计算机多媒体技术

1. Internet应用基础第六章 计算机多媒体技术

2. 知识结构 • 多媒体技术概述 • 数字媒体：声音 • 数字媒体：图形、图象 • 数字媒体：动画 • 数字媒体：视频

3. 主要内容 本章主要介绍了计算机多媒体技术的基本概念、基本组成和多媒体基本应用工具及信息处理工具的使用。使大家从整体上对计算机多媒体技术的概念及多媒体计算机系统的基本构成和设备以及多媒体的使用有一个基本的了解。

4. 学习目标 • 了解计算机多媒体技术的概念 • 了解多媒体计算机的基本组成和多媒体设备 • 掌握Windows下的多媒体基本应用工具的使用 • 掌握Windows下的多媒体信息处理工具的使用

5. 考试内容与要求 • 计算机多媒体技术的基本组成 1、考试内容 多媒体计算机的基本组成、应用和特点 2、考试要求 （1）了解计算机多媒体技术的概念及在网络教育中的作用； （2）了解多媒体计算机系统的基本构成和多媒体设备的种类。

6. 考试内容与要求 • 多媒体基本应用工具的使用 1、考试内容 多媒体信息的播放、使用 2、考试要求 （1）掌握Windows图象编辑器进行图象查看； （2）掌握Windows音频工具进行音频播放； （3）掌握Windows视频工具进行视频播放；

7. 考试内容与要求 • 多媒体信息处理工具的使用 1、考试内容 文件压缩与解压缩的基本概念和WinRAR的使用 2、考试要求 （1）了解文件压缩和解压缩的基本知识； （2）掌握压缩工具WinRAR的基本操作； （3）了解常见多媒体文件的类别和文件格式。

8. 计算机多媒体技术概述 计算机多媒体技术的基本概念 多媒体关键技术 多媒体系统的组成

9. 多媒体技术的基本概念 1、媒体（Media） 媒体是指承载或传输信息的载体。如报纸、广播、电视等。 2、多媒体（Multimedia） 多媒体是指文本、图形、图象、声音、影象等这些“单媒体”和计算机程序融合在一起形成的信息媒体，是指运用存储与再现技术得到的计算机中的数字信息。 3、多媒体数据特点 （1）数据量巨大 （2）数据类型多 （3）数据类型间差距大 （4）多媒体数据的输入输出复杂

10. 多媒体技术的基本概念 4、媒体的分类 （1）文本 （2）图形 （3）图象 （4）音频 （5）动画 （6）视频 天空、白云、海洋、空气

11. 多媒体技术的基本概念 5、多媒体技术 计算机综合处理多种媒体信息，如文本、图形、图象、音频、视频等，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。

12. 多媒体技术的基本概念 6、多媒体技术的特性 （1）集成性 多种不同的媒体信息，构成完整的多媒体信息，综合地表达事物。 （2）多样性 数据类型多、数据类型间差距大。 （3）交互性 多媒体数据的输入和输出复杂。 （4）协同性 多媒体中的各种媒体之间必须有机配合、协调一致。

13. 多媒体关键技术 • 媒体处理与编码技术 • 多媒体系统技术 • 多媒体信息组织与管理技术 • 多媒体通信网络技术 • 多媒体人机接口与虚拟现实技术 • 多媒体应用技术

14. 多媒体系统的应用和发展 1. 多媒体系统的应用 多媒体技术兴起于20世纪80年代末期。到了90年代，多媒体技术的应用领域已十分广泛，不仅覆盖计算机的大部分应用领域，同时还开拓了新的应用领域。 • 信息管理 • 视频会议系统 • 数字图书馆 • 多媒体出版物与CAI系统 • 电影制作 • 家庭视听

15. 多媒体系统的应用和发展 随着网络技术的发展，多媒体技术的应用进一步深入到社会的各行各业，通过高速信息网实现数据与信息的查询、高速通信服务(电子邮件、电视电话、电视会议、文档传输)、电子教育、电子娱乐、电子购物(通过网络选看商品、办理购物手续、质量投诉等)、远程医疗和会诊、交通信息管理等。

16. 多媒体系统组成 • 多媒体系统硬件构成 • 多媒体系统软件构成

17. 多媒体系统硬件构成 • 多媒体计算机系统 多媒体系统是是可以综合处理如文本、图形、图像、声音等多种媒体信息（包括对多种媒体信息进行采集、存储、加工处理、表现、输出等）的交互式计算机系统。通常又称为多媒体计算机。 • 多媒体计算机系统组成 由计算机传统硬件设备光盘存储器(CD/DVD-ROM)、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成。

18. MIDI合成器 影碟机 录像机 摄像机 收录机 显示器 声卡 主 机 视频卡 CD-ROM 多媒体系统硬件构成

19. 多媒体系统硬件构成 1、新一代的处理器 2、光盘存储器（CD-ROM、DVD-ROM） 3、音频信号处理系统 包括声卡、麦克风、音箱、耳机等。 4、视频信号处理系统 视频卡、图形加速卡、MPEG图象压缩卡。 5、其他交互设备 鼠标、游戏操作卡、手写笔、触摸屏等

20. 多媒体系统软件构成 多媒体软件系统又称为多媒体软件平台，是指支持多媒体系统运行、开发的各类软件和开发工具及多媒体应用软件的总和，包括多媒体驱动软件和多媒体应用软件。 多媒体软件可划分为不同的层次和类别： 多媒体应用软件 多媒体创作工具 多媒体数据处理软件 多媒体操作系统 多媒体驱动软件 多媒体输入/输出控制卡及接口

21. 数据压缩技术 • 多媒体技术最令人注目的地方是它能实时、动态地、高质量地处理声音和运动的图像，要实现这些过程需要处理的数据量非常大 • 压缩数据是对数据重新进行编码，以减少所需要的存储空间，缩短信息传输的时间.当需要使用这些数据时,则需要通过“解压缩”的过程来还原。 初始文件 压 缩 解 压 还原文件

22. 数据压缩方法 • 无损压缩 • 无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到数据统计冗余度的理论限制，一般为2:1到5:1； • 这类方法广泛用于文本数据、程序和特殊应用场合的图像数据（如指纹图像、医学图像等）的压缩； • 经常使用的无损压缩方法有Shannon-Fano编码、Huffman编码、游程（Run-length）编码、LZW编码（Lempel－Ziv－Welch）和算术编码等。 • 有损压缩 • 有损压缩方法利用了人类视觉对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息； • 有损压缩广泛应用于语音、图像和视频数据的压缩； • 在多媒体应用中常用的有损压缩方法有：PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码（主成分变换或K-L变换、离散余弦变换MT等）、插值和外推法（空域亚采样、时域亚采样、自适应）、统计编码（Huffman编码、算术编码、Shannon-Fano编码、行程编码等）、矢量量化和子带编码等；混合编码是近年来广泛采用的方法。新一代的数据压缩方法，如基于模型的压缩方法、分形压缩和小波变换方法等也己经接近实用化水平。

23. 数据压缩标准 • JPEG-静止图像压缩标准 国际标准化组织（ID）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）联合成立的专家组JPEG（Joint Photographic Experts Group）经过五年艰苦细致地工作后，于1991年3月提出了ISO CDIO918号建议草案:多灰度静止图像的数字压缩编码（通常简称为JPEG标准）。这是一个适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。它包括基于DPCM（差分脉冲编码调制）、DCT（离散余弦变换）和Huffman编码的有损压缩算法两个部分。

24. 数据压缩标准 • MPEG-运动图像压缩编码 • MPEG（Moving Pictures Experts Group）是 ISO/IEC/JTC/SC2/WG11的一个小组。它的工作兼顾了JPEG标准和CCITT专家组的H.261标准，于1990年形成了一个标准草案。 MPEG标准分成两个阶段:第一个阶段（MPEG-I）是针对传输速率为 lMb/s到l.5Mb/s的普通电视质量的视频信号的压缩；第二个阶段（MPEG-2）目标则是对每秒30帧的720x572分辨率的视频信号进行压缩；在扩展模式下，MPEG-2可以对分辨率达1440Xl152高清晰度电视（HDTV）的信号进行压缩。 • MPEG标准有三个组成部分:MPEG视频；MPEG音频；视频与音频的同步。MPEG视频是MPEG标准的核心。为满足高压缩比和随机访问两方面的要求，MPEG采用预测和插补两种帧间编码技术。 MPEG视频压缩算法中包含两种基本技术:一种是基于l6x16子块的运动补偿技术，用来减少帧序列的时域冗余；另一种是基于DCT的压缩，用于减少帧序列的空域冗余，在帧内压缩及帧间预测中均使用了DCT变换。

25. 数据压缩标准 • H.261-视频通信编码标准 电视电话/会议电视的建议标准H.261常称为Px64K标准，其中P是取值为 1到30的可变参数；P=l或2时支持四分之一中间格式（QCIF:Quarter Cmmon Intermedia Format）的帧率较低的视频电话传输；P>=6时支持通用中间格式（CIF:Common Intermediate Format）的帧率较高的电视会议数据传输。Px64K视频压缩算法也是一种混合编码方案，即基于DCT的变换编码和带有运动预测差分脉冲编码调制（IDPCM）的预测编码方法的混合。在低传输速率时（P=l或2，即64 bit/s或128Kbit/s），除QCIF外还可使用亚帧（Sub-frame）技术，即每间隔一帧（或数帧）处理一帧，压缩比可高达50:1左右。

26. 数据压缩软件：WinRAR • WinRAR 是 32 位 Windows 版本的 RAR 压缩文件管理器；一个允许你创建、管理和控制压缩文件的强大工具。存在一系列的 RAR 版本，应用于数个操作系统环境：Windows、Linux、FreeBSD 、DOS、OS/2、MacOS X。 • 运行于 Windows 下的 RAR 存在两个版本: • 图形用户界面 版本- WinRAR.exe • 命令行 控制台(文本模式)版本 - Rar.exe • 压缩文件的一般命令行命令语法为: WINRAR A [-开关] <压缩文件> [文件] [@文件列表] 例如说，你希望添加文件 LETTER.TXT 到压缩文件 LETTERS.RAR，请输入: WINRAR A LETTERS.RAR LETTER.TXT • 在 WinRAR 图标双击或是按下“Enter”。你也可以从 Windows “开始” 菜单启动: 单击“程序”然后 “WinRAR”，然后运行“WinRAR”项目。

27. WinRAR特性 • 完全支持 RAR 和 ZIP 压缩文件； • 高度成熟的原创压缩算法； • 对于文本、声音、图像和32-位和64-位Intel 可执行程序压缩的特殊优化算法； • 外壳界面包括拖放和向导； • 命令行界面； • 非RAR压缩文件 (CAB、ARJ、LZH、TAR、GZ、ACE、UUE、BZ2、JAR、ISO)管理； • 固实压缩，比常规方法更能够提升压缩率 10% - 50%，尤其是在压缩大量的小文件，类似的文件时； • 多卷压缩文件； • 使用默认的或是选择的自解压模块创建自解压文件（也可用于分卷）； • 恢复物理受损的压缩文件； • 恢复卷，允许重建多卷压缩丢失的卷； • 支持 Unicode 文件名； • 其它服务性的功能，例如 文件加密、压缩文件注释、错误日志等。

28. 数字媒体：声音 1、计算机上常用的声音文件格式 • WAV格式文件 “无损的音乐”，是微软公司开发的一种声音文件格式，用于保存Windows平台的音频资源。WAV格式支持多种数据压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K采用频率，速度是88K/S，16位量化位数。WAV是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都能读取WAV格式。 • MIDI格式文件 (Musical Instrument Digital Interface) MID文件格式由MIDI继承而来。MIDI文件并不是一段录制好的声音，而是记录声音的信息，然后告诉声卡如何再现音乐的一组指令。其最大用处在电脑作曲领域。

29. 数字媒体:声音 • MP3文件格式 当前使用最为广泛的数字化声音格式。 MP3是指MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG的音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为三层，分别对应*.mp1,*.mp2,*.mp3这三种声音格式。MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3编码规则具有10:1-12:1的高压缩率。相同长度的音乐文件，用MP3格式来存储，一般只有WAV文件的1/10，而音质要次于WAV格式。

30. 数字媒体:声音 • 其他声音文件格式 （1）RM格式 （2）CD-DA(Compact Disk-Digital Audio)格式

31. 声音文件的播放和录制 1、Windows 的CD唱机 可以使用Windows中的CD唱机在计算机上播放本地计算机或者网络上的CD音乐。

32. 声音文件的播放和录制 2、录音机 使用“录音机”可以录制、混合、播放和编辑音乐，也可以将声音连接或插入到另一个声音文件中。

33. 声音文件的播放和录制 3、音量控制器

34. 数字媒体：图形、图象 • 图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图。 图形是电脑独有的处理画面的方式，它不能由扫描仪或数字相机输入，而必须用CorelDRAW、Illustrator或Freehand等图形处理软件创作；图形在电脑里都是计算出来的，要用到大量的数学方程式，因此也叫矢量图，它与分辨率无关。使用者可以任意进行变形、缩放、重组而不改变它的光滑程度和清晰程度。 • 图象是由像素点组成的画面，它一般通过扫描仪或数字相机输入的，也可以通过一些绘图软件如Painter或Photoshop等直接在电脑上绘制；图象有固定的分辨率，也就是说放大或缩小都会造成图象失真，放大时，由于要增加像素，而这些增加的像素不一定和原图像协调，所以看起来图象边缘会呈现扭曲、锯齿状，缩小时虽然也会失真，但会比放大时小些。

35. 数字媒体：图形、图象 • 通常，能为视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想象都称为图像。无论是图形，还是文字、影像视频等，最终都是以图像形式出现的。静态的图像在计算机中可以分为位图和矢量图。

36. 位图 数字媒体：图形、图象 1、位图（点阵）图象 位图由一个矩阵描述，矩阵中的元素对应图像中的点，而相应的值对应于该点的灰度（或颜色）等级。该元素称为像素，与显示器上的显示点一一对应，简称位图图像。

37. 数字媒体：图形、图象 2、计算机上常用的位图文件格式 • psd (Photoshop生成格式） • bmp (Windows位图格式） • GIF格式 • JPG格式 • TIFF格式 • PCX格式

38. 矢量图形 数字媒体：图形、图象 3、矢量图形 矢量图指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过程及方法。

39. 数字媒体：图形、图象 4、计算机上常用的矢量图形文件类型 • .max（用3D MAX生成三维造型） • .dxf（用于CAD） • .wmf（用于桌面出版） • .c3d (用于三维文字)、 • .cdr（CoralDraw矢量文件）。 • .swf

40. 从存储空间来看：矢量图形所需空间远比位图图像小；从存储空间来看：矢量图形所需空间远比位图图像小； • 从显示效果来看：矢量图形不如位图图像逼真； • 从运行速度来看：矢量图形不如位图图像快。 数字媒体：图形、图象 5、位图与矢量图的比较

41. 屏幕分辨率：指显示器屏幕上的最大显区域，即水平与垂直方向的像素个数。屏幕分辨率：指显示器屏幕上的最大显区域，即水平与垂直方向的像素个数。 常见的屏幕分辨率有1024×768，800×600，600×480。 • 图像分辨率：指数字化图像的大小，即该图像的水平与垂直方向的像素个数。 数字媒体：图形、图象 6、分辨率

42. 数字媒体：图形、图象 7、图形、图象的数字化 图形、图像的数字化是对所要处理的画面的每一个象素进行采样，并且按颜色和灰度进行量化，得到图形、图像的数字化结果。 扫描仪 数码相机、打印机

43. 图形、图象文件的查看和制作 1、画图工具

44. 图形、图象文件的查看和制作 2、图象处理

45. 数字媒体：动画 • 什么是动画？ 所谓动画，就是通过以每秒15到20帧的速度(相当接近于全运动视频帧速)顺序地播放静止图像帧以产生运动的错觉。因为眼睛能足够长时间地保留图像以允许大脑以连续的序列把帧连接起来，所以能够产生运动的错觉。如：迪斯尼公司就是通过绘制大量给人以运动感觉的递增图片来实现卡通的动画制作。制作动画的方法有很多，如：我们可以通过在显示时改变图像来生成简单的动画。最简单的方法是在两个不同帧之间的反复。另一种是以循环的形式播放几个图像帧以生成旋转的效果，并且可以依靠计算时间来获得较好的回放，或用记时器来控制动画。

46. 数字媒体：动画 2、动画制作的方法 • 用专门的动画制作软件生成独立的动画文件; 如：Dreamwearer、Flash、Fireworks等 • 利用多媒体创作工具中提供的动画功能，制作简单的对象动画。 如：RealProducer

47. 数字媒体：动画 3、动画制作的主要步骤 1) 编写稿本； 2) 绘制关键帧（包括着色）； 3) 生成中间帧（利用动画软件自动生成）； 4) 生成动画文件； 5) 编辑（将若干动画文件合成）；

48. 数字媒体：动画 4、计算机上常用的动画文件格式 • FLI格式 • FLC格式 • AVI格式 • SWF 格式

49. 数字媒体：视频 • 视频信息基础 • 视频信息的数字化和处理 • 视频信息的文件存储及格式

50. 多媒体视频处理基础 1、视频和动画的区别 • 在计算机上通过视频采集设备捕捉下来的录像机、电视等视频源的数字化信息称为数字视频信息，相应的数字化文件称为视频文件。 • 动画是直接使用计算机制作出来的，不存在模拟到数字的转换问题，所以它不属于数字视频。