所谓媒体是指信息传 递与存储的最基本的技术、手段和工具。它包含两层含义:一是指存储信息的实体,例如磁带、磁盘、光盘等载体;二是指传送信息的载体,或者说是各种信息的集合,例如文字、声音、图片、图像、动画、视频等。,媒体分为以下五大类 1)感觉媒体(Preception Medium)能够直接作用于人的感觉器官(听觉、视觉、触觉和嗅觉等)2)表示媒体(Representation Medium)为了传播感觉媒体而人为创建的媒体,为了将感觉媒体从一个地方传播到另一个地方。电报码、条形码
2、、文本编码、图像编码、声音编码、动画和视频。3)表现媒体(Presentation Medium)指感觉媒体输入到计算机中或通过计算机展示感觉媒体的物理设备,即获得和显示感觉媒体信息的计算机输入/输出设备。,媒体分为以下五大类,例如键盘、鼠标、扬声器、扫描仪、数码相机、摄像机等输入设备,显示器、打印机、音响等输出设备(4)存储媒体(Storage Medium)指存储表示媒体数据的物理设备。例如,内存、硬盘、光盘、软盘、闪存盘和磁带等。(5)传输媒体(Transmission Medium)指将表示媒体从一个地方传输到另一个地方的物理设备。例如,电缆、光缆、无线电波的发送与接收设备等。,2.多
3、媒体 多媒体实际上指的就是表示媒体,多媒体是融合两种以上媒体,具有交互性的信息交流和传播媒体。多媒体的特征有两个:一是多种媒体形式 并存;二是强大的交互功能。,多媒体技术 1.什么是多媒体技术 多媒体技术是指把文字、音频、图形、图像、动画和视频等多媒体信息 通过计算机进行数字化采集、压缩解压缩、编辑、存储等加工处理,再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。2.多媒体技术的特征 1)集成性:一是表示将多种媒体信息有机进行同步,综合完成一个多媒体信息;二是将输入和输出集成为一个整体。2)交互性:是指人和计算机能够进行对话。3)实时性:多媒体系统中的音频和视频必须严格同步,因此要求实时性。4)数字化
4、:多媒体软件中的文字、声音、图像、动画和视频素材都以数字形式存储在计算机中。,2.信息压缩基础(1)数据冗余的基本概念 冗余是指信息所具有的各种性质中多余的无用空间,其多余的程度叫做“冗余度”。信息量、数据量与冗余度的关系如下:I=D-du 其中,I、D、du分别为信息量、数据量与冗余量。(2)数据冗余的种类 空间冗余:图像数据中常出现的的一种冗余形式。一幅图像中的 蓝天或草地,其中每个像素的数据完全相同,如果逐点存储,就会产 生空间冗余。完全相同或十分接近的数据进行压缩,就产生了空间冗 余。时间冗余:电视图像和语音数据在相邻之间包含了相同的或相近 的内容和信息。结构冗余:有些图像从大域上看存
5、在着非常强的纹理结构称为结构冗余。,知识冗余:对许多图像的理解与某些知识有相当大的相关性。例如人脸的图像有固定结构。视觉冗余:是由于人体器官的不敏感性造成的。例如在高亮度下,人的视觉林敏度下降。信息熵冗余:又称为编码冗余,是指一组数据携带的平均信息量。,3.多媒体数据压缩的基本要求 4.多媒体数据压缩方法的分类(1)根据解码后的数据与原来数据是否完全一样来进行分类,数据压缩一般分为两类:无损压缩:凡是在压缩数据不产生任何失真的压缩方法均属于无损压缩,解压后的数据与原始数据完全相同。有损压缩:凡是在压缩数据时可能产生任何失真的压缩方法均属于有损压缩,解压后的数据与原始数据存在一定的误差。,1.3
6、 网络与多媒体技术 1.3.1 超文本与超媒体 1.超文本 超文本是一种新型的信息管理技术,它以节点为单位组织文本 信息,在节点与节点之间通过表示它们之间关系的链加以连接,构成表达特 定内容的信息网络。2.超媒体 超文本与多媒体的融合产生了超媒体。允许超文本的信息节点存储多媒体信息,并使用与超文本类似的机制组织和管理,就构成了超媒体。,是多媒体和网络领域的交叉学科。它是一种可以使音频、视频和其他 多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无须下载等待的方式进行播放的技术。1.流式文件格式(1)Real System的Real Media文件格式:由Real Network出产的,
7、包括RealAudio、RealVideo、RealFlash三种文件格式。(2)微软高级流格式ASF文件格式:是Microsoft开发的一种流媒体格式。(3)QuickTime的.qt文件格式:是由Apple开发的一种包括音频、视频文件的格式。,1.3.2 流媒体技术,(4)Flash的.swf 格式:是由Macromedia开发的一种基于Shock Ware技术的流媒体动画格式。(5)MetaStream的.mts 格式:是由MeteCreation开发的网络流式三维技术,用于实现互联网上流式三维网页的浏览。(6)Authorware的.aam格式:利用Shockware技术和WebPac
8、kage软件生成的流式文件格式为.aam和.assl。,1.3.2 流媒体技术,1.4.2 多媒体素材制作软件 1强大的文字处理软件(Microsoft Word)2.图像处理软件(1)Photoshop:处理位图图像,具有获取图像、输入与输 出、加工处理 图像、图像格式转换等功能。(2)CorelDraw:处理矢量图形,具有矢量插图、版面设 计、点阵编辑、绘图工具、图像编辑等功能。,3.动画制作软件(1)绘制和编辑动画软件 Animator Pro:平面动画制作软件。D Studio MAX:三维动画造型与动画软件。Cool 3D:三维文字动画制作软件。Poser:人体三维动画制作软件(2)
9、动画处理软件 Animator Studio:动画加工、处理软件。Premiere:电影影像、动画处理软件。GIF Construction Set:网页动画处理软件。After Effects:电影影像、动画后期合成软件。,4.声音处理软件(1)声音数字化转换软件 Easy CD-DA Extractor:把光盘音轨转换成wav格式的数字化音频文件。Exact Audio Copy:把多种格式的光盘音轨转换成wav格式的数字化音频 文件。Real Jukebox:在Internet互联网上录制、编辑、播放数字音频信号。(2)声音编辑处理软件 Goldwave:带有数字录音、编辑、合成等功能的
10、声音处理软件。Cool Edit Pro:编辑功能众多、系统庞大的声音处理软件。Acid WAV:声音编辑与合成器。,2.3.2 光盘存储技术 基本工作原理是利用激光改变一个存储单元的性质,而性质状态的变化可以表示存储的数据,识别性质状态的变化就可以读出存储的数据。1.CD-ROM 技术:是指只读光盘或固定性光盘,他的信息是事先刻录到光盘上的,永不能读入也不能擦除。2.CD-R 技术:允许用户进行一次刻录的特殊存储技术。3.CD-RW 技术:用户可写入也可以擦除数据的一种特殊光盘。,2.7 数码照相机与数码摄像机,2.7.1 数码照相机 所谓数码照相机,是指能够进行拍摄,并且能通过自身内部进
11、行处理,把拍摄到的景物转换为数字格式进行存储的照相机,图2.31 数码照相机,数码相机根据所采用的影像感应器分为 CCD和 CMOS两种。它具备的主要特征(以CCD数码相机为例)。,1.像素 CCD是相机的心脏,也是决定数码相成本的主要因素。2.镜头数码相机的感光元件是CCD,普及型相机的CCD有2/3英寸、1/2英寸、或1/3英寸。3.快门快门是相机的一个很重要的部件,快门速度是数码相机的一个重要参数。一般从1/1000之一到16秒。,3.1 数字音频基础,3.1.1 声音基本概念 声音是通过一定介质(如空气、水等)传播的一种连续振动的波,也称为声波。声音有以下三个重要指标:振幅、周期、频率
12、 声音的三个要素是音调、音色、音强,音频(Audio)频率范围,语音(Speech)频率范围,次声,infrasonic,超声,Ultrasonic,20 300 3000 20000 f(Hz),把模拟声音(音频)信号转换为数字化声音(音频)的过程称为声音(音频)的数字化,或者模/数(A/D)变换。1.采样 采样是指以固定的时间间隔T对图中所示模拟电路信号进行取值。通过实验发现,只要采样频率高于信号中最高频率的两倍,采样完成后,就可以从采样得到的数据信号中恢复原始信号波形。这个称为采样定律(奈奎斯特定律)。采样的得到是时间离散但幅度连续的采样信号。2.量化 采样的音频信号还需要经过量化,使信
13、号幅度变为有限的离散数值。量化后得到时间离散、幅度离散的数字信号。,3.1.2 声音数字化,3.编码 编码就是将量化的值表示为二进制的形式,以便于计算机的存储和处离散值理。离散值的多少决定了编码的位数,离散值取得越多编码位数就越多,量化误差就越小,信号失真越小。计算机常用的量化精度是8位(256阶)和16位(65536阶)。计算机可以对数字化之后的音频信号进行存储、编辑和处理,并可以还原成原始的波形金进行播放,这个过程称为解码,它是模/数(A/D)变换的逆过程。,图 3.4 音频数字化过程,1采样 2量化 3编码,3.1.3 数字音频的音质与数据量 采样频率和采样量化级数是数字化声音的两个最基
14、本要素。通常的采样频率有:44.1KHz(用于CD品质的音乐)、22.05KHz(用于 语音和中等品质音乐)、11.025KHz(低品质),量化精度分为8位和16位。反映音频数字化质量的另一个因素是通道(或声道)个数。一次采样一个波 形称为单声道;一次采样两个波形称为双声道。声音信息数字化后的数据量计算公式为:数据量 采样频率量化位数声道数/8 数据量的单位:B/S(字节/秒),1.WAV文件(*.wav)它是标准Windows平台声音文件,属于波表文件,这种文件的数据是未 经压缩而直接对声音波表进行采样记录的数据,特点是音质非常好,单数 据量很大。2.CD格式(*.cda)就是CD音乐唱片采
15、用的格式。采用44.1KHz采样频率,16位量化位数,它是对自然声音近似无损的数字化,质量较高。不能直接复制CD格式 的.cda文件到硬盘上播放,需要将其转换为WAV或MP3格式,才能直接播放。3.MP3文件(*.mp3):全称为MPEG-1 Audio Layer3,属于波表文件。采用了有损压缩的方式。特点是能以较小的比特率、较大的压缩率达到近乎CD的音质。压缩比为10:1-12:1。在网络上是最流行的音乐格式。,3.1.5 数字音频文件的格式,4.RA文件(*.ra)全称是Real Audio,是由Real Networks公司开发的一种基于流媒体技术的网络实时传输格式,属于波表文件。特点
16、是可以边下载边浏览数据,压缩比较高,但音质较差,广泛用于网络广播。5.WMA格式(*.wma)全称是Windows Media Audia,是Misrosoft的产品,属于波表文件。是一种给予流媒体技术、适合于网络传输的音频格式。特点是压缩比较高。同时还保持一定的音质效果。是一种适合于制作版权保护的格式,可以限制播放次数、播放机器、播放时间。6.MIDI文件(.mid)是目前成熟的音乐文件格式之一,MIDI不是将声波进行数字化采样而得到的声音波形,而是将数字式电子乐器的演奏过程记录下来。他实际是记录一种表示音乐指令的编码,相当于音乐的乐谱。特点是文件体积较小,能够与其他的数字音频配合使用,而两
17、个WAV文件不能同时播放。,3.5 数字音频处理软件GoldWave,3.5.1 GoldWave功能与特点 功能:文件操作 以不同的采样频率录制声音信号 声音编辑 增加特殊效果 3.5.2 GoldWave的启动及文件操作 1.启动GoldWave的工作界面并打开音频素材 2.播放控制器控制按钮功能注意:只要有足够的大内存和硬盘空间,GoldWave就允许同时打开任意多个文件,这样可以简化文件之间的操作。当编辑较长的音频文件时,会自动使用硬盘为缓存;而编辑较短的音频文件时,将直接使用内存交换数据,以提高运行和编辑速度。3.保存文件,单击【文件】【另存为】,可以通过保存操作进行音频文件格式的转
18、换,GoldWave提供了WAV、mp3、midi、au、aif、snd、afc、iff、sdx等多种音频格式。3.5.3 数字录音采样 1.确定录音源 可以选择从CD录音、“麦克风”录音、线路、辅助设备、视频及电话等录制音频信号。2.录音参数设置(1)控制器属性设置(2)录音和数据保存:选定录音质量录音录音结束 默认格式为.wav,1.选择编辑区 2.编辑区的基本操作(声音基本编辑)3.实例:(1)音频基本编辑 将巴乌演奏的乐曲“蝴蝶泉边.wav”、“小河淌水.wav”“绣荷包.wav”个选取一段,连接成“声音剪辑1.wav”(2)音频合成 又叫混音,就是将两个以上的音频素材合成在一起,形成
19、新的声音文件。音频和多媒体声音素材制作常用的手段。配乐朗诵中的背景音与语音;自然交响乐(音乐与鸟鸣声、海涛声、大风呼啸声等声音的混合);制作现场效果,如现场音乐会。,3.5.4 GoldWwave基本声音编辑,3.5.5 增加特殊效果 1.添加淡入、淡出效果 2.制作回声效果 3.机器人声音 4.倒序声音 3.5.6 时间调整、音量调整 1.时间调整 2.音量调整,2.颜色的特性(1)亮度 就是图像颜色的明暗度,亮度值从0-255,共有256种色调。太亮会使图像发白,太暗会使图像变暗。(2)对比度 对比度是指不同颜色之间的差异。两种颜色之间的差异越大,对比度就越大;差异越小,对比度就越小。对比
20、度过强会使图像个颜色的反差加强,影响图像细部的表现;对比度过小会使图像变暗,丢失亮度。(3)色相 又称为色调是指色彩的颜色,调整色相就是在多种颜色之间选择,某种颜色而色相也就是由原色、中间色和复色来构成的,通常色相是由颜色名称标识的。红色、黄色、蓝色就是颜色的色相。(4)饱和度 饱和度就是颜色的纯度,调整饱和度就是调整图像色彩的深度或鲜 艳程度。饱和度通常是指彩色中白光的含量的多少对同一色调的彩色 光,饱和度越深颜色越纯。,1.位图(Bitmap Image)又称为点阵图形或位图图像。由许多称为像素的点组成。位图的清晰度与像素有关,单位面积内像素点越多图像越清晰。2.矢量图(Vectory)矢
21、量图不用像素来记录图像,而是采用一系列计算机指令来描述和记录一幅图像。,图 4.1 位图原始图,图4.2 放大后位图,图4.3 放大前矢量图,图4.4 放大后矢量图,4.1.2 图像的种类,4.1.3 图像的主要参数,1.分辨率通常分辨率可以分为显示分辨率和图像分辨率两种。(1)显示分辨率 显示分辨率:是指屏幕的最大显示区域内,水平与垂直方向的像素数。例如:l024768的分辨率表示屏幕可以显示768行像素,每行有1024个像素。(2)图像分辨率 图像分辨率:是指组成一幅图像的像素个数。例如:400300的图像分辨率表示该幅图像由300行,每行400个像素组成。,2.颜色深度 颜色深度决定了图
22、像中可以出现的颜色的最大个数。目前,颜色深度有1、4、8、16、24和32几种。颜色深度为1时,可以表示28=256种颜色 颜色深度为24时,224=16777216种颜色 3.颜色模式(色彩模式)(1)RGB模式(2)CMYK模式(3)HSB模式(4)Lab模式(5)灰度模式,4.1.5 静止图像编码国际标准,1.JPEG标准 1991年3月公布的“连续色调静止图像的数字压缩编码”。JPEG压缩方法适用于连续色调、多级灰度、彩色和黑白图像的数据压缩,其无损压缩比大约为4:1;有损压缩比为100:1-10:1之间,一般取40:1的压缩比。2.JPEG2000标准 作为JPEG标准的升级版,其压
23、缩比比JPEG提高约30%左右,同时支持有损压缩和无损压缩。,4.1.6 图像的文件格式 1.BMP格式(*.bmp)是美国微软的图像格式,它是Windows操作系统中的标准图像文件,它的特点是包含的图像信息较丰富,几乎不进行压缩。2.GIF格式(*.gif)通常用于保存作为网页中需要高速传输速率的图像文件,因为它有较小的文件体积,但不支持Alpha通道,最大处理256色。3.JPEG格式(*.jpg/*.jpeg)它是有损压缩格式,单文件体积较小,下载速度快。4.PSD格式(*.psd)Photoshop特有的文件格式,可以将编辑的图像文件中所有图层和通道信息保存下来。,5.TIFF格式(*
24、.tif)是一种非常广泛的位图文件格式,常用于程序之间和计算机平台之间的文件交换。6.PNG格式(*.png)是一种网络图像文件格式,能把图像文件压缩到利于网络传输,但又能保存所有与图像品质有关的信息,采用无损压缩方式,不支持动画应用效果。Firewords默认的文件格式。7.PDF格式(*.pdf)它是Adobe公司开发的电子文件格式,与操作系统无关可以在任何平台通用,可以将字型、格式、颜色及独立于设备和分辨率的图形图像等封装在起。,6.1.1 什么是视频 一般说来,视频(Video)是由一幅幅内容连续的图像所组成,每一幅单独的图像就是视频的一帧。当连续的图像(即视频帧)按照一定的速度快速播
25、放时(25帧或30帧),由于人眼的视觉暂留现象,就会产生连续的动态画面效果,也就是所谓的视频。1.视频回放:这种二维图像和一维电信号之间的转换是通过光栅扫描来是实现的,扫描方式有逐行扫描和隔行扫描。逐行扫描就是各扫描按次序进行扫描,即一行紧跟一行的扫描方式,即计算机显示器一般采用逐行扫描。隔行扫描就是一帧图像分为两场(从上之下为一场)进行扫描,第一场扫描1、3、5、7等奇数行,第二场扫描2、4、6等偶数行。目前电视一般采取隔行扫描。,6.1 视频基本概念,6.1.2 电视制式,目前世界上常用的彩色电视制式主要有三种,即NTSC制、PAL制和SECAM制。我国采用的是PAL-D制式。,6.2.2
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