第11章 多媒体技术,掌握多媒体的定义 了解多媒体的特性，熟悉多媒体关键技术 了解数字音频、视频的基本原理，计算机动画制作处理技术 理解图形和图像的区别，图像静态压缩和动态压缩概念 基本熟悉GoldWave、Windows Movie Maker软件,【学习目标】,【能力考查要求】,初步掌握本章讲解的多媒体制作软件的基本操作 理解图形、图像、静态压缩、动态压缩概念,【操作考查点】,基本掌握GoldWave采集和处理声音 基本掌握Windows Movie Maker分割视频文件,11.1 多媒体技术概述 11.2 多媒体特性与关键技术 11.3 音频处理技术 11.4 视频处理技术 11.5 图形图像处理技术 11.6 计算机动画制作技术,第11章 多媒体技术,11.1 多媒体技术概述,11.1.1 媒体与多媒体 媒体的两种含义 多媒体的概念 多媒体系统（Multimedia System）,多媒体分类,感觉媒体（Perception Medium） 表示媒体（Presentation Medium） 表现媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,11.1.2 多媒体技术,多媒体技术：把文字、图形、图像、动画、音频、视频等各种媒体通过计算机进行数字化的采集、获取、加工处理、存储和传播而综合为一体化的技术。,多媒体技术的研究内容,1.多媒体数据压缩技术 2.多媒体数据存储技术 3.多媒体系统软件平台 4.多媒体数据库与基于内容的检索技术 5.超文本与Web技术 6.多媒体系统数据模型 7.多媒体通信与分布式多媒体系统,11.1.3 多媒体计算机,问提：PC变为MPC的关键技术是什么？ 多媒体计算机系统：多媒体硬件系统+多媒体软件系统 硬件：视频/音频输入设备、视频/音频输出设备、人机交互设备、数据存储设备。 软件：多媒体操作系统、媒体素材制作软件及多媒体函数库、多媒体创作工具与开发环境、多媒体外部设备驱动软件和驱动器接口程序等,11.2多媒体特性与关键技术,11.2.1 多媒体特性 集成性 多维性 交互性 数字化 智能型 易扩展性,11.2.2 关键技术,多媒体数据压缩技术 多媒体硬件平台技术 多媒体软件技术 多媒体信息管理技术 多媒体界面设计与人机交互技术 多媒体通信与分布应用技术,11.3 音频处理技术,11.3.1 数字音频的基本原理 三类声音媒体 1、波形声音 2、语音 3、音乐 模/数转换主要包括以下三步： 1、采样 2、量化 3、编码,数字音频的重要技术指标,采样频率 量化位数 声道数 编码算法,音频数字化处理,基本的包括以下几种： 不同采样率、频率、通道数之间的变换和转换。其中变换只是简单地将其视为另一种格式，而转换通过重采样来进行，其中还可以根据需要采用插值算法以补偿失真。 针对音频数据本身进行的各种变换，如淡入、淡出、音量调节等。 通过数字滤波算法进行的变换，如高通、低通滤波器。,11.3.2 音频编码标准,语音的编码技术有三类： 波形编码 参数编码 混合编码 音乐的编码技术有三类： 自适应变换编码（频域编码） 心理声学模型 熵编码,11.3.3 常见音频文件格式,1、WAV格式（.WAV） 2、MIDI格式（.MID） 3、CDA格式（.CDA） 4、MP3格式（.MP3） 5、VQF格式（.VQF） 6、AIF/AIFF格式（.AIF/.AIFF） 7、AU文件格式（.AU） 8、VOICE文件格式（.VOC） 9、REALAUDIO文件格式（.RA/.RM/.RAM） 10、模版格式文件格式（.MOD/.S3M/.XM/.MTM/.FAR/.KAR/.IT ） 11、MP4文件格式（.MP4）,11.3.4 音频处理工具GoldWave,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。内容丰富的音频处理特效，从一般特效如多普勒、回声、混响、降噪到高级的公式计算，效果相当多。 试做书上实例,11.4 视频处理技术,11.4.1 视频的基本原理 首先，通过摄像机的光敏器件像CCD（电荷耦合器件），将光信号转换成RGB三路电信号； 其次，在电视机或监视器内部也使用RGB信号分别控制三支电子枪轰击荧光屏以产生影像。 将RGB信号转换成亮度信号Y和两个色差信号U、V，形成YUV分量信号 。U、V信号进一步合成一个色度信号C。Y和C又可以进一步形成复合视频，即彩色全电视信号，这种方式便于传输和电视信号的发射。 将RGB信号转换成YUV信号、Y/C信号直至复合视频信号的过程称为编码 。 视频影像是由一系列被称为帧的单个静止画面组成。一般帧率在24-30帧/秒时，视频运动非常平滑 。 PAL制与NTSC制一般都是模拟信号，视频捕捉卡可完成对它的模数转换。视频捕捉卡先对输入视频信号以4:2:2格式进行采样，然后进行量化，一般对YUV（也即对RGB）各8位量化，因而产生24位真彩。 经过上述过程，模拟视频即变成数字视频，而这一过程的逆过程即可实现数字视频的解压缩与回放。 数字视频经解压缩后，可送入显示卡并在计算机的显示器上显示出来。,11.4.2 视频压缩标准,MPEG-1 MPEG-2 MPEG-3 MPEG-4 MPEG-7,11.4.3 常见视频文件格式,1、AVI格式 2、nAVI格式 3、MPEG格式 4、DivX格式 5、MOV格式 6、DAT格式 7、RM格式 8、DV-AVI格式,11.4.4 视频处理工具 Windows Movie Maker,Windows XP内置了Windows Movie Maker，通过它用户可以随心所欲地制作电影，创作自己的VCD，将视频或图片编辑成电影并配以声音。用户制作的电影可用来发布新闻、提供娱乐、销售产品、交流商业信息或进行远程学习。 试做书上实例,11.5 图形图像处理技术,11.5.1 图形图像基本原理 计算机图形的定义 计算机图像的定义 图形与图像的关系 ：利用渲染技术可以把图形转换成图像，而边缘检测技术则可以从图像中提取几何数据，把图像转换成图形。,图形图像常见术语,分辨率 图像分辨率 屏幕分辨率 扫描分辨率 颜色模型 HSB 模型 RGB模型 CMYK 模型 Lab 模型,11.5.2 常用图像压缩标准,有三种不同的压缩方式，静态主要是JPEG，动态主要是MPEG和H.261两种 静态压缩标准JPEG介绍 动态压缩标准H.261介绍,11.5.3 常见图形图像文件格式,BMP图像文件格式 JPEG文件格式 GIF文件格式 PCX图像文件格式 TIFF图像文件格式 TGA格式 PNG图像文件格式 FPX图像文件格式 PSD文件格式 PCD文件格式,UFO文件格式 EPS文件格式 CDR文件格式 SVG格式 DXF文件格式,11.6 计算机动画制作技术,计算机动画又称模型动画，它利用计算机构造二维或三维形体的模型，并通过对模型、虚拟摄像机、虚拟光源运动的控制描述，由计算机自动产生一系列具有真实感的连续动态图像。,计算机动画分类,计算机动画分为关键帧动画和算法动画 关键帧动画通过一组关键帧或关键参数值而得到中间的动画帧序列，可以是插值关键图像帧本身而获得中间动画帧，或是插值物体模型的关键参数值来获得中间动画帧，分别称之为形状插值和关键位插值。 算法动画是采用算法实现对物体的运动控制或模拟摄像机的运动控制，一般适用于三 维情形。算法动画是指按照物理或化学等自然规律对运动控制的方法。针对不同类型物体的运动方式，从简单的质点运动到复杂的涡流、有机分子碰撞等。一般按物体运动的复杂程度分为：质点、刚体、可变软组织、链接物、变化物等类型，也可以按解析式定义物体。,11.6.2 二维动画,二维动画在动画发展史上占据着相当大的空间，直至90年代三维动画的崛起。就目前的二维动画影片的发展趋势来看，仍然没有里程碑式的突破。迪士尼的衰败就是最好的例子。中国的二维动画就不容乐观了，与先进的动画产业国家相比较还有很大的差距。但是中国的传统动画也曾在20世纪五、六十年代一度兴盛，有大闹天宫、哪吒闹海等优秀动画影片，还有中国所特有的一系列水墨动画短片，如牧笛、小蝌蚪找妈妈等。代表了中国二维动画迄今为止的最高水平，以至于现在仍无法达到和超越。但是，二维动画仍然面临着较大的困境 。,11.6.3 三维动画,三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其他动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。 三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了极大的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。,思考题,1. 简述多媒体、多媒体技术的概念。 2. 简述多媒体的特性。 3. 音频编码标准有哪些？ 4. 简述音频文件的常见格式。 5. 用GoldWave软件录制一段声音。 6. 视频压缩标准有哪些？ 7. 简述视频文件的常见格式。 8. 用Windows Movie Maker软件分割一段视频。 9. 简述图形和图像的区别。 10. 简述图形图像文件的常见格式。 11. 简述二维动画和三维动画的区别。,