多媒体技术基础,内容提要,第一节 多媒体基本概念 第二节 多媒体计算机系统 第三节 Photoshop软件 第四节 Flash动画制作,基本要求,说出 多媒体的基本概念； 常见的多媒体文件类型； 描述 多媒体计算机的组成； 多媒体信息的采集、数字化过程；,学会 Photoshop软件的基本操作方法； Flash基本动画的制作。,自从1984年美国Apple公司推出世界上第一台具有多媒体特性的Macintosh计算机以来，多媒体技术以其强大的生命力在全世界计算机领域蓬勃发展。应用多媒体技术已成为20世纪90年代计算机的时代特征，是计算机、也是信息系统范畴内的一次革命，目前正处于世界性的技术研究和产品开发的热点之中。可以说，多媒体时代的到来，为人们勾勒出了一个多姿多彩的视听世界。,第一节 多媒体基本概念,1、媒体（Medium ）,报纸,又称媒介、媒质，通常指大众信息传播的手段。,广播,网络,一、基本概念,电视,杂志,手机,在计算机信息领域中泛指一切信息载体： 存储信息的物理实体，如：,2. 信息的表现形式或载体，如：,媒体,文字(text),声音(audio，也叫音频),图形(graphic),图像(image),动画(animation),2、多媒体（Multimedia） 融合两种或两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体，使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和电视图像。,计算机能处理的这些多媒体信息从时效性上又可分为两大类： 静态媒体包括文字、图形、图像； 时变媒体包括声音、动画、活动影像。,3、多媒体技术 是指以数字化技术为基础，计算机综合处理多种媒体信息，使多种媒体信息之间建立逻辑关系，并连同多媒体设备一起集成为一个具有交互性能的应用系统的技术。,4多媒体计算机 多媒体计算机 (multimedia personal computer，MPC)一般是指能够综合处理文字、图形、图像、声音、动画和视频等多种媒体信息(特别是传统微机无法处理的音频信息和视频信息)，并在它们之间建立逻辑关系，使之集成为一个交互式系统的计算机。它融高质量的视频、音频、图像等多种媒体信息的处理于一身，并具有大容量的存储器，能给人们带来一种图、文、声、像并茂的视听感受。 多媒体计算机能处理的媒体中应至少有一种是时变媒体(如声音、动画和活动影像)。,二、媒体示例,文字,图形,图像,动画,音频,视频,用像素点描述的自然影像,文字,图形,图像,动画,音频,视频,三、多媒体技术的特点 (1) 集成性 两个方面: 多种媒体信息的集成处理； 处理这些媒体的设备和软件的集成。 (2)交互性 多媒体计算机除了可以播放各种媒体信息外，还可以与使用者进行信息交换。 (3)实时性 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。,四、多媒体信息处理的关键技术,1. 多媒体数据压缩技术 2. 多媒体数据存储技术 3. 集成电路制作技术 4. 多媒体数据库技术 5. 虚拟现实技术 6. 多媒体网络与通信技术,多媒体数据压缩技术,例如，一幅具有中等分辨率（640*480像素）真彩色图像（24位/像素），它的数据量约为每帧7.37Mb。若要达到每秒25帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为184Mb，而且要求系统的数据传输速率必须达到184Mb/s，这在目前是无法达到的。对于声音也是如此。若用16位/样值的PCM编码，采样速率选为44.1kHz，则双声道立体声声音每秒将有176KB的数据量。 由此可见音频、视频的数据量之大。如果不进行处理，计算机系统几乎无法对它进行存取和交换。,因此，在多媒体计算机系统中，为了达到令人满意的图像、视频画面质量和听觉效果，必须解决视频、图像、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题。 解决的方法，除了提高计算机本身的性能及通信信道的带宽外，更重要的是对多媒体进行有效的压缩。,数据的压缩实际上是一个编码过程，即把原始的数据进行编码压缩。数据的解压缩是数据压缩的逆过程，即把压缩的编码还原为原始数据。因此数据压缩方法也称为编码方法。,多媒体数据库技术,多媒体数据库需要解决的问题主要有： 研究多媒体信息的特征，建立多媒体数据模型； 有效地组织和管理多媒体信息； 多媒体信息的检索和统计。,虚拟现实技术,虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR），是利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。,利用“虚拟人“进行针灸教学,第二节 多媒体计算机系统,一个完整的多媒体计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分:,一、多媒体计算机硬件系统,（1）声卡 作用：实现模/数、数/模（A/D、D/A）的转换 基本功能： 录制与播放声音文件。 编辑与合成音乐文件。 MIDI音乐的合成。 性能指标：采样频率、采样的位数。,1.多媒体接口卡,（2）显卡 显示器适配卡，连接主机与显示器的接口卡。 作用：主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息。 主要由以下三部分组成： 显示主芯片（GPU）：图像运算和内部控制工作 显示缓存：储存显示芯片涉及的数据 数字模拟转换器（RAMDAC）:数模转换,（3）视频卡,作用：支持视频信号的输入和输出，实现对语音和活动图像的采集、量化成数字信号，然后压缩编码成可供编辑处理的视频数据文件。 视频采集卡可分为： 模拟信号采集 数字信号采集卡（DV卡或1394卡 ）,2.信息获取设备,（1）数码相机 主要指标：分辨率，以万像素表示。 （2）数码摄像机 动态图像，通过1394接口 （3）摄像头 视频输入设备,二、多媒体计算机软件系统,1.多媒体操作系统 多媒体数据和多媒体设备的管理和控制功能 2.多媒体驱动程序 完成设备的初始化，控制各种设备操作 3.多媒体素材制作软件 图像、图形、动画和声音等素材的制作,常用多媒体素材制作软件,4.多媒体创作软件,作用：多媒体素材有机地结合成一个完整的的多媒体产 品，应还具有操作界面的生成、能交互控制、数 据管理等功能。 （1）编程语言 灵活多变且功能强大，增加开发难度，如VB、VC+等 （2）多媒体创作工具,三、多媒体应用系统的设计流程,四、多媒体信息的数字化和压缩技术,（一）数字音频及处理 1、基本概念 （1）声音 声波是由机械振动产生的波。当声波进入人耳，鼓膜振动导致内耳里的微细感骨的振动，将神经冲动传向大脑，听者感觉到的这些冲动就是声音。,（2）音频模拟信号 模拟音频技术通过模拟电压的幅度表示声音的强弱。模拟声音的录制是将代表声音波形的电信号转换到适当的媒体上。 （3）数字音频信号 声音信息的数字化过程是每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值（称为采样，采样的时间间隔称为采样周期），并把采样得到的表示声音强弱的模拟电压用数字表示（称为量化）。,2.模拟音频的数字化,采样 每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值。 量化 将每个采样点得到的幅度值 以数字存储。 编码 将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来。,采样 1)模拟信号：在时间轴上任意两点之间有无数的时间点;任意时间点对应的幅度值可能是一个无限不循环的小数。因此要完全无误地用数字表达一小段模拟信号是不可能的。 2)模拟信号的离散：我们可以每隔一个时间段t0取一个点的幅度值，模拟信号就成为了离散信号。,3)采样频率 采样频率fs=1/t0 采样间距t0是确定音频离散信号还原质量的关键问题。 t0大可以减少表示音频的数据量，但有可能使音频失真。,量化 设模拟信号的幅值在-V,+V之间连续变化，要表示所有的是幅值是不可能的，必须对幅值离散化，既用有限的幅值代表-v,+v之间的所有值。对一个采样点来说，就是把该点对应模拟幅值用最接近的离散幅值表示，该过程称为量化。 量化分为均匀量化和非均匀量化两种。,数字音频的技术指标 1)采样频率 常有8kHz,11.025kHz,22.05kHz,44.1kHz。 2)量化位数 量化时如果离散幅值数为L,表示这L个幅值的二进制位为n=log2L,n称量化位数。常有8位，12位,16位，32位。 最小幅值1,最大位28=256,8位量化的动态范围为： 20log(256/1)=48dB。,3)通道(声道)个数 同时录制和播放的声波数据的组数。音频数据获取时数据传输率： 数据传输速率(bit/s)=采样频率量化位数声道个数,采样频率越高，数字化音频的质量也就越高。 量化位数越大，对音频信号的采样精度就越高。,奈奎斯特采样定律 人耳20Hz20kHz之间 44.1kHz,采样频率和量化参数比较,3.数字音频的文件格式,Wave格式文件（. Wav） 记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。 特点：声音层次丰富，还原音质好 MIDI格式文件（.MID） 数字音乐的国际标准. 记录的是音符数字，文件小。 特点：数据量很小，缺乏重现自然音,MPEG音频文件（.MP1/.MP2/.MP3） 采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件。 RA格式文件（.ra） RA（Real Audio）是Real Network公司制定的音频压缩规 范，有较高的压缩比，采用流媒体的方式在网上实时播放。,4.声音的录制与播放,“录音机”是用于声音文件的录制与播放，还可以对声音进行编辑和特殊效果处理。 录制声音 编辑声音：删除声音、插入声音、移动声音,（二）数字图像及处理,1.基本概念 （1）图形和图像 图形(Graphic)：是计算机在平面坐标系和空间坐标系中，通过对运算表达式进行矢量运算和对坐标数据进行描述而形成的运算结果。由于图形具有方向和长度，又被称作“矢量图”。,图像（Image）：在计算机中，图像用像素点进行描述。有序排列的像素点表达了自然景物的形象和色彩，而像素点又是由二进制进行描述的。因此，图像又称作“位图”。,（2）图形和图像的特点 图像： 优点：图像画面细腻。 缺点：文件尺寸大；将点阵图的尺寸放大一定程度后，图像将变得模糊。 软件：Photoshop PhotoImpact 图形： 优点：占用的空间小，且放大后不会失真。 缺点：色彩比较单调。 软件：CorelDRAW FreeHand,2.图像的数字化,（1）采样 用多少个像素点的“列数行数”表示，分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。,（2）量化 量化是在图像离散化后，将表示图像色彩浓淡的连续变化值离化为整数值的过程。把量化时所确定的整数值取值个数称为量化级数,也称为颜色深度。,颜色深度 指记录每个像素所使用的二进制位数。 彩色图像：图像可使用的最多颜色数目 灰度图像：图像可使用的亮度级别数目,颜色深度 黑白图 图像的颜色深度为1，则用一个二进制位1和0表示纯白、纯黑两种情况； 灰度图 图像的颜色深度为8，占一个字节，灰度级别为256级。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像； RGB 24位真彩色、彩色图像显示时，由红、绿、蓝三基色通过不同的强度混合而成，当强度分成256级（值为0255），占24位，就构成了224=16777216种颜色的“真彩色”图像。,灰度图,彩色图,例：利用“画图”程序，验证不同色彩下保存同样一幅图像的容量。,单色位图,256色位图,24位位图,（3）编码,图像的分辨率和像素位的颜色深度决定了图像文件的大小，计算公式为： 列数行数颜色深度8=图像字节数 例、当要表示一个分辨率为640480的“24位真彩色”图像，则需要： 6404802481MB 由此可见，数字化后的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩信息。它是图像传输与存储的关键。,3.常用图像文件格式,BMP文件 是Windows Bitmap的缩写，可以用于绝大多数Windows下的应用程序。此格式采用的是无损压缩。 优点：图像完全不失真，其缺点是图像文件的尺寸较大。 GIF格式文件 为256的RGB图像，图像文件尺寸比较小，支持透明背景，特别适合作为网页图像。压缩比较高，与设备无关。,