计算机应用基础教程第4章多媒体技术基础(上).ppt

第第4章章 多媒体技术基础多媒体技术基础王德俊 高工上海交通大学继续教育学院计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础本章学习目标本章学习目标了解多媒体技术的基本含义、多媒体关键技术、多媒体系统了解多媒体技术的基本含义、多媒体关键技术、多媒体系统的组成部分及特点、流媒体技术含义等的组成部分及特点、流媒体技术含义等了解了解计算机中音频信号的种类及特点计算机中音频信号的种类及特点了解图形了解图形和图像的区别及各种常用的图形图像和图像的区别及各种常用的图形图像格式格式；图像色；图像色彩与色调的调整，以及图层、蒙版和滤镜的操作彩与色调的调整，以及图层、蒙版和滤镜的操作了解计算机动画产生的基本原理和计算机动画的了解计算机动画产生的基本原理和计算机动画的分类分类，了解，了解简单的逐帧动画、渐变动画的制作方法和简单多图层二维动简单的逐帧动画、渐变动画的制作方法和简单多图层二维动画的制作画的制作了解各种常用的视频文件格式、压缩原理和视频信息的获取了解各种常用的视频文件格式、压缩原理和视频信息的获取方法方法计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础第第4章章 多媒体技术基础多媒体技术基础4.1 多媒体技术概述多媒体技术概述4.2 音频信号处理技术音频信号处理技术4.3 图像处理技术图像处理技术4.4 动画处理技术动画处理技术4.5 视频信息的处理技术视频信息的处理技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.1 多媒体技术概述多媒体技术概述4.1.1 多媒体技术的含义和特点多媒体技术的含义和特点4.1.2 多媒体系统多媒体系统4.1.3 媒体技术发展媒体技术发展计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.1.1 多媒体技术的含义和特点多媒体技术的含义和特点媒体在计算机领域有两种含义：媒体在计算机领域有两种含义：存储信息的实体，如磁盘、光盘等存储信息的实体，如磁盘、光盘等传递信息的载体，如文字、声音、图像、动画、视频等传递信息的载体，如文字、声音、图像、动画、视频等多媒体信息中的媒体指：通过各种外部设备将文字、图像、多媒体信息中的媒体指：通过各种外部设备将文字、图像、声音、动画、影视等多媒体信息采集到计算机中，以数字声音、动画、影视等多媒体信息采集到计算机中，以数字化的形式进行加工、编辑、合成和存储，最终形成具有交化的形式进行加工、编辑、合成和存储，最终形成具有交互特征的多媒体产品。互特征的多媒体产品。多媒体计算机与电视等其他多媒体设备之间的差异主要表多媒体计算机与电视等其他多媒体设备之间的差异主要表现在前者更强调交互性现在前者更强调交互性计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础多媒体技术是指用计算机综合处理多媒体并使得各种媒体多媒体技术是指用计算机综合处理多媒体并使得各种媒体建立逻辑链接的技术，是信息传播技术、信息处理技术和建立逻辑链接的技术，是信息传播技术、信息处理技术和信息存储技术的组合。信息存储技术的组合。多媒体技术具有以下一些特点：多媒体技术具有以下一些特点：信息媒体的多样化和媒体处理方式的多样化信息媒体的多样化和媒体处理方式的多样化媒体本身及处理媒体的各种设备的集成性媒体本身及处理媒体的各种设备的集成性用户与媒体及设备间的交互性用户与媒体及设备间的交互性音频、视频媒体与时间密切相关的实时性等。音频、视频媒体与时间密切相关的实时性等。4.1.1 多媒体技术的含义和特点多媒体技术的含义和特点计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.1.2 多媒体系统多媒体系统多媒体系统包括多媒体硬件系统和多媒体软件系统多媒体系统包括多媒体硬件系统和多媒体软件系统 1、多媒体硬件系统、多媒体硬件系统多媒体硬件系统包括支持各种媒体信息的采集、存储、展现所需要多媒体硬件系统包括支持各种媒体信息的采集、存储、展现所需要的各种外部设备，如声卡、视频卡和显示器、大容量存储设备，以的各种外部设备，如声卡、视频卡和显示器、大容量存储设备，以及各种多媒体输入、输出及综合设备。及各种多媒体输入、输出及综合设备。l（1）音频部件及设备）音频部件及设备l（2）视频部件及设备）视频部件及设备l（3）大容量存储设备）大容量存储设备l（4）其他常见的多媒体输入输出设备）其他常见的多媒体输入输出设备计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）音频部件及）音频部件及设备设备除了耳机、话筒或音响等声音输入输出设备外，在计算机除了耳机、话筒或音响等声音输入输出设备外，在计算机中，声卡是最基本的多媒体部件，是实现声音中，声卡是最基本的多媒体部件，是实现声音A/D（模（模/数）、数）、D/A（数（数/模）转换的硬件电路。模）转换的硬件电路。来自话筒的模拟声音电信号，经过声卡的采样、量化和压缩等来自话筒的模拟声音电信号，经过声卡的采样、量化和压缩等处理，转换成由处理，转换成由0和和1组成的数字信号，才能在计算机中进行存组成的数字信号，才能在计算机中进行存储和处理；储和处理；对于需要输出的声音，也需要经过声卡将数字化的信号转换成对于需要输出的声音，也需要经过声卡将数字化的信号转换成连续的电信号，再经过喇叭或耳机输出。连续的电信号，再经过喇叭或耳机输出。声卡的功能和性能直接影响到多媒体系统中的音频效果。一般声卡的功能和性能直接影响到多媒体系统中的音频效果。一般来说，声卡除了具有录制和播放音频文件的功能外，还具有压来说，声卡除了具有录制和播放音频文件的功能外，还具有压缩和解压缩音频文件的功能，并能与缩和解压缩音频文件的功能，并能与MIDI设备和光盘驱动器相设备和光盘驱动器相连接。连接。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）视频部件及设备）视频部件及设备视频技术是多媒体技术的重要组成部分，它使得色彩鲜艳视频技术是多媒体技术的重要组成部分，它使得色彩鲜艳的动态图像能够在计算机中进行输入、编辑和播放。的动态图像能够在计算机中进行输入、编辑和播放。视频设备除了显示器、摄像头、数码摄像机等设备外，还视频设备除了显示器、摄像头、数码摄像机等设备外，还包括用于数、模转换的显示卡和用于视频输入的视频采集包括用于数、模转换的显示卡和用于视频输入的视频采集卡。卡。显示器是用来显示影像的装置。目前显示器的类型主要有三种：显示器是用来显示影像的装置。目前显示器的类型主要有三种：普通的数控彩显普通的数控彩显CRT、液晶、液晶LCD、LED显示器显示器显卡用于将显示器与计算机主机相连，并将计算机处理好的数显卡用于将显示器与计算机主机相连，并将计算机处理好的数字信息转换成显示器能够接受的电信号。任何用于输出的画面，字信息转换成显示器能够接受的电信号。任何用于输出的画面，都要先经过显卡的存储和处理。都要先经过显卡的存储和处理。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础在计算机中安装在计算机中安装Windows操作系统时，显卡驱动程序会自动被安操作系统时，显卡驱动程序会自动被安装，可以利用控制面板修改显示器的分辨率装，可以利用控制面板修改显示器的分辨率（2）视频部件及设备）视频部件及设备计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）大容量）大容量存储设备存储设备由于音频、视频等多媒体信息会占用较大的存储空间，除由于音频、视频等多媒体信息会占用较大的存储空间，除了大容量的硬盘，常见的用于收藏、交流的大容量存储设了大容量的硬盘，常见的用于收藏、交流的大容量存储设备主要是光盘。备主要是光盘。按照光盘上信息的读写方式，光盘一般可分为只能将信息从光按照光盘上信息的读写方式，光盘一般可分为只能将信息从光盘上读出的只读型光盘和能够写入的刻录型光盘盘上读出的只读型光盘和能够写入的刻录型光盘刻录刻录型分为两种型分为两种:一种为一种为CD-R，只能写一次；一种为，只能写一次；一种为CD-R/W，可，可以反复读写以反复读写按照存储容量分，光盘可以分为按照存储容量分，光盘可以分为680MB左右存储空间的左右存储空间的CD光盘光盘和和4.7到到17GB的的DVD光盘；蓝光光盘容量可以高达光盘；蓝光光盘容量可以高达25GB计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（4）其他常见的多媒体输入输出设备）其他常见的多媒体输入输出设备图像扫描仪、电子笔、数字化仪等是常见的多媒体输入设图像扫描仪、电子笔、数字化仪等是常见的多媒体输入设备备打印机、绘图仪、投影机等则是常见的多媒体输出设备；打印机、绘图仪、投影机等则是常见的多媒体输出设备；数码相机、数码摄相机、触摸屏等既有输入又有输出功能数码相机、数码摄相机、触摸屏等既有输入又有输出功能计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础2.多媒体软件系统多媒体软件系统多媒体软件系统包括支持各种多媒体设备工作的操作系统、多媒体软件系统包括支持各种多媒体设备工作的操作系统、各种媒体的采集、创作和处理工具，将各种媒体集成起来各种媒体的采集、创作和处理工具，将各种媒体集成起来的各种多媒体创作工具，以及提供给最终用户使用的各种的各种多媒体创作工具，以及提供给最终用户使用的各种多媒体应用软件。多媒体应用软件。（1）操作系统中的多媒体功能）操作系统中的多媒体功能操作系统一般需要具有多任务的特点操作系统一般需要具有多任务的特点多媒体信息的大数据量特征，需要操作系统通过虚拟内存技术，多媒体信息的大数据量特征，需要操作系统通过虚拟内存技术，借硬盘等辅助存储器的能力来达到目的。借硬盘等辅助存储器的能力来达到目的。能够支持设备的即插即用能够支持设备的即插即用计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）媒体信息加工与处理工具）媒体信息加工与处理工具多媒体信息处理主要就是把通过外部设备采集来的多媒体多媒体信息处理主要就是把通过外部设备采集来的多媒体信息，包括文字、图像、声音、动画、影视等，用软件进信息，包括文字、图像、声音、动画、影视等，用软件进行加工、编辑、合成、存储，最终形成一个多媒体软件产行加工、编辑、合成、存储，最终形成一个多媒体软件产品。品。文字处理包括输入、格式化、排版、添加特殊文本效果、添加文字处理包括输入、格式化、排版、添加特殊文本效果、添加对象等。常用的文字处理软件有：对象等。常用的文字处理软件有：Windows中的记事本、写字板、中的记事本、写字板、Word和和WPS等等图形图像的处理包括：图形图像的处理包括：改变大小、图形图像的合成、编辑，添改变大小、图形图像的合成、编辑，添加马赛克、模糊、玻璃化、水印等效果，图形图像打印输出等，加马赛克、模糊、玻璃化、水印等效果，图形图像打印输出等，常用的图形图像处理软件有常用的图形图像处理软件有Windows Live照片库程序，照片库程序，Photoshop、CorelDraw等等计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础声音的处理包括录音、剪辑、去除杂音、混音、合成等。声音声音的处理包括录音、剪辑、去除杂音、混音、合成等。声音处理的软件有：处理的软件有：Ulead Audio Edit、Goldwave等等计算机中的动画可以分为二维和三维动画两大类计算机中的动画可以分为二维和三维动画两大类l计算机制作动画，通常先制作角色计算机制作动画，通常先制作角色l完成角色设计和制作后，需要安排画面变化的顺序完成角色设计和制作后，需要安排画面变化的顺序l对于有规律的变化过程，可以先安排若干关键画面，对于有规律的变化过程，可以先安排若干关键画面，其他画面，可以通过计算机计算插补得到其他画面，可以通过计算机计算插补得到l常见的动画制作软件主要有常见的动画制作软件主要有3DS、3DS MAX、MAYA、Flash、Gif Animation等等 计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础视频是多媒体系统中的主要媒体形式之一，利用计算机进行视视频是多媒体系统中的主要媒体形式之一，利用计算机进行视频处理，可以完成传统视频编辑机所能完成的视频剪切、过渡频处理，可以完成传统视频编辑机所能完成的视频剪切、过渡设置、配音、加文字解说等非线性编辑功能，常用的处理视频设置、配音、加文字解说等非线性编辑功能，常用的处理视频的软件有的软件有Windows Live影音工具、影音工具、Ulead Video Editor、Adobe Premiere等等Windows的的Media Player软件可以用于管理、查询和播放多媒体软件可以用于管理、查询和播放多媒体文档文档计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）多媒体集成工具）多媒体集成工具多媒体集成软件可以把各种媒体有机地集成起来成为一个统一多媒体集成软件可以把各种媒体有机地集成起来成为一个统一的整体。的整体。目前应用较为广泛的有图标式多媒体制作软件目前应用较为广泛的有图标式多媒体制作软件Authorware；基；基于时间顺序的多媒体制作软件于时间顺序的多媒体制作软件Director、Flash；基于页或卡片式；基于页或卡片式的的Multimedia ToolBook等；网页制作软件等；网页制作软件Dreamweaver等；等；VC+等也可以用作多媒体软件的开发等也可以用作多媒体软件的开发计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（4）多媒体应用软件）多媒体应用软件多媒体应用软件是利用多媒体加工和集成工具制作的，运行于多媒体应用软件是利用多媒体加工和集成工具制作的，运行于多媒体计算机上的具有某种具体功能的软件，如辅助教学软件、多媒体计算机上的具有某种具体功能的软件，如辅助教学软件、游戏软件、电子工具书等游戏软件、电子工具书等随着互联网的发展，网络电视、视频点播、视频音频即时通信、随着互联网的发展，网络电视、视频点播、视频音频即时通信、视频会议等利用或通过网络使用的多媒体应用也日益普及视频会议等利用或通过网络使用的多媒体应用也日益普及计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.1.3 多媒体技术发展多媒体技术发展1、网络中的多媒体技术、网络中的多媒体技术（1）多媒体网页：浏览器不仅可以成为搜索网上信息的工具，）多媒体网页：浏览器不仅可以成为搜索网上信息的工具，也是展现网上多媒体信息的工具也是展现网上多媒体信息的工具（2）数据流传输技术：就是把连续的影像和声音信息经过数据）数据流传输技术：就是把连续的影像和声音信息经过数据压缩处理后放到网络媒体服务器中，让用户可以边下载边收看、压缩处理后放到网络媒体服务器中，让用户可以边下载边收看、收听，而不需要等待整个媒体文件下载到自己机器后才可以观收听，而不需要等待整个媒体文件下载到自己机器后才可以观看。看。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）网上实时播放和视频点播）网上实时播放和视频点播 由于有了流媒体的支持，一些传统的通过电视直播的新闻、由于有了流媒体的支持，一些传统的通过电视直播的新闻、活动等，现在可以通过网络服务器进行网络直播。而将视频信息等活动等，现在可以通过网络服务器进行网络直播。而将视频信息等存储在网络服务器上，供需要的用户通过存储在网络服务器上，供需要的用户通过 客户端计算机进行点播，客户端计算机进行点播，则被称为视频点播（则被称为视频点播（VOD）Real Networks公司的公司的Real Media、Microsoft公司的公司的Windows Media和和Apple公司的公司的QuickTime是三种传统的流媒体播放工具，分是三种传统的流媒体播放工具，分别支持相应的流媒体格式文件的播放别支持相应的流媒体格式文件的播放计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础2.多媒体关键技术多媒体关键技术关键技术主要有：多媒体数据压缩与编码技术、多媒体数据存关键技术主要有：多媒体数据压缩与编码技术、多媒体数据存储技术、数据输入输出技术、多媒体通信网络技术、多媒体信储技术、数据输入输出技术、多媒体通信网络技术、多媒体信息同步技术、多媒体专用芯片技术、多媒体软件技术和虚拟现息同步技术、多媒体专用芯片技术、多媒体软件技术和虚拟现实技术等。实技术等。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）多媒体数据压缩与编码技术）多媒体数据压缩与编码技术数字化后的多媒体信息数据中存在着很大冗余，如空间冗余、数字化后的多媒体信息数据中存在着很大冗余，如空间冗余、时间冗余、视觉冗余等，使得数据压缩成为可能时间冗余、视觉冗余等，使得数据压缩成为可能数据压缩的实质是在满足还原信息质量要求的前提下，采用代数据压缩的实质是在满足还原信息质量要求的前提下，采用代码转换或消除信息冗余量的方法来实现对采样数据量的大幅缩码转换或消除信息冗余量的方法来实现对采样数据量的大幅缩减。减。与数据压缩相对应的处理成为解压缩，又称数据还原，它是将与数据压缩相对应的处理成为解压缩，又称数据还原，它是将压缩数据通过一定的解码算法还原到原始信息的过程。压缩数据通过一定的解码算法还原到原始信息的过程。数据压缩技术一般可以分为有损压缩和无损压缩两种数据压缩技术一般可以分为有损压缩和无损压缩两种计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）多媒体数据存储技术）多媒体数据存储技术主要研究多媒体信息的逻辑组织、存储体的物理特性、逻辑组主要研究多媒体信息的逻辑组织、存储体的物理特性、逻辑组织到物理组织的映射关系、多媒体信息的存取访问方法、访问织到物理组织的映射关系、多媒体信息的存取访问方法、访问速度和存储可靠性等问题，具体技术包括光学存储技术和移动速度和存储可靠性等问题，具体技术包括光学存储技术和移动存储技术，后者包括各种存储卡技术以及移动硬盘存储技术等存储技术，后者包括各种存储卡技术以及移动硬盘存储技术等存储存储卡采用卡采用 的是半导体存储技术，它具有体积小、重量轻、无的是半导体存储技术，它具有体积小、重量轻、无噪声、存取速度快、低功耗等优点。存储卡已经被广泛用于手噪声、存取速度快、低功耗等优点。存储卡已经被广泛用于手机、数码录音笔、数码相机、固态硬盘、机、数码录音笔、数码相机、固态硬盘、GPS导航仪等数码电子导航仪等数码电子产品中产品中移动硬盘采用的是磁存储技术移动硬盘采用的是磁存储技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）多媒体数据输入）多媒体数据输入/输出技术输出技术包括媒体变换技术、媒体识别技术、理解技术和综合技术等包括媒体变换技术、媒体识别技术、理解技术和综合技术等l媒体变换设备：声卡、视频采集卡媒体变换设备：声卡、视频采集卡lOCR文字识别技术、手写识别技术、语音识别、图像文字识别技术、手写识别技术、语音识别、图像识别、触摸屏技术等都输入信息输入技术识别、触摸屏技术等都输入信息输入技术l自然语言理解、图像理解、模式识别属于理解技术自然语言理解、图像理解、模式识别属于理解技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（4）多媒体数据通信网络技术）多媒体数据通信网络技术是多媒体技术、通信网络技术和计算机技术相互渗透和发展的是多媒体技术、通信网络技术和计算机技术相互渗透和发展的产物产物各种多媒体应用都要求在网络上同时传输文本、图形、图像、各种多媒体应用都要求在网络上同时传输文本、图形、图像、声音以及视频等综合多媒体信息。信息量大，要求连续，音频声音以及视频等综合多媒体信息。信息量大，要求连续，音频视频必须保持同步视频必须保持同步目前的支撑网络是：宽带多媒体网络、目前的支撑网络是：宽带多媒体网络、xDSL宽带网、宽带网、VPN虚拟专虚拟专用网络、宽带用网络、宽带IP网、电视传播网络和宽带无线接入网络网、电视传播网络和宽带无线接入网络计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（5）多媒体信息同步技术）多媒体信息同步技术同步主要指各媒体对象间的时序关系同步主要指各媒体对象间的时序关系多媒体信息同步需要由很多系统部件来支撑和体现，包括操作多媒体信息同步需要由很多系统部件来支撑和体现，包括操作系统、通信系统、数据库、文档和一些具体应用系统、通信系统、数据库、文档和一些具体应用目前解决多媒体通信中信息同步的方法很多，如时间戳法、同目前解决多媒体通信中信息同步的方法很多，如时间戳法、同步标记法和多路复用法等步标记法和多路复用法等计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（6）多媒体专用芯片技术）多媒体专用芯片技术依赖依赖于超大规模集成电路技术的发展于超大规模集成电路技术的发展专用芯片一般分为两种类型：一种是固定功能的芯片，主要用专用芯片一般分为两种类型：一种是固定功能的芯片，主要用来提高图像来提高图像 数据的压缩率；另一种是可编程数据的压缩率；另一种是可编程 数字信号处理器数字信号处理器芯片，采用多处理器并行技术，主要用来提高图像处理的运算芯片，采用多处理器并行技术，主要用来提高图像处理的运算速度速度计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（7）多媒体软件技术）多媒体软件技术多媒体技术广泛应用于咨询服务、生产管理、图书、教育、通多媒体技术广泛应用于咨询服务、生产管理、图书、教育、通信、军事、银行、医疗、娱乐等各个行业信、军事、银行、医疗、娱乐等各个行业两两大发展趋势：大发展趋势：l网络化发展趋势：网络化发展趋势：网络网络设备性能越来越高设备性能越来越高，客户端，客户端CPU、内存、音频内存、音频/视频卡等在内的硬件能力空前扩展，使得视频卡等在内的硬件能力空前扩展，使得人们以人们以更加积极主动的姿态参与眼前的网络虚拟更加积极主动的姿态参与眼前的网络虚拟世界；蓝牙技术的世界；蓝牙技术的开发应用，使得多媒体网络通信短距离上无线化开发应用，使得多媒体网络通信短距离上无线化l终端的部件化、智能化和嵌入化发展终端的部件化、智能化和嵌入化发展趋势：趋势：多媒体终多媒体终端设备具有更高的智能化；嵌入式多媒体系统可以应用在人们生端设备具有更高的智能化；嵌入式多媒体系统可以应用在人们生活与工作的各个方面活与工作的各个方面计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.2 音频信号处理技术音频信号处理技术4.2.1 音频的数字化与音频的数字化与MIDI合成音乐合成音乐4.2.2 音频媒体的管理音频媒体的管理4.2.3 音频处理技术音频处理技术4.2.4 语音合成与识别技术语音合成与识别技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.2.1 音频的数字化与音频的数字化与MIDI合成音乐合成音乐多媒体计算机的声音主要有两种：波形音频和多媒体计算机的声音主要有两种：波形音频和MIDI电子音电子音频。波形音频是通过对外部声音源的采集录制、数字化后频。波形音频是通过对外部声音源的采集录制、数字化后获得，获得，MIDI电子音频则可以由计算机声卡中的合成器合成。电子音频则可以由计算机声卡中的合成器合成。1、波形音频的、波形音频的数字化数字化2、MIDI合成音乐合成音乐计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础1、波形音频的、波形音频的数字化数字化声音信号经由麦克风采集后转换成的电信号具有波形特征，声音信号经由麦克风采集后转换成的电信号具有波形特征，输入到计算机后，需要转换为二进制信号，才能被计算机输入到计算机后，需要转换为二进制信号，才能被计算机存储和处理存储和处理（1）波形音频的采样与量化）波形音频的采样与量化（2）波形音频文件）波形音频文件（3）波形音频文件的制作工具波形音频文件的制作工具计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）波形音频的采样与）波形音频的采样与量化量化波形音频是多媒体计算机获得声音最直接、最简便的方式。波形音频是多媒体计算机获得声音最直接、最简便的方式。在这种方式中，通常以麦克风、立体声录音机或在这种方式中，通常以麦克风、立体声录音机或CD激光唱盘等作激光唱盘等作为声音信号的输入源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，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，并进行并进行A/D转换，然后以适当的格式存在硬盘上；转换，然后以适当的格式存在硬盘上；在需要播放时，由于扬声器只能接受模拟信号，再由声卡将文件在需要播放时，由于扬声器只能接受模拟信号，再由声卡将文件中的数字信号还原成模拟信号（中的数字信号还原成模拟信号（D/A），经混音器混合后由扬声器），经混音器混合后由扬声器输出输出CD唱片的采样频率为唱片的采样频率为44.1kHz计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）波形音频文件）波形音频文件Windows中的标准数字音频是中的标准数字音频是Wave波形文件，文件的扩展名是波形文件，文件的扩展名是“.WAV”，记录了对实际声音进行采样的数据，在适当的硬件，记录了对实际声音进行采样的数据，在适当的硬件及计算机控制下，使用波形文件能够重现各种声音及计算机控制下，使用波形文件能够重现各种声音多数声卡都能以多数声卡都能以16位量化级、位量化级、44.1kHz的采样率录制和播放立体的采样率录制和播放立体声声音声声音Wave音频文件的主要缺点是文件太大，不适合长时间记录。音频文件的主要缺点是文件太大，不适合长时间记录。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）波形音频文件的制作工具）波形音频文件的制作工具利用利用Windows中的中的“录音机录音机”工具，可以进行波形音频的录制工具，可以进行波形音频的录制计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础2.MIDI合成音乐合成音乐MIDI音乐数字接口的缩写，泛指数字音乐的国际标准音乐数字接口的缩写，泛指数字音乐的国际标准（1）合成器：是利用数字信号处理器（）合成器：是利用数字信号处理器（DPS）或其他芯片来产）或其他芯片来产生音乐或声音的电子装置。数字信号处理器产生并修改波形，生音乐或声音的电子装置。数字信号处理器产生并修改波形，然后通过声音然后通过声音产生器和产生器和扬声器发出声音。扬声器发出声音。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）MIDI音乐产生原理：音乐产生原理：MIDI文件是存放文件是存放MIDI信息的标准文件信息的标准文件格式，其中包含了音符、定时和多达格式，其中包含了音符、定时和多达16个通道的演奏定义，每个通道的演奏定义，每个通道的演奏音符由键号、通道号、音长、音量和力度组成个通道的演奏音符由键号、通道号、音长、音量和力度组成将电子乐器演奏时的指令信息通过声卡上的将电子乐器演奏时的指令信息通过声卡上的MIDI控制器输入计控制器输入计算机中，或通过诸如算机中，或通过诸如CakeWalk MIDI乐曲编辑软件产生音乐指令乐曲编辑软件产生音乐指令集合，并以集合，并以MIDI文件格式存储后便是文件格式存储后便是MIDI音频。音频。由于由于MIDI文件是一系列指令，而不是波形，与波形文件相比，文件是一系列指令，而不是波形，与波形文件相比，其所占的存储空间非常少其所占的存储空间非常少计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.2.2 音频媒体的管理音频媒体的管理无论是波形声音，还是无论是波形声音，还是MIDI声音，在声音，在Windows中都可以使中都可以使用媒体播放器播放。用媒体播放器播放。Windows的媒体播放器实际上是的媒体播放器实际上是Windows的一个多媒体管理平台，可以进行各种媒体的导的一个多媒体管理平台，可以进行各种媒体的导入、管理、播放以及分享入、管理、播放以及分享1、Windows Media Player简介简介2、音频的格式、音频的格式3、媒体的播放、转换、媒体的播放、转换计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础1、Windows Media Player简介简介Windows Media Player 12是是Win 7自带的媒体播放软件，不自带的媒体播放软件，不仅可以播放音频、视频文件，还可以对音乐进行分类、翻仅可以播放音频、视频文件，还可以对音乐进行分类、翻录与刻录音乐录与刻录音乐CD、向移动设备同步传送歌曲，浏览图片、向移动设备同步传送歌曲，浏览图片计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）Windows Media Player的界面的界面计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）媒体文件的导入）媒体文件的导入计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）媒体文件的管理）媒体文件的管理:媒体文件导入媒体库，分类进行管媒体文件导入媒体库，分类进行管理，可以按不同类别来浏览媒体文件，还可以通过自定义理，可以按不同类别来浏览媒体文件，还可以通过自定义导航窗格为媒体库添加更多不同的类别导航窗格为媒体库添加更多不同的类别计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础2.音频的格式音频的格式根据获得声音的途径和存储的方式不同，声音文件有多种根据获得声音的途径和存储的方式不同，声音文件有多种文件格式，不同格式的声音文件具有不同的存储特点，可文件格式，不同格式的声音文件具有不同的存储特点，可以使用不同的声音编辑工具进行编辑和处理以使用不同的声音编辑工具进行编辑和处理常见常见的声音文件格式除了的声音文件格式除了WAV、MID和和 MP3外，还有外，还有 CD 格格式、式、RM格式和格式和 WMA格式等格式等计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）WAV格式格式WAV格式的音频文件是格式的音频文件是Windows中的波形声音文件格式，中的波形声音文件格式，符合符合RIFF文件规范，用于保存文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，平台的音频信息资源，被被Windows平台及其应用程序所支持，其声音文件的质量平台及其应用程序所支持，其声音文件的质量和和CD媲美，是目前媲美，是目前PC机上基本的声音文件格式，几乎所有机上基本的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都认识的音频编辑软件都认识WAV格式。格式。WAV格式一般存放的是未经压缩处理的音频数据，所以占格式一般存放的是未经压缩处理的音频数据，所以占存储空间相对较大，不适合于在网络上传播存储空间相对较大，不适合于在网络上传播计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（2）MP3格式格式MP3格式诞生于德国，指的是格式诞生于德国，指的是MPEG（Moving Picture Expert Group，运动图像专家组）标准中的音频部分，运动图像专家组）标准中的音频部分MPEG音频文件压缩是一种有损压缩，基本保持低频部分不音频文件压缩是一种有损压缩，基本保持低频部分不失真，牺牲声音文件中高频部分的质量来换取文件尺寸，失真，牺牲声音文件中高频部分的质量来换取文件尺寸，用用MP3格式存储，一般只有格式存储，一般只有WAV文件的文件的1/10，但音质仅次，但音质仅次于于CD格式。格式。MP3作为主流音频格式地位稳固，但缺乏版权保护技术作为主流音频格式地位稳固，但缺乏版权保护技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（3）MIDI格式格式MIDI文件中存储的是规范描述音乐的乐谱，计算机声卡中文件中存储的是规范描述音乐的乐谱，计算机声卡中的合成器能够根据的合成器能够根据MIDI文件中存放的对文件中存放的对MIDI设备的命令，设备的命令，即音符的频率音量通道号等指示信息进行音乐合成即音符的频率音量通道号等指示信息进行音乐合成MIDI文件短小，播放效果因软、硬件而异文件短小，播放效果因软、硬件而异计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（4）CD格式格式在大多数播放软件的在大多数播放软件的“打开文件类型打开文件类型”中，都可以看到中，都可以看到*.cda格式，即格式，即CD音轨，它是当今音质最好的数码音频格式音轨，它是当今音质最好的数码音频格式之一之一*.cda文件只是一个索引信息，并没有真正包含声音信息，文件只是一个索引信息，并没有真正包含声音信息，所以所有的所以所有的*.cda文件都是文件都是44字节长字节长不能直接复制不能直接复制*.cda文件到硬盘上播放，需要使用音频转换文件到硬盘上播放，需要使用音频转换软件把软件把CD格式的文件转换成格式的文件转换成WAV后才能播放。后才能播放。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（5）RealAudio格式格式RealAudio主要是用于在网络上的在线音乐欣赏主要是用于在网络上的在线音乐欣赏Real文件的格式主要有：文件的格式主要有：RA（RealAudio）、）、RM（RealMedia,RealAudio G2）和）和RMX（RealAudio Secured）等。）等。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽富裕量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽富裕的听众获得较好的音质的听众获得较好的音质计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（6）WMA格式格式WMA（Windows Media Audio）格式是微软开发，音质强）格式是微软开发，音质强于于MP3，是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比，是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的压缩率更高的目的WMA的压缩率一般可达的压缩率一般可达1：18左右左右WMA的另一个优点是的另一个优点是ICP可以通过可以通过DRM（Digital Rights Management）方案加入防拷贝保护。）方案加入防拷贝保护。WMA支持音频流技术，适合在网络上在线播放。支持音频流技术，适合在网络上在线播放。在在Windows 7操作系统中，操作系统中，WMA是默认的音频编码格式是默认的音频编码格式WMA在录制时可以根据需要对音质调节在录制时可以根据需要对音质调节计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础3.媒体的播放转换媒体的播放转换（1）媒体文件的播放）媒体文件的播放（2）声音格式的转换）声音格式的转换计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.3 图像处理技术图像处理技术图形图像是多媒体中携带信息的极其重要的媒体，据统计人图形图像是多媒体中携带信息的极其重要的媒体，据统计人们获取信息的们获取信息的70%来自视觉系统，而其中大量的来自图形图来自视觉系统，而其中大量的来自图形图像。像。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.3 图像处理技术图像处理技术4.3.1 图像的数字化图像的数字化4.3.2 数字图像数据压缩数字图像数据压缩4.3.3 数字图形、图像文件的格式数字图形、图像文件的格式4.3.4 图像处理技术图像处理技术计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础4.3.1 图像的图像的数字化数字化1、数字化图像的获取方法、数字化图像的获取方法2、图形与图像、图形与图像3、图像尺寸、图像尺寸4、色彩空间模型、色彩空间模型5、分辨率、分辨率6、色阶、色阶7、数字图像的量化、数字图像的量化计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础1、数字化图像的获取、数字化图像的获取方法方法图像是一种模拟信号。所谓数字化图像，就是用数码来表示图像是一种模拟信号。所谓数字化图像，就是用数码来表示图像信息，即将图像上每个点的信息按照某种规律编成一系图像信息，即将图像上每个点的信息按照某种规律编成一系列二进制数码。列二进制数码。这种用数码来表示的图像信息可以存储在磁盘、光盘等存储这种用数码来表示的图像信息可以存储在磁盘、光盘等存储设备里，也可以不失真地进行通信传输，更可以有利于计算设备里，也可以不失真地进行通信传输，更可以有利于计算机进行分析处理。机进行分析处理。计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础1、数字化图像的获取、数字化图像的获取方法方法对图像进行数字化，首先是通过各种设备获取图像的信息。对图像进行数字化，首先是通过各种设备获取图像的信息。除了少数直接由数字化形式（如数字化绘图）提供的图像外，通除了少数直接由数字化形式（如数字化绘图）提供的图像外，通常需要通过数字化的手段，主要是扫描、数字摄影、视频捕捉等常需要通过数字化的手段，主要是扫描、数字摄影、视频捕捉等手段将一些模拟图象源数字化并输入到计算机中手段将一些模拟图象源数字化并输入到计算机中（1）通过扫描仪获得数字图像）通过扫描仪获得数字图像（2）通过数码相机获得数字图像）通过数码相机获得数字图像（3）通过视频捕捉卡获得数字图像）通过视频捕捉卡获得数字图像计算机文化基础 第 4 章多媒体技术基础（1）通过）通过扫描仪获得扫描仪获得数字数字图像图像扫描仪式将照片、书籍上的文字或图片获取下来，并以图扫描仪式将照片、书籍上的文字或图片获取下来，并以图片文件的形式保存在计算机里的一种设备片文件的形式保存在计算机里的一种设备分辨率是扫描仪的很重要的指标分辨率是扫描仪的很重要的指标市面市面上看到的扫描