多媒体多媒体技术基础技术基础 一、一、多媒体多媒体技术技术 二、声音在计算机中的表示二、声音在计算机中的表示 三、视频在三、视频在计算机中的计算机中的表示表示 四、四、Windows Live影音制作操作简介影音制作操作简介 五、视频格式转换五、视频格式转换 一、一、多媒体技术多媒体技术 多媒体计算机的起源与发展多媒体计算机的起源与发展 计算机的最初用途 科学计算 计算机功能的延伸 信息处理、自动控制等 多媒体计算机概念的提出 声音处理能力、图像处理能力和视频处理能 力的加入 多媒体 多媒体 Multimedia 多种不同的但相互关联的 媒体的集成 人们所指的多媒体其实是表示媒体，即文本、图 形、图像、音频、视频、动画等信息载体中的两 个或多个的组合 而这种两个或多个的组合技术往往与计算机相联 系。这是由于计算机的数字化及交互式处理能力， 极大地推动了多媒体技术的发展，从这个意义上 可以看到我们常说的多媒体最终被归结为一种技 术 多媒体技术 多媒体技术不是各种信息媒体的简单复合，它是 一种把文本(Text)、图形(Graphics)、图像 (Images)、动画(Animation)、声音(Sound)、视频 (Video)等形式的信息结合结合在一起，并通过计算机 进行综合处理和控制，能支持完成一系列交互式 操作的信息技术 多媒体技术 利用计算机把各种信息媒体综合一体化综合一体化 对多种媒体进行加工处理加工处理：录入、压缩/解压缩、 存储、显示、传输等 二、声音在计算机中的表示二、声音在计算机中的表示 声波声波 声音是随时间而变化的波波 通过空气的震动传入人的耳膜给人声音的感受 声音是一种模拟信号模拟信号，因此声音信号又称为声波声波 声音的大小声音的大小主要通过声波的振幅振幅体现 声调声调主要由声波的震荡频率频率控制 一般人感受声音的频率范围是20Hz20KHz。 声波的基本常识 声波可以用一条连续的曲线表示，在时间和幅度上 都是连续的称为模拟音频信号模拟音频信号 一般的声音是由许多不同频率不同频率的正弦波正弦波组合而成 正弦波正弦波有三个重要参数：频率、幅度频率、幅度和相位相位 声音有三个要素：音调音调、音强音强和音色音色 空气振动形成声波 声音数字化声音数字化 声音信号数字化声音信号数字化就是通过脉冲装置按一定的时间 间隔对声波进行采样采样，也就是按一定的时间间隔 记录声波信号的振幅，把记下的每个采样点数据采样点数据 存储到计算机中就是对声音的采样过程 对声音进行数字化，必须经过声卡的采样和编码采样和编码 振幅数字 模拟信号数字信号，A/D 声音数字化原理 模拟信号模拟信号 放大放大/滤波滤波 采样采样 量化量化 编码编码 数字信号数字信号 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 4 7 7 4 2 4 6 1 2 4 6 0 2 4 1 2 播放数字化声音 对于已经数字化的声音，如果要播放出 来，必须经过声卡的解码解码 数字振幅 数字信号模拟信号，D/A 还原参数 采样频率 采样精度 声音采样参数采样频率声音采样参数采样频率 采样采样(sampling)：在时间轴上对信号数字化：在时间轴上对信号数字化 采样频率采样频率每秒钟采样的次数 采样频率越高，数字化音频的质量也越高采样频率越高，数字化音频的质量也越高 如果采样频率低于声波的振荡频率，则会造 成声音信号的严重丢失 一般规定采样信号的频率不得低于声波信号 最高频率的2倍 通常采样频率为44.1kHz, 一般不小于8kHz Tip: 常见声音的采样频率 CD音质（高保真）：44.1kHz 调频广播音质：22.05kHz 电话语音音质：11.025kHz 课堂语音信号：8kHz 声音采样参数量化位数声音采样参数量化位数 量化量化(quantization)：在幅度轴上对信号数：在幅度轴上对信号数 字化字化 量化位数（采样精度）量化位数（采样精度）对采样点的最 大振幅分成多少个等级 量化位数越高，声音的失真情况越轻量化位数越高，声音的失真情况越轻 如果把采样点的最大振幅分成25628个等级， 则每个采样点需要用8位位二进制数存储 如果把采样点的最大振幅分成65536216个等 级，则每个采样点需要用16位位二进制数存储 声音采样参数声道数声音采样参数声道数 声音是有方向的，而且声音能够通过反射产生特殊的 效果，人的两只耳朵通过感受不同方向传来的声音， 可以估计声源的大致位置，实现立体声效果立体声效果 为使声波的数字化信号能够比较好地记录立体声音效 果，可以对不同声道的声音进行采样，产生多个声道 的采样数据。多声道采样多声道采样的数字化信息能够比较好地 记录立体声效果，但需要成倍地增加存储空间 声道数声道数 单声道(mono) 双声道（立体声, stereo） 多声道：4声道、5.1声道、7.1声道 声音采样参数声音采样参数 在对声波的数字化制作过程中 声音采样参数的选择 采样频率越高采样频率越高 量化位数越高量化位数越高 声道数越多声道数越多 得到的数字化声音 失真越小失真越小 回放效果越好回放效果越好 存储这些声音的文件 所占用的存储空间越大所占用的存储空间越大 数据压缩 由于声波采样后得到的数字化信息非常庞大，一般不直接 存储在计算机中，多数采用一定的压缩算法压缩算法，减少声音文 件占用的磁盘空间 压缩算法包括有损压缩有损压缩和无损压缩无损压缩 无损压缩无损压缩指解压缩后的数据可以完全复原，与压缩前 的原始数据完全相同，没有信息丢失没有信息丢失 有损压缩有损压缩指解压后数据不能完全复原，与压缩前的原 始数据有所不同，会丢失一部分信息会丢失一部分信息 压缩编码的基本指标之一就是压缩比压缩比 压缩越多，信息丢失越多、信号还原后失真越大 编码 编码编码(coding)：按一定格式记录采样和量化后的 数字数据 采用一定的算法算法来压缩压缩数字数据 PCM编码：无损压缩 MP3编码：有损压缩 采用一定的格式格式来记录记录数字数据 编解码器(codec) 编码器(coder) - A/D 解码器(decoder) - D/A 声音文件 常见声音文件格式 WAV、MIDI、MP3、MP3PRO AAC：iTunes AIF：QuickTime ra、rmx、rma：Real Player WMA：Windows Media Player cda：CD AU：UNIX VOC：DOS http:/baike.baidu.com/view/178954.htm 音频录制软件 Windows下的“录音机”工具 Windows Media Player：翻录CD音乐 音乐大师：超级录音机、CD抓轨 CakeWalk Sonar ：制作音频和音乐，可以实现 MIDI、音频、音源（合成器）一体化制作，能够 用于专业的乐曲制作 Logic Audio：由苹果电脑编写的数码音乐创作软 件，能够提供多项高级的MIDI和音频的录制和编 辑，提供专业品质的采样音源(EXS24)和模拟合 成器(ESI)，它的应用将使多媒体电脑成为一个专 业级别的音频工作站 常用的音频处理工具 Sound Forge Sony开发的一款功能极其强大的专业化数字音频 处理软件。方便、直观地实现对音频文件以及视 频文件中的声音部分进行各种处理 CoolEdit Adobe Systems公司开发的一款功能强大、效果 出色的多轨录音和音频处理软件。一个非常出色 的数字音乐编辑器和MP3制作软件 GoldWave 是一个集声音编辑，播放，录制和转换的音频工 具，体积小巧，功能却不弱 音频播放软件 Windows Media Player Winamp winplay3 Realplayer、realone 豪杰解霸 itunes foobar Jetaudio qcd player Sonique 千千静听 音频格式转换软件 Audio Converter 千千静听 格式工厂 Xilisoft Audio Converter 视频文件工作原理视频文件工作原理 视觉暂留 相关图片连续展示 视频(video)：是指连续地随时间变化的一组图像 帧(frame)：一幅幅单独的图像 帧率(frame rate)：每秒钟连续播放的帧数 单位：帧/秒(fps, frames per second) 电影：24帧/秒 PAL制： 25帧/秒 NTSC制：30帧/秒 流媒体：15帧/秒 Flash：默认为12帧/秒 三、视频在计算机中的表示三、视频在计算机中的表示 视频的数字化 NTSC、PAL和SECAM制式的视频信号都是模拟信号 计算机只能处理和显示数字信号，所以需要数字化处理 视频数字化过程 扫描-采样-量化-编码 视频源 模拟视频信号 视频采集卡 数字视频文件 数字化 图像是离散的视频，视频是连续的图像 为什么要压缩？ 视频文件的容量 单帧图像的宽单帧图像的宽x高高x象素的颜色位数象素的颜色位数/8x每秒的帧数每秒的帧数x时间时间 长度为半分钟，图象尺寸为640x480像素，24位 真彩色，每秒30帧的非压缩视频的数据量(不含音 频信息)为： 640x480x24/8x30x30=829440000字节791M 所以压缩和解压技术非常重要 MPEG视频压缩标准 MPEG（Moving Picture Experts Group, 运动图 像专家组） MPEG-1 1992年发布 应用领域：光盘、数字音频磁带（DAT）、磁带设备 等，最典型的应用是VCD MPEG-2 1994年被批准为国际标准 主要应用：数字电视、DVD、TV机顶盒 MPEG视频压缩标准 MPEG-4 1998年发布，1999年公布第二版 多媒体应用标准 MPEG-7 正在研究 多媒体内容描述接口规范 MPEG-21 2000年批准制定标准的计划 多媒体框架，将标准集成起来相互支持和相互协调以 管理多媒体商务 什么是流媒体？ 流媒体流媒体是指采用流式传输的方式在网络上传输的多媒体文 件 流式传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的 压缩方式分成一个个压缩包压缩包，由视频服务器向用户计算机 连续、实时传送 主要特点是可以在网络上边传输边播放边传输边播放 在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那 样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而 是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机 上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、 视音频等流式多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体 文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载 流式传输的方法 顺序流式传输顺序流式传输（Progressive Streaming） 顺序下载 只能观看已下载的部分 不能跳到未下载的部分 实时流式传输实