第 6 章 多媒体技术应用基础

1. 第6章 多媒体技术应用基础 内容提要 • 多媒体技术概述 • 多媒体信息处理应用 • 多媒体网络应用技术 • 光盘刻录 • 流媒体概述 • 医学多媒体制作案例

2. 6.1 多媒体技术概述 • 多媒体的基本概念 • 多媒体的基本技术 • 多媒体技术的基本特性 • 多媒体信息处理系统简介

3. 6.1.1 多媒体的基本概念 • 媒体 • 感觉媒体（Perception Medium） • 表示媒体（Representation Medium） • 表现媒体（Presentation Medium） • 存储媒体（Storage Medium） • 传输媒体（Transmission Medium）

4. 多媒体和多媒体技术 • 多媒体技术是指把文字、音频、图形、图像、动画和视频等多种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。简单地说，多媒体技术就是计算机综合处理不同类型信息媒体的技术。在不发生混淆的情况下，人们常常将“多媒体技术”简称为“多媒体”。

5. 6.1.2 多媒体的基本技术 • 压缩技术 • 压缩技术，包括编码技术是实现多媒体信息处理的关键。数字化的图像、视频和声音的数据量非常大，例如，一幅分辨率为640×480的24位的彩色图像，其数据量为640×480×24/8= 921.6KB；如果同样大小的活动画面，以每秒24帧的方式播放，1秒钟约需存储量为22.12MB，一张CD容量为680MB，只能存储播放31秒不到的活动画面；用11.02kHz采样，每个采样点用8位表示的1分钟声音的数据量为11.02×1 000×8×60/8=661.2KB。因此，要实时地处理这些大数据量的信息，必须采用先进的数据压缩技术和统一的编码标准。

6. 超大规模集成电路技术（Very Large Scale Integrated，VLSI） • 压缩处理需要大量的计算，甚至需要实时完成计算。VLSI技术的发展能生产出价格低廉的数字信号处理器芯片，数字信号处理器芯片上的指令集能完成多媒体特定信号的处理，通常一条指令可以取代普通芯片的多条指令，为多媒体技术的普及创造了必要的条件。

7. 存储技术 • 存储技术是大容量的光盘存储技术。多媒体信息即使经过压缩技术处理，其数据量仍然非常大。可以使用硬盘存储，但是价格昂贵而且不方便携带和交换，所以，不可能用于多媒体信息和软件的发行。而光盘的容量大价格低廉、数据交换也方便恰好满足的多媒体存储的需要。

8. 同步技术 • 同步技术能够实现文字、声音和图像在时空上的同步。实时处理时要求实现音频和视频的连续性；根据不同的应用要求，对某些媒体进行加速、放慢、重复等操作；修改多媒体信息或改变某一事件的顺序表现等，因此，各媒体间的同步是多媒体技术中的关键问题。

9. 网络技术 • 网络技术充分发挥了多媒体技术对信息的处理能力。多媒体网络通信技术包含语音压缩、图像压缩和多媒体的混合传输技术。

10. 其他技术的支持 • （1）专用芯片 • （2）AVSS或AVK • （3）信息检索技术 • （4）声卡技术 • （5）视频卡技术 • （6）触摸屏技术 • （7）超文本与超媒体技术

11. 6.1.3 多媒体技术的基本特性 • 集成性 • 交互性 • 实时性 • 多样性

12. 6.1.4 多媒体信息处理系统简介 • 多媒体信息处理系统的组成 • 多媒体硬件设备层 • 多媒体实时压缩与解压缩层 • 多媒体入出控制及接口层 • 多媒体的核心系统层 • 创作系统层 • 应用系统层

13. 多媒体系统的分类 • 基于规模形式的分类 • 多媒体个人计算机系统（MPC） • 通用的计算机多媒体系统 • 多媒体工作站 • 基于功能的分类 • 开发系统 • 演示系统 • 培训系统 • 家庭系统

14. 6.2多媒体信息处理应用 • 音频信息处理应用 • 图像信息处理应用 • 图形信息处理应用 • 视频信息处理应用

15. 6.2.1 音频信息处理应用 • Wave音频 • Wave音频文件又称为波形文件，是Windows使用的标准数字音频，文件的扩展名为.wav。波形文件的最大优点是忠实地记录了实际声音的采样数据，无论是CD音质的音乐还是不规则的噪音，也无论是单声道还是立体声，都能够重现原来的声音。而其最大的缺点是产生的文件太大，不适合长时间录制。 • Wave音频文件支持存储各种采样频率和样本精度的声音数据，并支持声音数据的压缩。所以可以使用采样频率为11.025kHz，量化精度为8位较低质量的波形文件，数字化话音频（speech）信号；也可以采用硬件或软件的方法进行压缩，常用的软件压缩方法有PCM（均匀量化）和ADPCM（自适应差分量化）等。

16. Wave音频文件的制作 • 启动“录音机”。单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中选择【所有程序】→【附件】→【娱乐】→【录音机】命令即可进入录音机操作界面。 • 录音。连接好麦克风之后，单击窗口最右边的“录音”按钮即可开始录音。录音结束后单击“停止”按钮即可停止录音。声音录制完成后可以在窗口中看到所录声音的波形。选择【文件】→【保存】命令即可将录制的声音保存为.wav格式的文件。

17. 播放声音。可以用“录音机”播放.wav格式的文件。打开文件后使用窗口中的播放、快进、快退和停止按钮就可以进行相应的操作了。播放声音。可以用“录音机”播放.wav格式的文件。打开文件后使用窗口中的播放、快进、快退和停止按钮就可以进行相应的操作了。 • 混合声音文件。选择【编辑】→【与文件混音】命令即可将当前声音与所选声音文件混合在一起创建新的声音。注意，只能混合未压缩的声音文件。 • 将声音插入到文档。选择【编辑】→【插入文件】命令即可将声音文件插入到进度条所指示的当前位置。 • 调整声音效果。“效果”菜单中包括：加大音量、降低音量、加速、减速、添加回音、反向播放声音文件。执行相应的菜单命令即可进行调整。

18. MIDI音频文件 • MIDI简介。MIDI（Musical Instrument Digital Interface），是电子乐器数字接口，是音乐合成器（Music Synthesizers）、乐器（Musical Instruments）和计算机之间交换音乐信息的一种标准协议。MIDI技术最初应用在电子乐器上用来记录乐手的弹奏。随着在计算机中引入了支持MIDI合成的声卡之后才正式成为了一种音频格式。MIDI不是声音信号，而是发给MIDI设备或其他装置让它产生声音或执行某个动作的指令。

19. MIDI标准的优点。一是MIDI文件较小，因为其存储的是命令，而不是声音波形。如3分钟的MIDI音乐仅仅需要10KB的存储空间，而3分钟的数字音频信号音乐需要15MB的存储容量。二是易于编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容易得多。三是适宜作背景音乐加强演示效果。MIDI标准的优点。一是MIDI文件较小，因为其存储的是命令，而不是声音波形。如3分钟的MIDI音乐仅仅需要10KB的存储空间，而3分钟的数字音频信号音乐需要15MB的存储容量。二是易于编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容易得多。三是适宜作背景音乐加强演示效果。 • 编辑MIDI文件。编辑MIDI文件的软件常用的有CAKE WALK PRO和SONAR。但是其编辑过程需要有较专业的音乐知识，这里就不介绍其使用方法了。

20. CD音频文件 • CD音频文件的扩展名为.cda，也称CD音乐格式。其取样频率为44.1kHz，16位量化位数，与WAV一样。但CD存储采用了音轨的形式，记录的是波形流，是一种近似无损的格式。CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个.cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的都是44字节长。注意：不能直接地复制CD格式的.cda文件到硬盘上播放，需要使用抓音轨软件把CD格式的文件转换后复制到计算机。

21. MP3音频文件 • MP3音频文件采用MPEG Audio Layer 3 技术，采样率为44kHz、比特率为112kbit/s。MP3的压缩率高达10:1～12:1，一分钟CD音质的音乐未经压缩大概需要10MB存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB左右，同时其音质基本保持不失真。虽然MP3是一种有损压缩，但是它以极小的声音失真换来了较高的压缩比。相同长度的音乐文件，用MP3格式来储存，一般只有WAV格式的1/10。

22. MP4音频格式 • MP4使用的是MPEG-2 AAC技术，其特点是音质更加完美而压缩比更大（15:1～20:1）。MP4增加了对立体声的完美再现、比特流效果音扫描、多媒体控制、降噪等MP3没有的特性，使得在音频压缩后仍能完美的再现CD的音质。

23. 音频文件的相互转换 • 目前提供音频格式转换的软件有很多种，如CoolEdit，国产豪杰的“音乐工作室”等，通常可以支持SAM、WAV、IFF、SVX、AIF、SND、VOX、DWD、AU、SND、VCE、SMP、VOC、VBA等多种格式。

24. 6.2.2 图像信息处理应用 • 图像信息 • 图像是由像素点构成的，每个像素点用若干个二进制位来描述其颜色和强度等信息。这种对应关系叫做“位映射”关系，因此图像又可以称为“位图”。位图的质量主要由图像的分辨率和色彩位数决定。分辨率越高色彩位数越大其质量越好，但是占用的存储空间也越大。

25. 图像信息的输入 • 扫描仪图像信息的输入技术。扫描是获取图像的最简单的方法，能将图片和文本变换成位图。扫描仪已成为MPC输入设备的标准配置。 • 扫描仪的性能指标主要有：分辨率、色彩位数和扫描速度。 • 扫描仪一般都配置相应的软件，许多图像处理软件也支持流行的扫描仪。扫描仪允许选择扫描区域、分辨率、对比度和颜色深度等。 • OCR（Optical Character Recognition）是光学符号识别技术，OCR通过扫描或摄像等光学方式获取纸质上文字的图像方式，利用各种模式识别算法，分析文字形态特征，判断出文字的标准码，并按通用格式存储在文本文件中。

26. 数码相片的拍摄、输入技术、处理与输出技术。数码相片的拍摄工具可以是数码相机、数字摄像机、数字摄像头和手机等，以专用的数码相机为最好。数码相片的拍摄、输入技术、处理与输出技术。数码相片的拍摄工具可以是数码相机、数字摄像机、数字摄像头和手机等，以专用的数码相机为最好。 • 随着数码照相机的普及，现在有越来越多的人使用数码相机进行拍摄。数码摄影技术是获得多媒体素材的基础，大多数图像素材和视频素材都可以通过使用该技术获得。数码摄影以其直观、方便快捷的优势，被应用于越来越广泛的领域中。数码相机摄影与传统相机摄影过程相似，但有些部分却完全不同。

27. 常见数字图像文件

28. 图像信息处理的常用软件 • 目前常用的图像信息处理软件中最著名的是PhotoShop

29. 6.2.3 图形信息处理应用 • 图形信息 • 图形是通过计算机计算而形成的由具有方向和长度的矢量线段构成的。图形在计算机中的描述是使用坐标数据、运算关系以及颜色、灰度、透明度等数据描述的。因此图形又称为“矢量图”。 • 由于矢量图形采用运算关系描述数据所以其数据量小，而且进行放大与缩小操作时不会影响到图形的各种特征，即不会造成失真。

30. 图形输入设备 • 图形输入设备在逻辑上分为：定位设备（Locater）、描画设备（Stroke）、定值设备（Valuator）、选择设备（Choice）、拾取设备（Pick）、字符串设备（String）等。图形输入设备采用跟踪轨迹、记录坐标点的方法输入图形。主要输入的数据形式为直线、折线、圆、圆弧组成的图形的几何数据。常用的输入设备有数字化仪、键盘、鼠标、光笔、触摸屏和话筒等。

31. 常见数字图形文件

32. 图形信息处理的常用软件 • 产生矢量图的常用软件有：CorelDraw、Flash、Fireworks、AutoCAD、3ds max等。其中最著名设计软件是AutoCAD，最著名的动画制作软件是Flash。

33. 6.2.4 视频信息处理应用 • 视频信息的获取的一般方法 • 模拟视频输入。将录像带信号连接到计算机的视频采集卡的输入端，通过采集卡中的模/数转换器，将录像带上的模拟信号转换成数字信号并保存。 • 数字视频输入。使用数码摄像机拍摄，直接得到数字的视频信号，并保存在数码摄像机的磁带或光盘上，之后再将其传输到计算机中即可进行编辑处理。

34. 常见视频文件格式

35. 视频信息的常用处理软件 • 目前常用的视频编辑软件有：Premiere、Video For Windows和Digital Video Productor、会声会影、Windows Moive Maker、MediaStudio、AfterEffect等。其中Adobe公司开发的Premiere是视频编辑软件中功能较强的，在多媒体和电子出版中应用较广。

36. Windows Movie Maker数字媒体制作

37. Movie Maker的主界面分为如下4个区域。 • 电影任务区：最左边是电影任务区，在该区域中提供了视频编辑的一般步骤，用户只需按照捕获视频、编辑电影、完成电影的顺序进行就可以轻松制作属于自己的电影。也在这里可选择影音制作中常用的工具，来丰富电影效果。 • 收藏区：中间部分是收藏区，用来存放捕获的视频、音频、数码相片等工作素材。 • 预览区：右侧是预览区，双击收藏区中的素材就可以进行预览。也可以使用导航按钮在一个单独的剪辑中移动，或在整个项目中移动进行预览。还可以使用其他按钮执行多种功能，例如全屏观看电影或将一个剪辑分割成两个较小的剪辑。 • 情节提要/时间线编辑区：下方是情节提要/时间线编辑区，用户可将素材、特效、过渡、配音等项目，根据自己的创作构思放在这里，添加特效、衔接过程、配音/配乐等。

38. 制作电影的第一步是将电影中需要的视频、音频和图片素材导入放置在收藏区内。在电影任务区中提供了导入各种素材的方法。制作电影的第一步是将电影中需要的视频、音频和图片素材导入放置在收藏区内。在电影任务区中提供了导入各种素材的方法。

39. 从视频设备捕获 • 为捕获的音频文件和视频文件指定保存位置和文件名。 • 选择视频设置，在该步选择的视频设置将决定捕获的视频文件的质量和大小。视频设置越高，视频显示大小、视频比特率将随之增大，同时文件也随之变大。因此，在选择视频设置时，应同时考虑所捕获视频的主要用途和文件大小。 • 选择捕获方法，如果从DV摄像机或DV VCR中的视频磁带上捕获音频和视频，则提示选择捕获方法，共有两种方法可供选择： • 自动捕获整个磁带 • 手动捕获部分磁带内容

40. 导入现有数字媒体文件 • 在【文件】菜单中，单击【导入到收藏】命令。或根据要导入的数字媒体文件的类型，执行以下操作之一： • 在“电影任务”窗格中的“捕获视频”下，单击“导入视频”按钮。 • 在“电影任务”窗格中的“捕获视频”下，单击“导入图片”按钮。 • 在“电影任务”窗格中的“捕获视频”下，单击“导入音频或音乐”按钮。 • 在打开的“导入文件”对话框中输入要导入的文件的路径和文件名，然后单击“导入”按钮。

41. 编辑媒体素材 • 增加素材到情节提要/时间线编辑区，操作步骤如下： • 在要添加的素材上右击然后在弹出的快捷菜单中选择“添加到时间线”命令。 • 用鼠标将需要添加的素材图标拖放到时间线区域的相应视频或音频轨中，该素材便会自动添加。

42. 删除已添加到时间线上的素材，操作步骤如下：删除已添加到时间线上的素材，操作步骤如下： • 在要删除的素材上右击，然后在弹出的快捷菜单中选择“删除”命令。 • 选中要删除的素材，按【Delete】键。 • 剪裁添加到编辑区的素材，操作步骤如下： • 将指示针移到时间线上一个剪辑片段边缘处的剪裁手柄。此时拖动鼠标，直至到达所需的“起始点”（如果修剪的是剪辑文件的片头的话）或“结束点”（如果修剪的是剪辑文件的片尾的话）。 • 松开鼠标，该点会被设置为新的剪裁点，从而可以改变片段的播放时间。

43. 查看视频效果 • 添加视频效果 • 将界面中间“收藏区”代表效果的图标，用鼠标拖到时间线上需要增加效果的片段中。 • 在时间线上右击要添加效果的影片素材，然后在弹出的菜单中选择“视频效果”。在随后弹出的“添加或删除视频效果”对话框左侧列出所有可用的效果，选中后单击“添加”按钮便可加入到电影片段之中。 • 删除视频效果 • 打开 “添加或删除视频效果”对话框，选中“显示效果”栏中的效果，单击“删除”按钮即可。

44. 查看视频过渡 • 增加过渡效果 • 在“情节提要”视图中，将需要的过渡效果拖动到故事板上两个视频素材之间即可。此时会出现时间线。 • 删除过渡效果 • 在“情节提要”视图中，选中要删除的过渡效果图标，按【Delete】键即可。 • 修改过渡时间 • 预设过渡时间为2秒，但对某些素材不够，可以在“时间线”视图用鼠标拖动过渡效果的控制手柄来增加或减少过渡的时间。

45. 收录旁白 • Movie Maker 2还提供录制旁白的功能。单击时间线左侧的麦克风图标将出现旁白录制画面。

46. “旁白时间线”视图 “旁白时间线”按钮

47. 制作字幕 • 在“电影任务”区中选择【编辑电影】→【制作片头或片尾】命令，在随后出现的菜单中，用户可以根据需要选择字幕加在什么位置。 • 在电影开头添加片头：将片头文字插到电影所有视频素材之前。 • 在选定剪辑之前添加片头：将文字插入到当前选定视频素材之前。 • 在选定剪辑之上添加片头：文字以当前选定素材为背景显示。 • 在选定剪辑之后添加片头：将文字插入到当前选定视频素材之后。 • 在电影结尾添加片尾：文字在电影所有视频素材之后显示。

48. 视频文件的相互转换 • 启动。单击“开始”按钮，在打开的开始菜单中选择【所有程序】→【Allok AVI MPEG Converter】→【Allok AVI MPEG Converter】命令，即可进入其操作界面。 • 添加文件。单击“添加”按钮，在打开的对话框中选择要转换的视频文件，单击“打开”按钮。可以在文件列表中看到已添加的文件。选择某个已添加的文件，可以通过窗口左下角的预览区进行预览。 • 设置输出位置。单击 “输出目录”右侧的“浏览”按钮即可打开“浏览文件夹”对话框，在其中设置保存位置。 • 设置转换的目标格式。单击文件列表下方相应类型的单选按钮即可选择输出格式，包括AVI/DivX、DVD/SVCD/VCD和WMV格式。 • 转换文件。进行（2）、（3）、（4）的设置后，单击“转换”按钮，即可以进行转换。

49. 6.3多媒体网络应用技术 • 多媒体网络应用 • 多媒体通信系统概述 • 获取Internet网络多媒体资源的方法

50. 6.3.1 多媒体网络应用 • 常见多媒体网络应用 • 现场实播 • 音频点播 • 视频点播 • IT电话 • 分组实时电视会议