(5.9)--第一章 计算机基础知识(三)(多媒体技术概述)-wle.ppt
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1、第五节多媒体技术概述1.多媒体技术的基本概念2.2.多媒体技术的应用领域多媒体技术的应用领域3.3.多媒体计算机的系统组成多媒体计算机的系统组成4.4.多媒体信息的类型多媒体信息的类型5.5.多媒体信息处理工具多媒体信息处理工具6.6.多媒体交互系统的多媒体交互系统的VR/ARVR/AR应用应用主要内容主要内容l 媒体媒体 表现形式:表现形式:文字、图形、图像、声音、动画、视频等。文字、图形、图像、声音、动画、视频等。存储和传递信息实体存储和传递信息实体:磁带、磁盘、光盘、:磁带、磁盘、光盘、U U盘、杂志、报刊等。盘、杂志、报刊等。媒体(媒体(media):):是指是指 表示和传播信息的载体
2、。包括两种含义:表示和传播信息的载体。包括两种含义:一是信息的表现形式;二是存储和传播信息的实体。一是信息的表现形式;二是存储和传播信息的实体。1.多媒体技术的基本概念 多媒体多媒体(Multimedia):把两种或两种以上媒体综合在把两种或两种以上媒体综合在一起。一起。l 多媒体多媒体(1)定义定义 多媒体多媒体技术是利用计算机对文字、图像、图形、动画、音频、技术是利用计算机对文字、图像、图形、动画、音频、视频视频等多种等多种信息以数字化方式集成在一起进行信息以数字化方式集成在一起进行综合综合处理,使计算处理,使计算机具有表现、处理、存储各种媒体的信息的综合能力和交互性。机具有表现、处理、存
3、储各种媒体的信息的综合能力和交互性。多媒体技术的基本概念l 多媒体技术多媒体技术 u基本条件:以计算机技术为核心基本条件:以计算机技术为核心u具有人机交互的特点具有人机交互的特点u多媒体技术所处理的多种媒体是逻辑关联的复合数据多媒体技术所处理的多种媒体是逻辑关联的复合数据多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象各类文字和符号各类文字和符号文字文字文字文字多媒体多媒体 多媒体多媒体由直线、圆、圆弧、做生意曲线等组成的画由直线、圆、圆弧、做生意曲线等组成的画面。通过一组指令集合来描述图形,包括形状、面。通过一组指令集合来描述图形,包括形状、位置、色彩、大小等属性。矢量图形文件只记录位置、色彩、大小等属
4、性。矢量图形文件只记录生成图形的算法生成图形的算法和图上的某些特征点和图上的某些特征点参数。参数。矢量矢量矢量矢量图形图形图形图形多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象通过扫描仪、数字像机、摄像机等设备捕捉的真实通过扫描仪、数字像机、摄像机等设备捕捉的真实场景的画面,用场景的画面,用像素点像素点描述存储的描述存储的自然影像自然影像图像图像图像图像多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象l矢量图形、位图图像的区别矢量图形放大后不失真点阵图像放大后失真矢量图形(左、中)和点阵图形(右)动画动画是多幅按一定频率连续播放的静态是多幅按一定频率连续播放的静态图像。图像。利用人眼的利用人眼的“视觉暂留效应视觉暂
5、留效应”所得到的画面印象,所得到的画面印象,分为:单分为:单画面矢量动画画面矢量动画、多、多画面帧画面帧动画。动画。动画动画动画动画多画面帧动画多画面帧动画单画面矢量动画单画面矢量动画FRAMEFRAME 01 01 FRAME FRAME 02 02 FRAME FRAME 0303 FRAME FRAME 04 04 FRAME FRAME 0505 FRAME FRAME 06 06 FRAME FRAME 0707多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象话语、音乐及各种动物和自然界发出的声音。话语、音乐及各种动物和自然界发出的声音。音频音频数字信号、压缩音频信号数字信号、压缩音频信号音频音
6、频音频音频多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象来自视频信号源的影像。来自视频信号源的影像。视频视频数字信号数字信号AVI、压缩视频信号、压缩视频信号MPG视频视频视频视频音频音频 +视频视频Audio Video InformationENDEND多媒体中的多媒体中的媒体对象媒体对象采用按钮、菜单等实现媒体间的控制功能采用按钮、菜单等实现媒体间的控制功能控制控制控制控制1.概述概述2.课程演示课程演示3.课间音乐课间音乐4.课堂作业课堂作业ButtonButtonMenuMenu多媒体中的多媒体中的媒体媒体控制控制l 多样性多样性从静态的文字、图形到影像、声音,多媒体信息的多样化信息的多样化.
7、1.多媒体技术的基本概念除了可以播放各种媒体信息外,用户能有效的控制和应用各种媒体除了可以播放各种媒体信息外,用户能有效的控制和应用各种媒体信息信息。也即可以与计算机进行。也即可以与计算机进行信息交换。信息交换。l 交互性交互性()多媒体的特性多媒体的特性l 集成性集成性 集成性可以在信息集成和设备集成两个方面得到体现。信息的集成是集成性可以在信息集成和设备集成两个方面得到体现。信息的集成是指把文字、声音、影像等多种形式的信息有效的集成在一起,成为一个指把文字、声音、影像等多种形式的信息有效的集成在一起,成为一个整整体。体。设备的集成是指对存储,处理多媒体数据的不同设备(包括计算机、设备的集成
8、是指对存储,处理多媒体数据的不同设备(包括计算机、数码相机、音响等设备)在多媒体软件的支持下集成在一起,共同完成信数码相机、音响等设备)在多媒体软件的支持下集成在一起,共同完成信息处理的息处理的工作工作.l 实时性实时性在对与时间相关的媒体进行处理时,声音和活动视频图像的实时同步处理,使声音和图像在播放时不出现停滞。l超文本或超媒体结构超文本或超媒体结构1.多媒体技术的基本概念()多媒体的特性多媒体的特性 信息信息的组织方式不像书本那样一字字、一页页的按顺序排列,而是以的组织方式不像书本那样一字字、一页页的按顺序排列,而是以信息内容本身所具有的相互联系的特性进行组织。以超文本形式组织的包信息内
9、容本身所具有的相互联系的特性进行组织。以超文本形式组织的包含图形、图像、声音、视频等多媒体信息的组织结构,又可称为含图形、图像、声音、视频等多媒体信息的组织结构,又可称为超媒体超媒体结结构。超媒体就是构。超媒体就是超文本超文本结构与结构与多媒体多媒体技术的结合。技术的结合。多媒体信息在计算机内部必须转换成0和1表示的数字化信息后才能进行进一步的处理,并以不同的文件格式存储。常见的多媒体信息处理有音频处理图形/图像处理视频处理 2 2 多媒体信息处理多媒体信息处理多媒体信息处理多媒体信息处理 1声音简介 声音是由物体振动产生的,声源振动后,通过空气等介质把这种振动以机械波的形式传向远方,这就是声
10、波。声波传入人的耳朵,促使耳膜产生振动,并被听觉神经接收,这就是人们听到的声音。声音信号的两个基本参数是幅度和频率。1 1 1 1 音频处理音频处理音频处理音频处理声波图:声波图:2声音信号的数字化 自然界产生的声音信号都是模拟信号,而计算机能处理的都是数字信号。把模拟的声音信号转化成计算机能够识别并处理的数字信号,这个过程就是声音信号的数字化。声音的数字化需要经过采样、量化和编码等过程。1 1 1 1 音频处理音频处理音频处理音频处理采样量化编码数字声数字声音信号音信号模拟声模拟声音信号音信号采样:采样指按照固定的时间(一般为1秒)间隔截取声音信号的振幅值,把时间上的连续信号离散化。采样设备
11、主要是模/数转换器,人能接受的频率范围为20hz20khz,常用采样频率有:11.025KHZ(话音效果)、22.05KHZ(音乐效果)、44.1KHZ(高保真效果)。CD音乐光盘的采样频率一般为44.1khz。量化:量化是将每个采样点得到的幅度值以数字形式存储。量化的位数越多,声音越精细,一般采用16bit或32bit,已获得好的音质1 1 1 1 音频处理音频处理音频处理音频处理采样图采样图量化图量化图 编码:把采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来,这一过程称为编码。常用的编码方式有:脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM):数字信号是对连续变化的模拟信号进
12、行抽样、量化和编码产生的 差分脉冲编码调制(DPCM):它是利用声音信号的相关性找出可反映信号变化特性的一个差值编码。这种方式是用已经过去的抽样值来预测当前的抽样值,对它们的差值进行编码。自适应差分编码调制(ADPCM):综合了APCM的自适应特性和DPCM系统的差分特性,是一种性能比较好的波形编码 采用PCM方式编码后的声音信号(未压缩)的文件大小可以按下式计算:文件大小=采样频率量化位数声道数时间/8(字节)1 1 1 1 音频处理音频处理音频处理音频处理3声音压缩声音文件的压缩算法包括无损压缩和有损压缩两种。常见的声音压缩标准有MPEG-1 Audio、MPEG-2 Audio和杜比数字
13、(AC-3)等。其中,MPEG-1 Audio定义了3个独立的压缩层,目前网络上流行的MP3音乐就采用了层3的压缩标准,它典型的压缩比为(10:1)(12:1)。MPEG-2 Audio可提供广播级、CD级的音质,可用于广播、有线电视及卫星直播等。杜比数字(AC-3)为新一代家庭影院多声道数字音频系统。1 1 1 1 音频处理音频处理音频处理音频处理常用的音频文件格式(1 1)WAV(Wave)WAV(Wave)格式格式 声音质量好,主要用于自然声音的保存和重放,但数据量大(2 2)MP3MP3格式格式 具有压缩比高,数据量小,音质好等特点。是目前使用最多的文件格式。u常用的音频文件常用的音频
14、文件格式格式(3 3)WMA(Windows Media Audio)WMA(Windows Media Audio)格式格式 声音质量好,主要用于自然声音的保存和重放,但数据量大.(4 4)MIDIMIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)格式)格式 MIDI文件保存的不是声音信号,而是音符、控制参数等指令,因此文件数据量小,适合做游戏、多媒体光盘等的背景音乐。(5)RA(5)RA(RealAudio)/RM(RealMedia)格式格式 两种都属于流媒体音频格式,压缩比高,可实现在网络实时播放,即支持边下载边播放。主要适用于网络中的在线音乐播放。(6)C
15、DA 6)CDA 格式格式 CD唱片格式文件,音质好,接近原声,由于存储的是波形,文件数据量大。图形用计算机绘制的画面,如直线、圆、任意曲线和图表等用计算机绘制的画面,如直线、圆、任意曲线和图表等图像由输入设备(数码相机、摄像机、扫描仪等)捕捉的实际由输入设备(数码相机、摄像机、扫描仪等)捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面场景画面或以数字化形式存储的任意画面2 2 2 2 图形、图像处理图形、图像处理图形、图像处理图形、图像处理 2图像的分辨率、色彩深度和色彩模式(1)屏幕分辨率与图像分辨率 屏幕分辨率是指显示屏上显示出的像素数目,通常用水平方向和垂直方向所能显示的像素数目表示,即
16、“水平像素数垂直像素数”。单位:点数/英寸,dpi,每英寸所显示的点数 图像分辨率是组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样尺寸的一幅图,组成该图像的像素数目越多,则说明图像的分辨率越高,看起来就越逼真。单位:像素/英寸,ppi,指每平方英寸内所包含的像素数量2 2 2 2 图形图形图形图形/图像处理图像处理图像处理图像处理(2)色彩深度与色彩模式 色彩深度是指存储每个像素点所用的位数,它决定了彩色图像的每个像素可能有的颜色数。色彩模式是用数值方法指定颜色的一套规则和定义,常用的色彩模型有RGB模式和CMYK模式等。2 2 2 2图形图形图形图形/图像处理图像处理图像处理图像处理RGB模式:采
17、用红、绿和蓝3种原色的不同比例的混合来产生颜色的模式。某一种颜色和这3种原色之间的关系可用下式描述:颜色=R(红色的百分比)+G(绿色的百分比)+B(蓝色的百分比)例如,(0,0,0)表示黑色,(255,255,255)表示白色。2 2 2 2 图形图形图形图形/图像处理图像处理图像处理图像处理RGB RGB 彩色图像彩色图像 RGBRGB红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝R RGGB BR RGGB BR R数组数组数组数组 8bit8bit表示表示表示表示(256(256阶梯阶梯阶梯阶梯)GG数组数组数组数组 8bit8bit表示表示表示表示(256(256阶梯阶梯阶梯阶梯)B B数
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