第第5章章 数字媒体及应用数字媒体及应用5.1 文本与文本处理文本与文本处理 5.2 图像与图形图像与图形 5.3 数字声音及应用数字声音及应用5.4 数字视频及应用数字视频及应用2第5章 数字媒体与应用教学目的与要求教学目的与要求F掌握掌握GB2312字符集的内容及其在计算机内的表示字符集的内容及其在计算机内的表示，熟悉，熟悉GBK字符集字符集和和GB18030字符集字符集的内容，了解的内容，了解UCS/Unicode的目的及其与的目的及其与GB18030标准的关系标准的关系F了解字符信息输入计算机的方法与分类，了解汉字键盘输入编码的方了解字符信息输入计算机的方法与分类，了解汉字键盘输入编码的方案及其优缺点案及其优缺点F熟悉熟悉计算机文本的不同类型、特点、用途和它们的文件扩展名计算机文本的不同类型、特点、用途和它们的文件扩展名，熟悉，熟悉简单文本（纯文本）和丰富格式文本简单文本（纯文本）和丰富格式文本的特点，掌握的特点，掌握超文本超文本的特点，了的特点，了解链源、链宿和超链的概念，了解解链源、链宿和超链的概念，了解Windows环境中编辑制作各种类型环境中编辑制作各种类型文本的常用软件及其应用，了解什么是计算机文本处理文本的常用软件及其应用，了解什么是计算机文本处理F掌握图像获取（数字化）的原理与主要步骤掌握图像获取（数字化）的原理与主要步骤，掌握，掌握黑白图像、灰度图黑白图像、灰度图像和彩色图像在计算机中表示方法的区别像和彩色图像在计算机中表示方法的区别，掌握数字，掌握数字图像的主要性能图像的主要性能参数（分辨率、像素深度）以及它们与图像大小、颜色数目、图像数参数（分辨率、像素深度）以及它们与图像大小、颜色数目、图像数据量之间的关系据量之间的关系，了解图像数据压缩的意义和两类压缩方法，熟悉几，了解图像数据压缩的意义和两类压缩方法，熟悉几种种常用的数字图像文件格式以及它们的特点和用途常用的数字图像文件格式以及它们的特点和用途，了解数字图像处，了解数字图像处理的主要内容和用途，了解计算机图形与图像的区别和联系、计算机理的主要内容和用途，了解计算机图形与图像的区别和联系、计算机图形的应用图形的应用3第5章 数字媒体与应用教学目的与要求教学目的与要求F掌握掌握波形声音获取（数字化）的原理与主要步骤波形声音获取（数字化）的原理与主要步骤，熟悉波形声音获取，熟悉波形声音获取设备（如麦克风、声卡）的功能，了解计算机输出（播放）声音时的设备（如麦克风、声卡）的功能，了解计算机输出（播放）声音时的工作过程与相关设备工作过程与相关设备F熟悉熟悉波形声音的主要性能参数（取样频率、量化位数、声道数目）及波形声音的主要性能参数（取样频率、量化位数、声道数目）及其与码率和数据量之间的关系其与码率和数据量之间的关系，了解波形声音的特性、常用的文件类，了解波形声音的特性、常用的文件类型及其应用，了解型及其应用，了解CD立体声和立体声和MP3的特性和应用；的特性和应用；F了解了解计算机合成语音（文语转换）计算机合成语音（文语转换）的过程和主要应用，熟悉计算机的过程和主要应用，熟悉计算机合合成音乐（成音乐（MIDI）的特点与应用的特点与应用F了解数字视频获取设备的功能和特点，熟悉了解数字视频获取设备的功能和特点，熟悉数字视频的压缩编码标准数字视频的压缩编码标准及其应用及其应用，熟悉，熟悉VCD和和DVD的特点和应用的特点和应用，了解可视电话和视频会，了解可视电话和视频会议的基本原理和应用，了解什么是数字电视和数字电视的传播方式，议的基本原理和应用，了解什么是数字电视和数字电视的传播方式，了解了解点播电视（点播电视（VOD）的功能的功能4第5章 数字媒体与应用5.1 文本与文本处理文本与文本处理 5.1.1 字符的编码字符的编码5.1.2 文本准备文本准备5.1.3 文本的分类文本的分类5.1.4 文本编辑、排版与处理文本编辑、排版与处理5.1.5 文本的展现文本的展现 5第5章 数字媒体与应用文字处理是计算机应用的基础文字处理是计算机应用的基础n计算机应用使用计算机进行信息处理计算机应用使用计算机进行信息处理n其中，其中，文字信息的处理是各种计算机应用的基础文字信息的处理是各种计算机应用的基础文字文字数值数值语言语言音乐音乐图像图像信息的形态有多种信息的形态有多种6第5章 数字媒体与应用传统的文字处理过程传统的文字处理过程写作写作编辑编辑排版排版印刷印刷发行发行7第5章 数字媒体与应用计算机文字处理过程计算机文字处理过程n文字信息在计算机中称为文字信息在计算机中称为“文本文本”（text），文本是计算机中最），文本是计算机中最常用的一种数字媒体常用的一种数字媒体n文本由一系列文本由一系列 “字符字符”（character）组成，每个字符均使用）组成，每个字符均使用二二进制编码表示进制编码表示n文本在计算机中的处理过程是：文本在计算机中的处理过程是：（文本编辑器）（文本编辑器）文本编辑文本编辑与排版与排版格式化的格式化的电子文本电子文本（2）文本存储文本存储与传输与传输（4）文本文本展现展现（文本阅读器）（文本阅读器）（5）文本处理文本处理（文本处理软件）（文本处理软件）（3）文本准备文本准备电子电子文本文本（1）（文字与图（文字与图表表 的输入）的输入）8第5章 数字媒体与应用5.1.1 字符的编码字符的编码（在计算机中的表示（在计算机中的表示 ）9第5章 数字媒体与应用字符、字符集及其码表字符、字符集及其码表 n文字的基本元素是字母和符号，统称为文字的基本元素是字母和符号，统称为“字符字符” (character)，它包括：字母、数字、符号等，它包括：字母、数字、符号等n字符集字符集：一组特定字符的集合：一组特定字符的集合n不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如：不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如：n中文字符集、西文字符集、日文字符集等中文字符集、西文字符集、日文字符集等n字符的编码字符的编码：n字符集中每个字符都使用二进位字符集中每个字符都使用二进位(code) 表示，称为该字符的表示，称为该字符的编码编码n不同的字符其编码各不相同不同的字符其编码各不相同n字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集的码表字符集的码表10第5章 数字媒体与应用西文字符的编码西文字符的编码ASCII码码n西文是表音文字（拼音文字），它由拉丁字母、数西文是表音文字（拼音文字），它由拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊符号所组成字、标点符号以及一些特殊符号所组成n美国标准信息交换码（美国标准信息交换码（American Standard Code for Information Interchange, 简称简称ASCII码）：码）：nASCII字符集包含字符集包含96个可打印字符和个可打印字符和32个控制字符个控制字符n采用采用7个二进位进行编码个二进位进行编码n计算机中使用计算机中使用1个字节存储个字节存储1个个ASCII 字符字符n有关介绍可参看第有关介绍可参看第1章章1.2.3节节11第5章 数字媒体与应用汉字如何编码？汉字如何编码？n汉字是记录汉语（国语，华语）的文字，属于汉字是记录汉语（国语，华语）的文字，属于表意表意文字文字，它用，它用符号直接表达词或词素符号直接表达词或词素n汉字的特点汉字的特点n数量大；多个国家和地区使用；字形复杂，同音字数量大；多个国家和地区使用；字形复杂，同音字多，异体字多多，异体字多n如何编码？如何编码？n确定收入多少字、哪些字？确定收入多少字、哪些字？n汉字在字符集中的排序方式汉字在字符集中的排序方式n确定使用的代码结构和代码空间确定使用的代码结构和代码空间12第5章 数字媒体与应用常用的汉字编码字符集常用的汉字编码字符集n国家标准国家标准GB2312-1980n汉字扩充规范汉字扩充规范 GBK (已被已被GB 18030取代取代)n国家标准国家标准GB18030-2005n港澳台使用的汉字编码字符集港澳台使用的汉字编码字符集CNS 11643 (BIG 5，俗称，俗称“大五码大五码”)nUCS/Unicode多文种大字符集多文种大字符集nUnicode的的UTF-8nUnicode的的UTF-1613第5章 数字媒体与应用一级汉字一级汉字（3755个）个）二级汉字二级汉字（3008个）个）（扩充使用）（扩充使用）字母、数字和各种符号字母、数字和各种符号 19423位号位号 191655568794区区 号号(按汉语拼音排列按汉语拼音排列)(按偏旁部首排列按偏旁部首排列)GB2312汉字编码字符集汉字编码字符集n1980年颁布年颁布信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集基本集GB2312-1980nGB2312字符集由三个部分构成：字符集由三个部分构成：拉丁字母、俄文、拉丁字母、俄文、日文平假名与片假日文平假名与片假名、希腊字母、汉名、希腊字母、汉语拼音等共语拼音等共682个个共共6763个汉字和个汉字和682个符号，个符号，每个每个汉字和符号都有一汉字和符号都有一个确定位置个确定位置14第5章 数字媒体与应用GB2312汉字的编码汉字的编码n每一个每一个GB2312汉字使用汉字使用16位位(2个字节个字节)表示表示n每个字节的最高位均为每个字节的最高位均为“1”n机内码（又称内码）：这种高位均为机内码（又称内码）：这种高位均为1的双字节汉字编码的双字节汉字编码例如例如“南南”字的字的GB2312内码为：内码为： 11000100 11001111（16进制表示为进制表示为C4CF）汉字内码与汉字内码与ASCII字符二进制表示有明显的区别字符二进制表示有明显的区别11第第1字节字节第第2字节字节图图 GB2312汉字在计算机中的表示汉字在计算机中的表示15第5章 数字媒体与应用有一段文本的机内码：有一段文本的机内码：AB F5 80 94 CA D7 70 62 B6 C8，则在这段文本中含有，则在这段文本中含有_。 A1个汉字和个汉字和8个西文字符个西文字符B2个汉字和个汉字和6个西文字符个西文字符C3个汉字和个汉字和4个西文字符个西文字符D4个汉字和个汉字和2个西文字符个西文字符题解题解16第5章 数字媒体与应用若内存中相邻若内存中相邻2个字节的内容为十六进制个字节的内容为十六进制74 51，则它们不可能是，则它们不可能是_。 A.2个西文字母的个西文字母的ASCII码码 B.1个汉字的机内码个汉字的机内码 C.1个个16位整数位整数 D.一条指令的组成部分一条指令的组成部分题解题解17第5章 数字媒体与应用GBK汉字汉字内码扩充规范内码扩充规范 nGB2312的不足：的不足：n汉字字数太少汉字字数太少，没有繁体字没有繁体字,无法满足无法满足人名、地名、古籍整理、人名、地名、古籍整理、古典文献研究古典文献研究等应用的需要；等应用的需要；与与ASCII码不兼容码不兼容nGBK汉字汉字内码扩充规范（内码扩充规范（1995）：）：n在在GB2312基础上，增加了基础上，增加了1万多汉字万多汉字(包括繁体字包括繁体字)和符号和符号n共有共有21003个汉字和个汉字和883个图形符号个图形符号，如，如“計計算算機機”、冃冃、冄冄、円円、冇冇等繁体字和生僻字等繁体字和生僻字 n包含了中、日、韩认同的全部包含了中、日、韩认同的全部CJK汉字；汉字；n与与GB8312保持向下兼容，也使用双字节表示，第保持向下兼容，也使用双字节表示，第1字节最高位必须字节最高位必须为为“1”，第，第2字节的最高位不一定是字节的最高位不一定是“1”：1 X第第1字节字节第第2字节字节X X X X X X XX X X X X X X18第5章 数字媒体与应用UCS/Unicode与与GB18030汉字编码标准汉字编码标准n国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）制定的一个将全世界现代书面）制定的一个将全世界现代书面文字所使用的所有字符和符号（包括中国大陆和港台文字所使用的所有字符和符号（包括中国大陆和港台地区、日本、韩国等使用的汉字在内，大约地区、日本、韩国等使用的汉字在内，大约10万字符）万字符）集中进行统一编码，称为集中进行统一编码，称为UCS标准标准，对应的，对应的工业标准工业标准称为称为UnicodenGB18030GB18030汉汉字字编编码码国国家家标标准准：一一方方面面与与GB2312GB2312和和GBKGBK保保持持向向下下兼兼容容，同同时时还还扩扩充充了了UCS/UnicodeUCS/Unicode中中的的其其他他字字符符，与其接轨与其接轨19第5章 数字媒体与应用GB18030汉字编码标准汉字编码标准n我国在我国在2000年和年和2005年两次发布年两次发布GB18030汉字编码国汉字编码国家标准家标准。nGB18030实质上是实质上是UCS/Unicode字符集的另一种编码字符集的另一种编码方案：方案：n单字节编码单字节编码（128个）表示个）表示ASCII字符字符n双字节编码双字节编码（23940个）表示汉字，与个）表示汉字，与GBK（以及（以及GB2312）保持向下兼容，）保持向下兼容，GBK不再使用不再使用n四字节编码四字节编码（约（约158万个）用于表示万个）用于表示 UCS/Unicode中的中的其他字符其他字符nGB18030目前已在我国信息处理产品中强制贯彻执行。目前已在我国信息处理产品中强制贯彻执行。 20第5章 数字媒体与应用几种汉字编码的对比几种汉字编码的对比GB2312GBKGB18030UCS-2(Unicode)6763个汉个汉字字(简体字简体字)21003个汉个汉字（包括字（包括GB2312汉汉字在内）字在内）27 000多汉多汉字字(包括包括GBK汉字和汉字和CJK及其扩充中及其扩充中的汉字的汉字)2万多汉字万多汉字双字节存双字节存储和表示，储和表示，每个字节每个字节的最高位的最高位均为均为“1” 双字节存储双字节存储和表示，第和表示，第1个字节的个字节的最高位必为最高位必为“1”部分双字节、部分双字节、部分部分4字节表字节表示示(UTF-8编码编码) 1字节、字节、2字节、字节、3字字节等不等长节等不等长编码编码编码不编码不兼容！兼容！保持向下兼容保持向下兼容GBK00 FF00FF20902汉字00 FF00FF6763汉字GB231200 FF00FF27484汉字GB1803021第5章 数字媒体与应用例例: IE浏览网页时文字编码的选择浏览网页时文字编码的选择下面是关于我国汉字编码标准的叙述，其中正确的是下面是关于我国汉字编码标准的叙述，其中正确的是_。AUnicode是我国最新发布的也是收字最多的汉字编码国家标准。是我国最新发布的也是收字最多的汉字编码国家标准。B汉字在计算机中的存储编码是机内码汉字在计算机中的存储编码是机内码C在在GB2312汉字编码国家标准中，共有汉字编码国家标准中，共有2万多个汉字。万多个汉字。DGB18030与与GB2312和和GBK汉字编码标准不兼容。汉字编码标准不兼容。 E. 在在GB2312汉字编码国家标准中，汉字编码国家标准中，同一个汉字的不同造型同一个汉字的不同造型 （如宋体、楷体等）在计算机中的（如宋体、楷体等）在计算机中的机内码机内码相同。相同。F. 在最新的汉字编码国家标准中，同一个汉字的不同在最新的汉字编码国家标准中，同一个汉字的不同字形字形 （如简体和繁体）在计算机中的内码不同。（如简体和繁体）在计算机中的内码不同。G.3种标准保持向下兼容，并与我国台湾地区发布和使用种标准保持向下兼容，并与我国台湾地区发布和使用 的的BIG-5兼容。兼容。H. GBl8030标准中收录的汉字数目超过标准中收录的汉字数目超过2万，万，Windows XP操作系操作系统支持该标准统支持该标准22第5章 数字媒体与应用5.1.2. 文本准备文本准备 文稿如何输入计算机文稿如何输入计算机 23第5章 数字媒体与应用文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入(1)数字编码数字编码, 如电报码、区位码等如电报码、区位码等, (2)字音编码字音编码, 如智能如智能ABC等等(3)字形编码，如五笔字形和表形码等字形编码，如五笔字形和表形码等, (4)形音编码形音编码发发展展趋趋势势：基基于于统统计计和和学学习习功功能能的的以以词词语语(短短语语)或或句句子子作作为为输输入入单单位的输入方法位的输入方法24第5章 数字媒体与应用文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入优点：优点：自然，流畅自然，流畅小型化，适合移动计算小型化，适合移动计算不足：不足：识别速度和正确性还需提高识别速度和正确性还需提高书写要求还要降低书写要求还要降低25第5章 数字媒体与应用文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入优点：优点：自然，方便，适合移动计算自然，方便，适合移动计算不足：不足：对说话人、说话方式、说话内容的对说话人、说话方式、说话内容的适应能力要大适应能力要大大增强大增强识别速度和正确性还需大大提高识别速度和正确性还需大大提高26第5章 数字媒体与应用文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法印刷体识别印刷体识别键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入扫描仪扫描仪OCR数字数字文本文本纸介质纸介质文本文本文本的文本的映象映象(image)识别率已达到率已达到98%功能功能:简、繁体字、繁体字混合识别混合识别中文、西文混合识别中文、西文混合识别文字、表格混合识别文字、表格混合识别智能校对功能智能校对功能27第5章 数字媒体与应用文字符号输入计算机的方法文字符号输入计算机的方法印刷体识别印刷体识别手写体识别手写体识别键盘输入键盘输入联机手写输入联机手写输入语音输入语音输入自动识别输入自动识别输入字符信息的输入字符信息的输入人工输入人工输入 技术上非常困难，还无法实用技术上非常困难，还无法实用目前准备先突破工整的楷书手写体的识别目前准备先突破工整的楷书手写体的识别!28第5章 数字媒体与应用汉字的键盘输入汉字的键盘输入n 汉字与键盘上的键无法一一对应，因此必须使用汉字与键盘上的键无法一一对应，因此必须使用几个键来表示一个汉字，这就称为汉字的几个键来表示一个汉字，这就称为汉字的“键盘输键盘输入编码入编码”n 优秀的汉字键盘输入编码应具有的特点：优秀的汉字键盘输入编码应具有的特点：n易学习、易记忆易学习、易记忆n效率高效率高(平均击键次数较少平均击键次数较少)n重码少重码少n容量大容量大(可输入的汉字字数多可输入的汉字字数多)29第5章 数字媒体与应用汉字键盘输入方法的比较汉字键盘输入方法的比较类型型原理原理举例例优点点缺点缺点数字数字编码使用一串数字来表示使用一串数字来表示汉字字电报码区位区位码仅使用使用10个数字个数字键难记忆字音字音编码把把汉语的拼音作的拼音作为汉字字的的输入入编码智能智能ABC紫光紫光微微软拼音拼音输入入简单易学，适合易学，适合于非于非专业人人员重重码多，需增加多，需增加选择操作，操作，不会不会汉语拼音或不知道拼音或不知道读音音时无法使用无法使用字形字形编码把把汉字的部件或笔画作字的部件或笔画作为码元，按照元，按照汉字字结构构及其切分及其切分规则作作为编码依据，确定每个依据，确定每个汉字的字的输入代入代码五笔字形五笔字形表形表形码郑码重重码少、少、输入速入速度度较快，适合于快，适合于专业录入入员、打、打字字员使用使用缺乏缺乏统一的一的规范，范，编码规则不易掌握不易掌握音形音形编码(或形音或形音编码)采用字音及字形两种属采用字音及字形两种属性作性作为码元的元的汉字字编码输入方法入方法粤音粤音输入法入法同上同上同同时要掌握音、形两种取要掌握音、形两种取码方法或方法或规则，对普通用普通用户比比较困困难30第5章 数字媒体与应用5.1.3 文本的分类文本的分类31第5章 数字媒体与应用简单文本简单文本(纯文本纯文本 ) 本本 书书 由由 南南 京京 大大 学学 出出 B1 BE CA E9 D3 C9 C4 CF BE A9 B4 F3 D1 A7 B3 F6 版版 社社 ( P u b l i s h i n g B0 E6 C9 E7 28 50 75 62 6C 69 73 68 69 6E 67 H o u s e o f N a n j i n 20 48 6F 75 73 65 20 6F 66 20 4E 61 6E 6A 69 6E g U n i v e r s i t y ) 出出 版版 67 20 55 6E 69 76 65 72 73 69 74 79 29 B3 F6 B0 E6 文文本本的的内内容容文文本本在在计计算算机机中中的的表表示示 没有字体、字号的变化，不能插入图片、表格，也不能建立超没有字体、字号的变化，不能插入图片、表格，也不能建立超链接，其文件后缀名是链接，其文件后缀名是 .txt 由一串用于表达正文内容的字符编码所组成，几乎不包含任何由一串用于表达正文内容的字符编码所组成，几乎不包含任何其他的格式信息和结构信息其他的格式信息和结构信息 举例：举例：32第5章 数字媒体与应用丰富格式文本丰富格式文本本书由南京大学出版社本书由南京大学出版社(Publishing House of Nanjing University)出版出版 有字体字号等属性变化、设置了段落和页面排版格式的文本称为有字体字号等属性变化、设置了段落和页面排版格式的文本称为“丰富格丰富格式文本式文本” 丰富格式文本中，除了正文内容之外，还使用了许多丰富格式文本中，除了正文内容之外，还使用了许多“标记标记”来描述字符来描述字符的属性和格式的设置。的属性和格式的设置。 举例：下面标题的格式为：中文用黑体，西文用举例：下面标题的格式为：中文用黑体，西文用Arial Black体，居中体，居中 使用使用HTML语言描述为：语言描述为： 本书由南京大学出版社本书由南京大学出版社(Publishing House of Nanjing University)出版出版用一对用一对指出的是标记，如指出的是标记，如 和和 等，用于说明排版的格式和文字属等，用于说明排版的格式和文字属性，它们不属于正文内容性，它们不属于正文内容正文内容正文内容33第5章 数字媒体与应用超文本超文本n若干文本或文本中的各个部分可按照其内容的关系互若干文本或文本中的各个部分可按照其内容的关系互相链接起来，从而形成相链接起来，从而形成 “超文本超文本”ABCDEFGHa1 a2b2c2 f1d1c1 b1e1g1h1a3“超链超链”实际上就是实际上就是一个指针，用于指向一个指针，用于指向其他文本块，也可以其他文本块，也可以指向同一文本块中的指向同一文本块中的其他部分其他部分 超链是有向的，起点位置超链是有向的，起点位置称为链源，它可以是文本称为链源，它可以是文本块中的一个标题、一句句块中的一个标题、一句句子、一个关键词、一幅画、子、一个关键词、一幅画、一个图标等一个图标等文本块可以是一个文本块可以是一个网页，一个文档，网页，一个文档，一段文字，也可以一段文字，也可以是一张图片，甚至是一张图片，甚至一段声音或视频一段声音或视频 34第5章 数字媒体与应用小结：文本的分类小结：文本的分类文本文本类型型 特点特点 在在计算机内的表示算机内的表示 文件文件扩展名展名 用途用途简单文本文本没有字体、字号和版没有字体、字号和版面格式的面格式的变化，文本化，文本在在页面上逐行排列，面上逐行排列，也不含也不含图片和表格片和表格由一由一连串与正文内容串与正文内容对应的字符的的字符的编码所所组成，几成，几乎不包含任何其他的格式乎不包含任何其他的格式信息和信息和结构信息构信息.txt网上聊天网上聊天短信短信文字录入文字录入OCR输入输入丰富丰富格式格式文本文本(线性性文本文本)有字体、字号、有字体、字号、颜色色等等变化，文本在化，文本在页面面上可以自由定位和布上可以自由定位和布局，局，还可插入可插入图片和片和表格表格除了与正文除了与正文对应的字符的字符编码之外，之外，还使用某种使用某种“标记语言言”所所规定的一些定的一些标记来来说明明该文本的文字属性和文本的文字属性和排版格式等排版格式等.doc.rtf.htm.html.pdf公文公文论文文书稿书稿网页网页丰富丰富格式格式文本文本(超文超文本本)除上述特征外，文本除上述特征外，文本中中还含有超含有超链，使文，使文本呈本呈现为一种网状一种网状结构构同上，但同上，但还应包含用于指包含用于指出出“链源源”和和“链宿宿”的的标记.doc.rtf.htm.html.pdf.hlp同上，以同上，以及及软件的件的联机文档机文档(帮助文件帮助文件)35第5章 数字媒体与应用5.1.4 文本编辑、排版与处理文本编辑、排版与处理36第5章 数字媒体与应用复习：使用复习：使用Word的操作流程的操作流程创建新文档或打开老文档创建新文档或打开老文档文稿输入文稿输入编辑编辑排版排版文档存盘、打印或发送文档存盘、打印或发送输入中西文字、符号输入中西文字、符号和图表和图表进行增、删、改操作，保进行增、删、改操作，保证文本的正确性证文本的正确性满足清晰、美观、便满足清晰、美观、便于使用等要求于使用等要求37第5章 数字媒体与应用n目的：确保文本内容正确无误目的：确保文本内容正确无误n操作：对字、词、句和段落进行添加、删除、修操作：对字、词、句和段落进行添加、删除、修改等操作改等操作nMS Word的功能：的功能：n在文本的任何位置都可以在文本的任何位置都可以插入插入新的文字新的文字n从文本的任何位置都可以从文本的任何位置都可以删除删除不需要的文字不需要的文字n将一段文字从一处将一段文字从一处移动移动到另一处到另一处n将一段文字从一处将一段文字从一处复制复制到另一处到另一处n在文本中自动在文本中自动查找查找指定的词语指定的词语n用一个词语自动用一个词语自动替换替换文本中指定的词语文本中指定的词语文本编辑文本编辑(text editing)38第5章 数字媒体与应用n目的：使文本清晰、美观、目的：使文本清晰、美观、便于阅读便于阅读n操作内容：对文本中的字操作内容：对文本中的字符、段落乃至整篇文章的符、段落乃至整篇文章的格式进行设计和调整，分格式进行设计和调整，分成成3个层次：个层次：n对字符格式进行设置对字符格式进行设置n对段落格式进行设置对段落格式进行设置n对文档页面进行格式设对文档页面进行格式设置置文本排版文本排版(格式化格式化)39第5章 数字媒体与应用设置字符的格式设置字符的格式n字号字号( (八号八号 初号初号, 5磅磅72磅以上磅以上) ) 1 1磅相当于磅相当于1/721/72英寸英寸 n字体字体( (宋体、楷体、黑体、仿宋、隶书宋体、楷体、黑体、仿宋、隶书) )n字符的修饰字符的修饰n字符的形状字符的形状( (字形字形) )：正常、加粗、倾斜、加粗倾斜：正常、加粗、倾斜、加粗倾斜n字形的修饰：下划线、着重号、上下标、删除线字形的修饰：下划线、着重号、上下标、删除线n字符的颜色字符的颜色n字符的宽度字符的宽度n字符的间距字符的间距n字符的效果字符的效果n字符的排列方向字符的排列方向40第5章 数字媒体与应用n什么是段落？用什么是段落？用“回车回车”相互隔开的一组文字相互隔开的一组文字n段落格式的设置：段落格式的设置：n段落的对齐方式段落的对齐方式( (两端对齐、分散对齐、居中对齐、左对齐、两端对齐、分散对齐、居中对齐、左对齐、右对齐右对齐)n段落的缩进方式段落的缩进方式( (首行缩进、悬挂缩进、左缩进、右缩进首行缩进、悬挂缩进、左缩进、右缩进)n段间距和段内行距段间距和段内行距n使用编号和项目符号使用编号和项目符号n段落段落添加边框和底纹添加边框和底纹n首字下沉或悬挂首字下沉或悬挂n段落与分页的关系段落与分页的关系设置段落的格式设置段落的格式41第5章 数字媒体与应用控制段落的缩进控制段落的缩进n段落缩进是指段落中的文本到正文区左、右边界的距段落缩进是指段落中的文本到正文区左、右边界的距离，包括段落左缩进、右缩进和首行缩进。其缩进的离，包括段落左缩进、右缩进和首行缩进。其缩进的距离可由水平标尺上对应的三个缩进标记来指示距离可由水平标尺上对应的三个缩进标记来指示左缩进标记左缩进标记首行缩进标记首行缩进标记右缩进标记右缩进标记右缩进右缩进左缩进左缩进首行缩进首行缩进正文区正文区右边界右边界正文区正文区左边界左边界悬挂缩进悬挂缩进标标记记42第5章 数字媒体与应用n页面格式的设置：页面格式的设置：n设置纸张大小和页边距设置纸张大小和页边距n设置每页的行、列数目设置每页的行、列数目n设置分栏数目与格式设置分栏数目与格式n设置页码设置页码n设置页眉和页脚设置页眉和页脚设置页面的格式设置页面的格式43第5章 数字媒体与应用设置页面的分栏设置页面的分栏44第5章 数字媒体与应用n“所所见见即即所所得得”（操操作作效效果果立立即即可可见，且且打打印印结果果与与屏幕所屏幕所见相同）相同）n撤销撤销(undo)和恢复和恢复(redo)操作操作n格式刷格式刷n多种视图多种视图(大纲视图与大纲编辑大纲视图与大纲编辑)n自自动动更更正正、自自动动套套用用格格式式、自自动动编编号号、自自动动图图文文集集 n自动保存功能和自动备份功能自动保存功能和自动备份功能n样式、模板和向导样式、模板和向导(wizard)功能功能n宏操作（宏操作（Macro）提高操作效率的若干措施提高操作效率的若干措施45第5章 数字媒体与应用n使用计算机对文本中的字、词、短语、句子、篇章进行识别、转换、分析、理使用计算机对文本中的字、词、短语、句子、篇章进行识别、转换、分析、理解、压缩、加密和检索等有关的处理解、压缩、加密和检索等有关的处理n文本处理内容：文本处理内容：n字数统计，词频统计，简字数统计，词频统计，简/ /繁体相互转换，汉字繁体相互转换，汉字/ /拼音相互转换拼音相互转换n词语排序，词语错误检测，文句语法检查词语排序，词语错误检测，文句语法检查n自动分词，词性标注，词义辨识，大陆自动分词，词性标注，词义辨识，大陆/ /台湾术语转换台湾术语转换n关键词提取，文摘自动生成，文本分类关键词提取，文摘自动生成，文本分类n文本检索（关键词检索、全文检索），文本过滤文本检索（关键词检索、全文检索），文本过滤n文语转换（语音合成），文种转换（机器翻译）文语转换（语音合成），文种转换（机器翻译）n篇章理解，自动问答，自动写作等篇章理解，自动问答，自动写作等n文本压缩，文本加密，文本著作权保护文本压缩，文本加密，文本著作权保护什么是文本处理什么是文本处理?46第5章 数字媒体与应用例：例：Word 2003的文本处理功能的文本处理功能n英文拼写检查和英文拼写检查和英语同义词检查英语同义词检查n字数统计字数统计n自动编写摘要自动编写摘要n中文简繁体转换和术语转换中文简繁体转换和术语转换n中英词语翻译中英词语翻译n语法和格式检查语法和格式检查n语音识别（口授命令和听写）语音识别（口授命令和听写）n文档保护文档保护(防止打开或修改文档防止打开或修改文档)47第5章 数字媒体与应用文本处理软件文本处理软件（1）面向通信的文本处理软件）面向通信的文本处理软件 ： Outlook Express （2）面向办公的文本处理软件）面向办公的文本处理软件 ： MS Word 、WPS（3）面向印刷出版的文本处理软件：）面向印刷出版的文本处理软件： “飞腾飞腾”排版软件、排版软件、PageMaker、 Adobe Acrobat （4）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件：）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件： FrontPage、 Adobe Acrobat 48第5章 数字媒体与应用5.1.5 文本的展现文本的展现(输出输出)49第5章 数字媒体与应用文本的展现文本的展现(输出输出)n目的：阅读、浏览或打印文本目的：阅读、浏览或打印文本n使用的软件：文本阅读器使用的软件：文本阅读器/ /文本浏览器文本浏览器n嵌入在文本编辑嵌入在文本编辑( (处理处理) )软件中，如微软的软件中，如微软的Wordn独立的软件：如独立的软件：如Adobe公司的公司的Acrobat Reader，微软公司的，微软公司的IE等等 n文本展现的过程：文本展现的过程：1.1.对文本的格式描述进行解释对文本的格式描述进行解释2.2.生成文字和图表的映像（生成文字和图表的映像（bitmap）3.3.传送到显示器或打印机输出传送到显示器或打印机输出n电子书阅读器：近几年市场出现的用于阅读电子书阅读器：近几年市场出现的用于阅读.txt.txt、.doc.doc、htmlhtml、pdfpdf等电子文档的专用设备等电子文档的专用设备5.2 图像与图形图像与图形5.2.1 数字图像的获取数字图像的获取5.2.2 图像的表示与压缩编码图像的表示与压缩编码5.2.3 数字图像处理与应用数字图像处理与应用5.2.4 计算机图形计算机图形51第5章 数字媒体与应用5.2.1 数字图像的获取数字图像的获取52第5章 数字媒体与应用图像的获取过程图像的获取过程扫扫 描描模模拟拟图图像像取取 样样取取 样样取取 样样数数字字图图像像分分 色色量量 化化量量 化化量量 化化n从现实世界中获得数字图像的过程称为图像的从现实世界中获得数字图像的过程称为图像的“获取获取”n常用的图像获取设备：扫描仪、数码相机、摄像头、摄像机等常用的图像获取设备：扫描仪、数码相机、摄像头、摄像机等n图像获取过程：图像获取过程： 将画面划分为将画面划分为 M N个网格，每个网格，每个网格称为个网格称为 一一个取样点个取样点 将彩色图像取样将彩色图像取样点的颜色分解成点的颜色分解成R，G，B三个三个基色基色测量每个取样点测量每个取样点的每个分量（基的每个分量（基色）的亮度值色）的亮度值对取样点每个分对取样点每个分量的亮度值进行量的亮度值进行A/D转换，使用转换，使用数字整型量表示数字整型量表示 53第5章 数字媒体与应用5.2.2 图像的表示与压缩编码图像的表示与压缩编码54第5章 数字媒体与应用数字数字(取样取样)图像的组成图像的组成n数字取样图像由数字取样图像由M(列列) N(行行)个取样点组成个取样点组成n取样点是组成数字取样图像的基本单位，称为取样点是组成数字取样图像的基本单位，称为“像素像素”n彩色图像的像素通常由彩色图像的像素通常由3个彩色分量组成个彩色分量组成n灰度图像和黑白图像的像素只包含灰度图像和黑白图像的像素只包含1个亮度分量个亮度分量 Red分量分量Green分量分量Blue分量分量55第5章 数字媒体与应用例例1：黑白图像的表示：黑白图像的表示黑白图像黑白图像n黑白图像的每个像素只有一个分量，且只用黑白图像的每个像素只有一个分量，且只用1个二进位表个二进位表示，其取值仅示，其取值仅“0”(黑黑)和和“1”(白白)两种两种56第5章 数字媒体与应用例例2：灰度图像的表示：灰度图像的表示灰度图像灰度图像n灰度图像的每个像素也只有一个分量，一般用灰度图像的每个像素也只有一个分量，一般用812个二个二进位表示，其取值范围是：进位表示，其取值范围是：02n-1，可表示，可表示2n个不同的个不同的亮度亮度57第5章 数字媒体与应用例例3：彩色图像的表示：彩色图像的表示蓝蓝色色分分量量绿绿色色分分量量红红色色分分量量n彩色图像的每个像素有三个分量，分别表示三个基色的亮度，假设彩色图像的每个像素有三个分量，分别表示三个基色的亮度，假设3个分量分别用个分量分别用n,m,k个二进位表示，则可表示个二进位表示，则可表示2n+m+k种不同的颜色种不同的颜色58第5章 数字媒体与应用数字数字(取样取样)图像的主要参数图像的主要参数n图像大小（图像分辨率）：图像大小（图像分辨率）：n用来表示组成该图像的行列数目，亦即图像所包含的像素数目用来表示组成该图像的行列数目，亦即图像所包含的像素数目n使用使用 水平分辨率水平分辨率x垂直分辨率垂直分辨率 表示表示n对在屏幕上显示出来的大小有影响对在屏幕上显示出来的大小有影响n颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法，如：颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法，如：nRGB(红、绿、蓝红、绿、蓝)模型，显示器使用模型，显示器使用nCMYK(青、品红、黄、黑青、品红、黄、黑)模型，彩色打印机使用模型，彩色打印机使用nHSB(色彩、饱和度、亮度色彩、饱和度、亮度)模型，用户界面中使用模型，用户界面中使用nYUV(亮度、色度亮度、色度)模型，彩色电视信号传输时使用模型，彩色电视信号传输时使用n像素深度，即像素的所有颜色分量的二进位数目之和像素深度，即像素的所有颜色分量的二进位数目之和图像像类型型像素的像素的组成成像素深度像素深度(位数位数)颜色空色空间单色色图像像黑白黑白图像像仅1个分量个分量1位位不使用不使用灰度灰度图像像仅1个分量个分量212位位不使用不使用彩色彩色图像像彩色彩色图像像3个分量以上个分量以上836位位RGB，CMY，YUV等等59第5章 数字媒体与应用举例：分辨率与图像尺寸的关系举例：分辨率与图像尺寸的关系520x376260x188130x94在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比60第5章 数字媒体与应用数字图像的数据量数字图像的数据量n数字图像数据量的计算公式（以字节为单位）：数字图像数据量的计算公式（以字节为单位）： 数据量数据量=水平分辨率水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率像素深度像素深度8 n几种常用格式的图像的数据量：几种常用格式的图像的数据量： 图像大小像大小8位位(256色色)16位位(65536色色)24位位(真彩色真彩色)640480300 KB600 KB900 KB1024768768 KB1.5 MB2.25 MB128010241.25 MB2.5 MB3.75 MBn压缩之后数字图像的数据量计算（以字节为单位）：压缩之后数字图像的数据量计算（以字节为单位）：数据量数据量 = (水平分辨率水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率像素深度像素深度/ /8) / 压缩比压缩比61第5章 数字媒体与应用数字图像的数据压缩数字图像的数据压缩n图像数据压缩的必要性：图像数据压缩的必要性：n节省存储数字图像所需要的存储器容量节省存储数字图像所需要的存储器容量n提高图像的传输速度，减少通信费用提高图像的传输速度，减少通信费用 n图像数据压缩的可能性：图像数据压缩的可能性：n数字图像中有大量的数据冗余数字图像中有大量的数据冗余n人眼视觉有局限性，允许图像有一些失真人眼视觉有局限性，允许图像有一些失真n图像数据压缩的两种类型：图像数据压缩的两种类型：n无损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像没有任何误差无损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像没有任何误差n有损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像有一定的误差有损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像有一定的误差n压缩编码方法的评价压缩编码方法的评价压缩倍数的高低压缩倍数的高低重建图像的质量（有损压缩时）重建图像的质量（有损压缩时）压缩算法的复杂程度压缩算法的复杂程度62第5章 数字媒体与应用一架数码相机，其一架数码相机，其Flash存储器的容量为存储器的容量为20MB，它一次可以连续拍摄，它一次可以连续拍摄65536色的色的分辨率为分辨率为1024 1024的彩色相片的彩色相片40张，由张，由此可以推算出图像数据的压缩倍数是此可以推算出图像数据的压缩倍数是_倍。倍。A、2 B、4 C、6 D、8 题解题解63第5章 数字媒体与应用数字数字图像的常用文件图像的常用文件格式格式n常用的图像文件格式有：常用的图像文件格式有：名称名称压缩编码方法方法性性质典型典型应用用开开发公司公司(组织)BMPRLE(行程行程长度度编码)无无损Windows应用程序用程序MicrosoftTIFRLE,LZW(字典字典编码)无无损桌面出版桌面出版Aldus，MicrosoftGIFLZW无无损因特网因特网CompuServeJPEGDCT(离散余弦离散余弦变换)，Huffman编码大多数大多数为有有损因特网因特网,数数码相机等相机等ISO/IECJP2小波小波变换，算，算术编码无无损/有有损医学医学应用等用等ISO/IEC不同的图象文件格式采用了不同的数据压缩技术和数据不同的图象文件格式采用了不同的数据压缩技术和数据组织方法，适合不同的应用组织方法，适合不同的应用! !64第5章 数字媒体与应用图像文件图像文件格式例格式例1：BMP格式格式nBMP图图像像格格式式是是Windows操操作作系系统统下下使使用用的的一一种标准图像格式种标准图像格式n支持单色、支持单色、16色、色、256色、真彩色图像色、真彩色图像n一一个个文文件件一一幅幅图图像像，可可以以进进行行无无损损压压缩缩，也也可可不不压缩压缩n非非压压缩缩的的BMP文文件件是是一一种种通通用用的的图图像像文文件件格格式式，几乎所有几乎所有Windows 应用软件都能支持应用软件都能支持65第5章 数字媒体与应用图像文件图像文件格式例格式例2： GIF 图像图像n颜色数目不超过颜色数目不超过256色色 ，适合用作插图、剪贴画等色彩数，适合用作插图、剪贴画等色彩数要求不高的场合，要求不高的场合，文件特别小文件特别小，适合网络传输，适合网络传输nGIF图像格式具有图像格式具有累进显示累进显示功能，适合网络浏览器观看功能，适合网络浏览器观看 nGIF图像格式能支持图像格式能支持透明背景透明背景（JPEG不支持）不支持）nGIF图像格式能支持图像格式能支持动画动画透透明明背背景景缺点缺点: 不适合真彩色图片不适合真彩色图片 66第5章 数字媒体与应用图像文件图像文件格式例格式例3：JPEG图像图像nJPEG是是静止图像数据压缩编码的国际标准静止图像数据压缩编码的国际标准，采用，采用JPEG标准的图像文件扩展名是标准的图像文件扩展名是 .jpgnJPEG特别适合各种特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像连续色调的彩色或灰度图像，在计算机和在计算机和数码相机数码相机中已得到广泛应用中已得到广泛应用 nJPEG的最新标准是的最新标准是JPEG2000（图像文件扩展名（图像文件扩展名是是 .jp2 ），它采用更先进的技术，可取得更好的），它采用更先进的技术，可取得更好的效果，目前效果，目前在医学图像处理中使用在医学图像处理中使用67第5章 数字媒体与应用5.2.3 数字图像处理与应用数字图像处理与应用68第5章 数字媒体与应用数字图像处理：目的与内容数字图像处理：目的与内容n目的目的：(1) (1) 提高图像的视觉质量提高图像的视觉质量(2) (2) 恢复恢复与重建有失真和畸变的图像与重建有失真和畸变的图像(3) (3) 图像分析，包括：图像的分类、识别和理解等图像分析，包括：图像的分类、识别和理解等(4) (4) 图像数据的变换、编码和数据压缩图像数据的变换、编码和数据压缩(5) (5) 图像的存储、管理与检索图像的存储、管理与检索(6) (6) 图像内容与知识产权的保护图像内容与知识产权的保护 n内容内容：n去噪、增强、复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等去噪、增强、复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等69第5章 数字媒体与应用数字图像处理的应用数字图像处理的应用(1) 图图像像通通信信，包包括括图图像像传传输输、电电视电话、电视会议等。视电话、电视会议等。(2) 遥感遥感(3) 医疗诊断医疗诊断(4) 工工业业生生产产中中的的应应用用，如如产产品品质质量检测，生产过程自动控制等量检测，生产过程自动控制等(5) 机器人视觉机器人视觉(6) 军军事事、公公安安、档档案案管管理理等等其其他他方面的应用方面的应用X光图像光图像CT图像图像核磁共振图核磁共振图像像指纹图像指纹图像70第5章 数字媒体与应用常用的图像编辑软件常用的图像编辑软件nWord和和PowerPoint具有基本的图像编辑功能具有基本的图像编辑功能nWindows附件中的附件中的“画图画图”软件软件n微软微软Office工具中的工具中的Picture ManagernACD System公司的公司的ACDSee32nAdobe PhotoShop71第5章 数字媒体与应用Word和和PowerPoint的图像编辑功能的图像编辑功能 使用使用“图片工具栏图片工具栏”编辑图片编辑图片n使用快捷菜单，屏幕上显示使用快捷菜单，屏幕上显示“图片图片”工具栏，进入图片工具栏，进入图片编辑状态：编辑状态：颜色控制颜色控制裁剪图片裁剪图片线型线型文字环绕文字环绕设置图片格式设置图片格式设置透明色设置透明色增加增加对比度对比度降低降低对比度对比度增加亮度增加亮度降低亮度降低亮度旋转图片旋转图片压缩图片压缩图片72第5章 数字媒体与应用Word和和PowerPoint的图像编辑功能的图像编辑功能 图片编辑举例图片编辑举例(外形修改外形修改)缩小缩小压扁压扁放大放大拉长拉长原始图片原始图片73第5章 数字媒体与应用Word和和PowerPoint的图像编辑功能的图像编辑功能 图片编辑举例图片编辑举例(裁剪与旋转裁剪与旋转)旋转旋转90度度裁剪底部裁剪底部裁剪左部裁剪左部旋转任意角度旋转任意角度原始图片原始图片74第5章 数字媒体与应用Word和和PowerPoint的图像编辑功能的图像编辑功能 图片编辑举例图片编辑举例(图像属性修改图像属性修改)增加对比度增加对比度降低对比度降低对比度增加亮度增加亮度降低亮度降低亮度灰度图片灰度图片黑白图片黑白图片原始图片原始图片75第5章 数字媒体与应用5.2.4 计算机图形计算机图形76第5章 数字媒体与应用什么是计算机图形什么是计算机图形(graphics)n通过计算机和软件对景物的结构、形状与外貌进行描述通过计算机和软件对景物的结构、形状与外貌进行描述(称称为为“建模建模”)，然后根据该描述和选定的观察位置及光线状，然后根据该描述和选定的观察位置及光线状况，生成该景物的图形况，生成该景物的图形(称为称为“绘制绘制”或或“图像合成图像合成”)n计算机图形也称为计算机合成图像计算机图形也称为计算机合成图像n计算机制作图形的步骤如下：计算机制作图形的步骤如下： 建模建模/造型造型(Modeling)景物的景物的模型模型(model)景物景物的视图的视图 绘绘 制制(Rendering)(Image Synthesis)77第5章 数字媒体与应用景物的景物的2种描述种描述(建模建模)方法方法几何造型几何造型技术技术规则形体规则形体(如工业产品如工业产品)用基本的几何元素用基本的几何元素(如点、如点、线、面、体等线、面、体等)及材料的表及材料的表面性质等进行描述面性质等进行描述 过程模型过程模型技术技术不规则形体不规则形体(如自然现象如自然现象)找出其生成规律，并使用找出其生成规律，并使用相应的算法来描述相应的算法来描述 78第5章 数字媒体与应用计算机图形的绘制过程计算机图形的绘制过程n从景物模型绘制出图形的过程，实际上也是把景物的描述从景物模型绘制出图形的过程，实际上也是把景物的描述(模型模型)转换成为点阵转换成为点阵(像素阵列像素阵列)的过程，它包括下列步骤：的过程，它包括下列步骤： 将各个物体的将各个物体的所有表面用小所有表面用小的多边形（三的多边形（三角形或四边形）角形或四边形）进行近似表示进行近似表示 用户选择一个观测位置，并设用户选择一个观测位置，并设定一个取景范围，将景物向成定一个取景范围，将景物向成像平面作透视投影；然后将景像平面作透视投影；然后将景物中不在取景范围内的部分裁物中不在取景范围内的部分裁剪掉，同时还把景物中所有被剪掉，同时还把景物中所有被遮挡而看不见的部分隐去遮挡而看不见的部分隐去根据景物表面材料根据景物表面材料的性质和环境光源的性质和环境光源的设定，计算出物的设定，计算出物体可见面上每一点体可见面上每一点(像素像素)的颜色及其的颜色及其亮度亮度计算出物计算出物体所产生体所产生的本影和的本影和半影；根半影；根据景物表据景物表面和背景面和背景使用的材使用的材料，选择料，选择合适的纹合适的纹理映射到理映射到物体的表物体的表面面79第5章 数字媒体与应用n美国康乃尔大学美国康乃尔大学Suzanne Smits 和和Priamos Georgiades建模建模并绘制的俄罗斯并绘制的俄罗斯茶壶茶壶 例例1:俄罗斯茶壶俄罗斯茶壶80第5章 数字媒体与应用例例2：计算机绘制的钢笔画和铅笔画：计算机绘制的钢笔画和铅笔画z 木 桶z 玻璃瓶引用自：引用自：Georges Winkenbach,D.Salesin (Univ.of Washington) pp.469-476, SIGGRAPH9681第5章 数字媒体与应用计算机图形与显卡计算机图形与显卡(图形卡图形卡)n图形绘制过程中，每一个像素的颜色及其亮度都要经过大图形绘制过程中，每一个像素的颜色及其亮度都要经过大量的计算才能得到，因此绘制过程的计算量很大，特别是量的计算才能得到，因此绘制过程的计算量很大，特别是三维图形和动画三维图形和动画n目前目前PC机所配置的图形卡（显卡）上安装了功能很强的专机所配置的图形卡（显卡）上安装了功能很强的专用绘图处理器，它能承担绘制过程中的大部分计算任务用绘图处理器，它能承担绘制过程中的大部分计算任务S-Video接口接口DVI接口接口VGA接口接口绘图处理器绘图处理器显示卡显示卡82第5章 数字媒体与应用计算机图形的应用计算机图形的应用(1) (1) 计算机辅助设计和辅助制造计算机辅助设计和辅助制造(CAD(CADCAM)CAM)(2) (2) 利利用用计计算算机机生生成成各各种种地地形形图图、交交通通图图、天天气气图图、海海洋洋图图、石油开采图等石油开采图等(3) (3) 作战指挥和军事训练作战指挥和军事训练(4) (4) 计算机动画和计算机艺术计算机动画和计算机艺术(5) (5) 其其它它：电电子子出出版版、数数据据处处理理、工工业业监监控控、辅辅助助教教学学、软软件工程等件工程等 83第5章 数字媒体与应用矢量绘图软件矢量绘图软件n专业绘图软件：专业绘图软件： nAutoCAD（机械、建筑等）（机械、建筑等）nMAPInfo、ARCInfo（地图、地理信息系统）（地图、地理信息系统）n办公与事务处理、平面设计、电子出版等领域：办公与事务处理、平面设计、电子出版等领域：nCorel公司的公司的CorelDrawnAdobe 公司的公司的IllustratornMacromedia公司的公司的FreeHandn微软公司的微软公司的Microsoft Visio等等n内嵌的绘图软件：内嵌的绘图软件：nWord 和和 PowerPoint中的绘图功能（简单的二维图形中的绘图功能（简单的二维图形 ） 84第5章 数字媒体与应用小结：图像与图形的比较小结：图像与图形的比较n计算机中的图像按其生成方法计算机中的图像按其生成方法可以分为可以分为两两大类：大类：n通过数字化设备获取的图像，通过数字化设备获取的图像，它们称为取样图像、点阵图像，它们称为取样图像、点阵图像，或位图图像等，通常简称图像或位图图像等，通常简称图像（image）n通过计算机建模并绘制而成的通过计算机建模并绘制而成的图像，称为矢量图形，通常简图像，称为矢量图形，通常简称图形（称图形（graphics）n两者在外观上很难区分，但它两者在外观上很难区分，但它们有许多不同的属性，一般需们有许多不同的属性，一般需要使用不同的软件进行处理要使用不同的软件进行处理 图图 像像图图 形形85第5章 数字媒体与应用小结：图像与图形的对比小结：图像与图形的对比图像像图形形生成途径生成途径通通过图像像获取取设备获得景得景物的物的图像像使用矢量使用矢量绘图软件以交互方式件以交互方式制作而成制作而成表示方法表示方法将景物的映像将景物的映像(投影投影)离散化，离散化，然后使用像素表示然后使用像素表示使用使用计算机描述景物的算机描述景物的结构、构、形状与外貌形状与外貌表表现能力能力能准确地表示出能准确地表示出实际存在存在的任何景物与形体的外貌，的任何景物与形体的外貌，但但丢失了部分三失了部分三维信息信息规则的形体的形体(实际的或假想的的或假想的)能准确表示，自然景物只能近能准确表示，自然景物只能近似表示似表示相相应的的编辑处理理软件件典型的典型的图像像处理理软件件,如如PhotoShop典型的矢量典型的矢量绘图软件，如件，如AutoCAD文件的文件的扩展展名名.bmp .gif .tif .jpg .jp2 等等.dwg .dxf .wmf 等等数据量数据量大大小小5.3 数字声音及应用数字声音及应用5.3.1 波形声音的获取与播放波形声音的获取与播放5.3.2 波形声音的表示与应用波形声音的表示与应用5.3.3 波形声音的编辑与播放波形声音的编辑与播放5.3.4 计算机合成声音计算机合成声音87第5章 数字媒体与应用5.3.1 波形声音的获取与播放波形声音的获取与播放88第5章 数字媒体与应用声音的特性声音的特性和类型和类型n声音由振动产生，通过空气进行传播声音由振动产生，通过空气进行传播n声音是一种波，它由许多不同频率的声音是一种波，它由许多不同频率的谐波组成谐波组成n谐波的频率范围称为声音的谐波的频率范围称为声音的“带宽带宽”n计算机处理的声音类型：计算机处理的声音类型：n话音或语音话音或语音(speech)，专指人的说话声音，带宽仅为，专指人的说话声音，带宽仅为3003400Hzn全频带声音全频带声音(如音乐声、风雨声、汽车声等如音乐声、风雨声、汽车声等)，其带宽可达到，其带宽可达到20Hz20kHz n人耳可听到的声音统称人耳可听到的声音统称“可听声可听声”(audio) ，20Hz20kHz89第5章 数字媒体与应用数字波形声音的获取数字波形声音的获取方法：方法：2. 量化（量化（quantization，模数转换，模数转换 )3. 编码（编码（encoding）1. 取样（取样（sampling）取取 样样模模拟拟声声音音信信号号取样的目的是把时间上连取样的目的是把时间上连续的信号转换成时间上离续的信号转换成时间上离散的信号散的信号量量 化化量化是把每个样本从模拟量量化是把每个样本从模拟量转换成为数字量转换成为数字量(8位或位或16位位整数表示整数表示)数字数字声音声音01100011001编编 码码将所有样本的二进制将所有样本的二进制代码组织在一起，并代码组织在一起，并进行数据压缩进行数据压缩90第5章 数字媒体与应用数字波形声音的获取设备数字波形声音的获取设备n声音的联机获取设备声音的联机获取设备(声卡声卡)声波转换声波转换为电信号为电信号n声音的脱机获取设备：数码录音笔声音的脱机获取设备：数码录音笔麦克风麦克风（microphone）声音卡声音卡（sound card）模模拟拟声声音音数数字字声声音音取样、量取样、量化和编码化和编码91第5章 数字媒体与应用声卡的功能与组成声卡的功能与组成波形声音的获取与编码波形声音的获取与编码波形声音的重建与播放波形声音的重建与播放MIDI消息的输入消息的输入MIDI音乐的合成音乐的合成DSPDMA接口接口PC总线总线取样，量化取样，量化D/A重建，滤波重建，滤波声音输出声音输出声音输入声音输入音乐合成器音乐合成器mixerMIDI接口接口声卡的主要功能声卡的主要功能注：当前注：当前PC机的声卡已机的声卡已经与主板芯片组集成在一经与主板芯片组集成在一起，不再做成独立的插卡起，不再做成独立的插卡 92第5章 数字媒体与应用声音的重建与播放声音的重建与播放n计算机输出声音分为两步：计算机输出声音分为两步：1 声音的重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，由声声音的重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，由声卡完成卡完成2 声音播放：将模拟声音信号经处理和放大后送到音箱声音播放：将模拟声音信号经处理和放大后送到音箱(扬声器扬声器)n关于音箱：关于音箱：n普通音箱普通音箱接收的是重建的模拟声音信号接收的是重建的模拟声音信号n数字音箱数字音箱直接接收数字声音信号，失真更小直接接收数字声音信号，失真更小 数字数字声音声音011010011101插插 值值数模转换数模转换解解 码码把压缩编码的数字把压缩编码的数字声音恢复为压缩编声音恢复为压缩编码前的状态码前的状态把声音样本从把声音样本从数字量转换为数字量转换为模拟量模拟量把时间上离散的一组把时间上离散的一组样本转换成在时间上样本转换成在时间上连续的模拟声音信号连续的模拟声音信号重建的模拟重建的模拟 声音信号声音信号93第5章 数字媒体与应用5.3.2 波形声音的表示与应用波形声音的表示与应用94第5章 数字媒体与应用数字波形声音的表示及参数数字波形声音的表示及参数n数字波形声音是使用二进位表示的一种串行比特流，其数数字波形声音是使用二进位表示的一种串行比特流，其数据按时间顺序进行组织，文件扩展名为据按时间顺序进行组织，文件扩展名为“.wav”n数字波形声音的主要参数有：数字波形声音的主要参数有：n取样频率：取样频率：n语音的取样频率低，一般为语音的取样频率低，一般为8kHzn全频带声音（如音乐）的取样频率高，一般为全频带声音（如音乐）的取样频率高，一般为44.1kHzn量化位数：通常为量化位数：通常为8位、位、12位或位或16位位n声道数目：单声道为声道数目：单声道为1，双声道为，双声道为2n码率码率(比特率比特率)，每秒钟的数据量，每秒钟的数据量95第5章 数字媒体与应用数字波形声音码率的计算数字波形声音码率的计算n未压缩时数字波形声音的码率计算公式未压缩时数字波形声音的码率计算公式 码率码率 = 取样频率取样频率 量化位数量化位数 声道数声道数 n例：例：声音声音类型型声音信号声音信号带宽(Hz)取取样频率率(kHz)量化位数量化位数(bits)声道声道数数未未压缩时的的码率率数字数字语音音3003 40088164 kb/sCD立体声立体声2020 00044.11621411.2 kb/sn压缩编码之后数字波形声音的码率为：压缩编码之后数字波形声音的码率为： 压缩后的码率压缩后的码率 = 未压缩时的码率未压缩时的码率/ /压缩比压缩比n例：上面例：上面CDCD唱片的立体声音乐压缩为唱片的立体声音乐压缩为MP3MP3后，若压缩比是后，若压缩比是1212，则该，则该MP3MP3音乐的码率是：音乐的码率是：1411.2 1411.2 /12/12118 kb/s118 kb/s左右左右96第5章 数字媒体与应用人们说话时所产生的语音信号必须数字人们说话时所产生的语音信号必须数字化之后才能由计算机存储和处理。假设化之后才能由计算机存储和处理。假设语音信号数字化时的取样频率为语音信号数字化时的取样频率为8kHz，量化精度为量化精度为8位，数据压缩倍数为位，数据压缩倍数为4倍，倍，那么那么1分钟数字语音的数据量是分钟数字语音的数据量是_。A、960kB B、480kB C、120kB D、60kB题解题解97第5章 数字媒体与应用数字波形声音的数据压缩数字波形声音的数据压缩n数据压缩的必要性：数据压缩的必要性：n为了降低存储成本和提高在网络上的传输效率为了降低存储成本和提高在网络上的传输效率n数据压缩的可能性：数据压缩的可能性：n声音中包含有大量冗余信息；声音中包含有大量冗余信息；n人耳灵敏度有限，允许有一定失真而不易察觉人耳灵敏度有限，允许有一定失真而不易察觉n数字波形声音压缩编码的方法：数字波形声音压缩编码的方法：n全频带声音：国际标准全频带声音：国际标准MPEG；工业标准；工业标准Dolby AC-3 n数字语音：固定电话使用数字语音：固定电话使用ADPCM编码编码 手机使用高效率的混合编码技术手机使用高效率的混合编码技术所谓所谓“MP3音乐音乐”，它是一种采用，它是一种采用MPEG-1层层3编码的高质编码的高质量数字声音量数字声音, 压缩比大约压缩比大约1012倍，使一张普通倍，使一张普通CD光盘上光盘上可以存储大约可以存储大约100首首MP3歌曲，可连续播放歌曲，可连续播放10小时。小时。 98第5章 数字媒体与应用波形声音的文件类型及其应用波形声音的文件类型及其应用 音音频格式格式文件文件扩展名展名编码类型型效果效果主要主要应用用开开发者者WAV.wav未未压缩声音达到声音达到CD品品质支持多种采支持多种采样频率和量率和量化位数，化位数，获得广泛支持得广泛支持微微软公司公司FLAC.flac无无损压缩压缩比比为2:1左右左右高品高品质数字音数字音乐Xiph.Org基金会基金会APE.ape无无损压缩压缩比比为2:1左右左右高品高品质数字音数字音乐Matthew T. AshlandM4A.m4a无无损压缩压缩比比为2:1左右左右QuickTime, iTunes, iPod，Real Player苹果公司苹果公司MP3.mp3有有损压缩MPEG-1 audio层3压缩比比为8:112:1因特网，因特网，MP3音音乐ISOWMA.wma有有损压缩压缩比高于比高于MP3使用数字版使用数字版权保保护因特网，音因特网，音乐微微软公司公司AC3.ac3有有损压缩压缩比可比可调，支持支持5.1、7.1声道声道DVD, 数字数字电视，家庭影院等家庭影院等美国美国Dolby公司公司AAC.aac有有损压缩压缩比可比可调，支持支持5.1、7.1声道声道DVD, 数字数字电视，家庭影院等家庭影院等ISO MPEG-2/MPEG-4 99第5章 数字媒体与应用我们从网上下载的我们从网上下载的MP3音乐，采用的全音乐，采用的全频带声音压缩编码标准是频带声音压缩编码标准是_。 A、MPEG-1层层3 B、MPEG-2 audio C、Dolby AC-3 D、MIDI 题解题解100第5章 数字媒体与应用什么是流媒体？什么是流媒体？n在因特网上收听在因特网上收听(看看)音音(视视)频节目的频节目的2种方式：种方式：i下载存储方式：先下载存储在计算机中，下载完毕后再播放（缺点：下载存储方式：先下载存储在计算机中，下载完毕后再播放（缺点：需要等待很长时间，并需要较大的存储容量）需要等待很长时间，并需要较大的存储容量）i流式传输方式：边下载、边播放（优点：只需要下载一部分数据之流式传输方式：边下载、边播放（优点：只需要下载一部分数据之后后, 就可以开始一边播放一边下载，等待时间短、存储需求小）就可以开始一边播放一边下载，等待时间短、存储需求小）n流媒体技术就是允许在网络上让用户一边下载一边收看流媒体技术就是允许在网络上让用户一边下载一边收看(听听)音视频媒体的一种技术音视频媒体的一种技术n目前主要有目前主要有3个公司的流媒体产品：个公司的流媒体产品：1.Real Networks公司的公司的 RealMedia2.微软公司的微软公司的 Windows Media Services 3.苹果公司的苹果公司的 QuickTime101第5章 数字媒体与应用5.3.3 波形声音的编辑与播放波形声音的编辑与播放102第5章 数字媒体与应用波形声音编辑软件的功能波形声音编辑软件的功能主要功能：主要功能：1 编辑声音：如声音剪编辑声音：如声音剪辑、复制、调节音量辑、复制、调节音量2 声音的效果处理：如声音的效果处理：如混响、回声等混响、回声等3 录音录音4 声音的格式转换声音的格式转换5 播放声音播放声音数字声音数字声音的参数的参数左声道左声道信号波形信号波形右声道右声道信号波形信号波形淡入淡入淡出淡出时间刻度时间刻度播放标尺播放标尺声音编辑软件的声音编辑软件的典型用户界面典型用户界面103第5章 数字媒体与应用5.3.4 计算机合成声音计算机合成声音104第5章 数字媒体与应用什么是计算机合成声音？什么是计算机合成声音？n计算机合成声音就是计算机模仿人说话或演奏音乐计算机合成声音就是计算机模仿人说话或演奏音乐n计算机合成声音有两类：计算机合成声音有两类：n计算机合成语音：计算机合成语音：n计算机模仿人把一段文字朗读出来，即把文字转换为语音（简计算机模仿人把一段文字朗读出来，即把文字转换为语音（简称为称为 TTS）n应用：有声查询、文稿校对、语言学习、语音秘书、自动报警、应用：有声查询、文稿校对、语言学习、语音秘书、自动报警、残疾人服务等残疾人服务等n计算机合成音乐：计算机合成音乐：n计算机模拟各种乐器发声并按照乐谱演奏音乐计算机模拟各种乐器发声并按照乐谱演奏音乐n应用：计算机作曲、配器等应用：计算机作曲、配器等105第5章 数字媒体与应用例：计算机合成的语音例：计算机合成的语音nHello，everybody （1）n你好，我是贝尔实验室的中文语音合成系统你好，我是贝尔实验室的中文语音合成系统（BellTTS1）n南京大学计算机系南京大学计算机系2002年招收了年招收了202名本科生，名本科生，22名博士名博士生，生，130多名硕士生。多名硕士生。（中科大讯飞公司）（中科大讯飞公司） （Bell）n安徽中科大讯飞信息科技有限公司是专门从事中文语音及安徽中科大讯飞信息科技有限公司是专门从事中文语音及语言技术软件语言技术软件 （讯飞）（讯飞）n我们都是同行，我们一路同行，去参加人参培植研讨会我们都是同行，我们一路同行，去参加人参培植研讨会 （讯飞）（讯飞） （Bell）需要进一步提高之处：发音和断句要正确，提高自然度，丰富表现力需要进一步提高之处：发音和断句要正确，提高自然度，丰富表现力106第5章 数字媒体与应用计算机合成音乐（计算机合成音乐（MIDI）音乐音乐合成器合成器音乐音乐MIDI文件文件媒体媒体播放器播放器MIDI消息消息n计算机合成音乐需要三个要素：乐器、乐谱和计算机合成音乐需要三个要素：乐器、乐谱和“演奏员演奏员” 声卡上的音乐合成声卡上的音乐合成器能像电子琴一样器能像电子琴一样模仿几十种不同的模仿几十种不同的乐器发出声音，它乐器发出声音，它按照按照MIDI消息合成消息合成出不同音色和音调出不同音色和音调的音符，通过扬声的音符，通过扬声器播放出音乐来器播放出音乐来 乐谱在计算机中使用乐谱在计算机中使用一种叫做一种叫做MIDI的音乐的音乐描述语言来表示。使描述语言来表示。使用用MIDI描述的音乐称描述的音乐称为为MIDI音乐。一首乐音乐。一首乐曲对应一个曲对应一个MIDI文件，文件，其文件扩展名为其文件扩展名为 .MID或或 .MIDI媒体播放器软件相当媒体播放器软件相当于于“演奏员演奏员”。播放。播放MIDI音乐时，它先从音乐时，它先从磁盘上读入磁盘上读入.MID文件，文件，解释其内容，然后以解释其内容，然后以MIDI消息的形式向声消息的形式向声卡上的音乐合成器发卡上的音乐合成器发出各种指令出各种指令107第5章 数字媒体与应用例：计算机合成的例：计算机合成的MIDI音乐音乐n例例1 音乐之声音乐之声（6KB） n例例2 军港之夜军港之夜（7KB）nMIDI的优点：的优点：n数据量极小（比数据量极小（比CD立体声少立体声少3个数量级，比个数量级，比MP3少少3个数量级）个数量级）n易于制作和编辑修改易于制作和编辑修改n可以与波形声音同时播放可以与波形声音同时播放nMIDI的不足：的不足：n只能合成音乐，不能合成歌曲和语言只能合成音乐，不能合成歌曲和语言n音质与硬件设备相关音质与硬件设备相关108第5章 数字媒体与应用计算机中用于描述乐谱并由声卡合成出计算机中用于描述乐谱并由声卡合成出乐曲的一种专用语言，称为乐曲的一种专用语言，称为_。 A、MP3 B、MIDI C、JPEG2000 D、XML 题解题解109第5章 数字媒体与应用下列关于下列关于MIDI的说法不正确的是的说法不正确的是_。 AMIDI是一种音乐描述语言是一种音乐描述语言 B由声卡上的音乐合成器解释并执行由声卡上的音乐合成器解释并执行MIDI文件文件CMIDI音乐是属于计算机合成声音音乐是属于计算机合成声音 DMIDI文件扩展名为文件扩展名为.MID或或.MIDI题解题解110第5章 数字媒体与应用小结：计算机中的数字声音小结：计算机中的数字声音n数字声音的特点：数字声音的特点：n是一种连续媒体，传输与播放有实时性要求是一种连续媒体，传输与播放有实时性要求n数据量大，对存储和传输的要求比较高，必须进行压缩数据量大，对存储和传输的要求比较高，必须进行压缩 n数字声音的类型：数字声音的类型：n取样（波形）声音取样（波形）声音n数字语音：应用于电话、手机、多媒体配音等数字语音：应用于电话、手机、多媒体配音等n全频带声音：全频带声音：CD和和DVD音乐，数字电视伴音等音乐，数字电视伴音等n计算机合成声音计算机合成声音n合成语音合成语音n合成音乐（合成音乐（MIDI）5.4 数字视频及应用数字视频及应用5.4.1 数字视频基础数字视频基础5.4.2 数字视频的压缩编码数字视频的压缩编码5.4.3 数字视频的编辑数字视频的编辑5.4.4 计算机动画计算机动画5.4.5 数字视频的应用数字视频的应用 112第5章 数字媒体与应用 n视频视频(video)：随时间变化其内容的一组图象：随时间变化其内容的一组图象(24,25, 30帧帧/秒秒)，又叫运动图象或活动图象，又叫运动图象或活动图象(motion picture)n常见视频信号：电视，电影，动画等常见视频信号：电视，电影，动画等.n视频信号的特点：视频信号的特点：n内容随时间而变化内容随时间而变化,n伴随有与画面动作同步的声音伴随有与画面动作同步的声音(伴音伴音),n人类接受的信息人类接受的信息70%来自视觉来自视觉, 其中活动图象是信息量最丰其中活动图象是信息量最丰富、直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。富、直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。n视频信息的处理是多媒体技术的核心。视频信息的处理是多媒体技术的核心。什么是视频（什么是视频（video）？）？113第5章 数字媒体与应用5.4.1 数字视频基础数字视频基础114第5章 数字媒体与应用彩色电视信号的发送与接收彩色电视信号的发送与接收n彩色电视信号的发送与接收：彩色电视信号的发送与接收：PAL制彩色电视信号的颜制彩色电视信号的颜色不使用色不使用RGB表示，而是表示，而是使用亮度信号使用亮度信号Y和两个色和两个色度信号度信号U、V来表示来表示 为进行远距离传为进行远距离传输必须进行调制输必须进行调制 RGBRGBYUV 复合复合 调制调制摄摄像像机机 话话筒筒发射发射天线天线RGBYUV分路分路解调解调接收接收天线天线RGB将将Y、U、V信号信号转换成为转换成为R、G、B 信号，然后再信号，然后再进行显示进行显示n使用使用Y、U，V彩色空间的原因：彩色空间的原因：与黑白电视保持兼容与黑白电视保持兼容利用人的视觉特性来节省电视信号的带宽和发射功率利用人的视觉特性来节省电视信号的带宽和发射功率115第5章 数字媒体与应用数字视频信号的获取数字视频信号的获取 视频信号的数字化过程视频信号的数字化过程: 与图像、声音的数字化过程相仿，但更复杂一些与图像、声音的数字化过程相仿，但更复杂一些(8-10 bits)滤波滤波取样取样量化量化编码编码数字数字视频视频信息信息模拟模拟视频视频信号信号VUYUVY 数字视频的获取设备：数字视频的获取设备： 视频采集卡视频采集卡（简称视频卡简称视频卡） 数字摄像头，通过光学镜头和数字摄像头，通过光学镜头和CCD器件采集动态图像，转换器件采集动态图像，转换成数字信号并输入成数字信号并输入PC机机 脱机获取设备：数码摄像机脱机获取设备：数码摄像机116第5章 数字媒体与应用视频捕获视频捕获( (采集采集) )卡卡的功能的功能n从多种视频源中选择一种作为视频输入从多种视频源中选择一种作为视频输入n支持不同的电视制式支持不同的电视制式n能同时处理图像信号的伴音能同时处理图像信号的伴音n可在显示器上监看输入的视频信号可在显示器上监看输入的视频信号, 其位置及大小可调其位置及大小可调n能将计算机生成的图像能将计算机生成的图像/图形图形/文本与视频图像迭加处理文本与视频图像迭加处理n可随时冻结可随时冻结(定格定格)一幅画面一幅画面,并按指定格式保存并按指定格式保存n可可 实时压缩与存储视频及其伴音信息实时压缩与存储视频及其伴音信息n可可 实时解压缩并播放视频及其伴音信息实时解压缩并播放视频及其伴音信息,输出设备可选输出设备可选(VGA监视器、电视机、录相机等监视器、电视机、录相机等)117第5章 数字媒体与应用视频卡、显卡与主机视频卡、显卡与主机的关系的关系视频视频捕获器捕获器视频视频缓冲器缓冲器叠加叠加/转换器转换器TV编码器编码器图形图形控制器控制器显示显示存储器存储器内存内存CPUDSP处理器处理器PCI总线总线视频视频信号信号显示器显示器TV机机硬盘硬盘硬硬 盘盘（视频卡和显示卡）（视频卡和显示卡）（主机）（主机）视频信视频信号数字号数字化并存化并存入硬盘入硬盘在屏幕上监看视频信号在屏幕上监看视频信号计算机图形文字输出计算机图形文字输出在电脑上播放视频在电脑上播放视频在电视机上播放视频在电视机上播放视频118第5章 数字媒体与应用数字摄像头数字摄像头n分辨率为分辨率为352288 640480n速度一般在速度一般在30fps（每秒（每秒30帧）左帧）左右右n镜头的视角可达到镜头的视角可达到45-60度度 n支持支持USB接口接口 或或IEEE1394（火（火线）接口线）接口n成像器件采用成像器件采用CMOS或或CCD119第5章 数字媒体与应用数码摄像机数码摄像机 n提供提供480线以上的分辨率，清线以上的分辨率，清晰度高晰度高n自动对焦，自动曝光自动对焦，自动曝光 n使用使用MPEG-2进行压缩编码，进行压缩编码，然后记录在硬盘上然后记录在硬盘上n具有录音功能具有录音功能n数据量很大，采用数据量很大，采用USB接口接口或或IEEE1394接口接口 120第5章 数字媒体与应用5.4.2 数字视频的压缩编码数字视频的压缩编码121第5章 数字媒体与应用数字视频的压缩编码数字视频的压缩编码n视频数据压缩的可能性：视频数据压缩的可能性：n数字视频的数据量大得惊人，数字视频的数据量大得惊人，1分钟的数字电视图像未压缩分钟的数字电视图像未压缩时其数据量约为时其数据量约为1G字节，对存储、传输和处理都有很大的困字节，对存储、传输和处理都有很大的困难难n视频数据压缩的可能性：视频数据压缩的可能性：n视频信息的每个画面内部有很多信息冗余视频信息的每个画面内部有很多信息冗余n相邻画面的内容有高度的连贯性相邻画面的内容有高度的连贯性n人眼的视觉灵敏度有限，允许画面有一定失真人眼的视觉灵敏度有限，允许画面有一定失真n结论：结论：n数字视频的数据量可压缩几十倍甚至几百倍数字视频的数据量可压缩几十倍甚至几百倍 122第5章 数字媒体与应用数字视频的三大类编码标准数字视频的三大类编码标准nITU-T国际标准：国际标准：H.261(Px64)标准、标准、 H.263标准等标准等nISO/IEC 国际标准：国际标准：nMPEG-1标准，标准，nMPEG-2标准（等同于标准（等同于ITU-T H.262），），n用于低分辨率、低码率视频应用的用于低分辨率、低码率视频应用的MPEG-4 ASP，n代表当前技术水准的代表当前技术水准的MPEG-4 AVC视频编码标准（等同于视频编码标准（等同于ITU-T H.264）,在在HDTV、蓝光盘、蓝光盘、XBOX、iPod、iPhone等众多领域得到推广应用。等众多领域得到推广应用。n公司标准：公司标准：n早期：早期：Intel公司的公司的Indeo Video，苹果公司的，苹果公司的Cinepakn当前：当前：Real Network公司的公司的RealVideo，微软公司的，微软公司的 WMV9，Adobe公司公司Flash中使用的中使用的VP6、VP7、VP8 等等123第5章 数字媒体与应用目前流行的数字视频编码国际标准目前流行的数字视频编码国际标准名名 称称图像格式像格式压缩后的后的码率率主要主要应用用MPEG-1360288大大约1.2 Mb/s 1.5Mb/s适适用用于于VCD、数数码相相机机、数数字字摄像像机机等等H.261360288 或或180144Px64 kb/s (P=1、2时，只只支支持持180144格格式式，P6时，可支持可支持360288格式格式)应用用于于视频通通信信，如如可可视电话、会会议电视等等MPEG-2 (MPML)7205765 Mb/s 15Mb/s用用途途最最广广, 如如DVD、卫星星电视直直播播、数字有数字有线电视等等MPEG-2高清格式高清格式144011521920115280 Mb/s 100Mb/s高清晰度高清晰度电视（HDTV）领域域MPEG-4ASP分分辨辨率率较低低的的视频格式格式与与MPEG-1，MPEG-2相相当当，但最低可达到但最低可达到64kb/s在在低低分分辨辨率率低低码率率领域域应用用，如如监控控、IPTV、手机、手机、MP4播放器等播放器等MPEG-4 AVC多多种种不不同同的的视频格式格式采采用用多多种种新新技技术，编码效效率比率比MPEG-4ASP显著减少著减少已已在在多多种种领域域应用用，如如HDTV、蓝光光盘、IPTV、XBOX、iPod、iPhone等等124第5章 数字媒体与应用数字视频的常用文件格式数字视频的常用文件格式n.mpeg（.mpg，.dat）使用使用MPEG编码的电影文件编码的电影文件n.mp2MPEG-2 编码的电影文件编码的电影文件n.mp4MPEG-4 编码的电影文件编码的电影文件n.avi （.navi）微软公司的视频剪辑文件微软公司的视频剪辑文件 n.wmv微软公司的流式视频文件微软公司的流式视频文件n.asf微软公司的流式视频文件微软公司的流式视频文件n.rm(RealAudio)RealNetworks的流式视频文件的流式视频文件n.mov (.qt)苹果公司的流式视频文件苹果公司的流式视频文件n DivX格式格式MPEG-4 v3 改进后的一种格式，在改进后的一种格式，在MP4播播放器上使用放器上使用125第5章 数字媒体与应用音像文件与播放器音像文件与播放器n播放器播放器(Plaper)实际上就是一种解码器，但通常既可以解码多种类型的信息（音实际上就是一种解码器，但通常既可以解码多种类型的信息（音频、视频、图片、频、视频、图片、），还能解码多种不同格式的音像文件格式。），还能解码多种不同格式的音像文件格式。nPC上使用的是软件播放器，一台计算机可以安装多个不同的播放器：上使用的是软件播放器，一台计算机可以安装多个不同的播放器：n微软公司的微软公司的“Microsoft Media Player”，n苹果公司的苹果公司的QuickTime Player和和iTunes，nReal公司的公司的RealPlayer (简称简称RealOne 播放器播放器)n“全能全能”播放器：播放器：Storm Player（暴风影音）、（暴风影音）、The KMPlayer、绚彩魅影、变、绚彩魅影、变色龙万能播放器（色龙万能播放器（PPStream）、豪杰超级解霸，等等）、豪杰超级解霸，等等n硬件播放器（便携式）：硬件播放器（便携式）：nMP3播放器：以播放播放器：以播放MP3格式的音频信息为主，也能收听广播、观看文本和图格式的音频信息为主，也能收听广播、观看文本和图片，功能更强一些的还能播放视频信息片，功能更强一些的还能播放视频信息nMP4播放器：以播放视频为主，国外叫做播放器：以播放视频为主，国外叫做PVP（个人视频播放器）或（个人视频播放器）或PMP（便（便携式媒体播放器），携式媒体播放器），LCD屏幕较大，价格较高屏幕较大，价格较高126第5章 数字媒体与应用附：什么是附：什么是MP4？nMP4播放器是一种能够播放视频的便播放器是一种能够播放视频的便携式设备，也叫做携式设备，也叫做PVP（个人视频播（个人视频播放器）或放器）或PMP（便携式媒体播放器）（便携式媒体播放器）n功能：功能：n看录像（电影）看录像（电影）n播放音乐播放音乐n浏览文本和图片浏览文本和图片n甚至还可以上网甚至还可以上网n技术特点：技术特点：n自带自带25英寸的英寸的LCD屏屏n存储容量达几十存储容量达几十GB127第5章 数字媒体与应用5.4.3 数字视频的编辑数字视频的编辑128第5章 数字媒体与应用例：简单的视频编辑软件例：简单的视频编辑软件 Windows Movie Maker n由微软公司开发，在由微软公司开发，在Windows XP平台上运行平台上运行n功能：功能：n通过摄像机、数字摄像头或其他视频源将音频和视通过摄像机、数字摄像头或其他视频源将音频和视频捕获到计算机中频捕获到计算机中n打开已有的音频、视频或静止图片，对音频与视频打开已有的音频、视频或静止图片，对音频与视频内容进行编辑（包括添加片头、使用视频过渡或特内容进行编辑（包括添加片头、使用视频过渡或特技效果等）技效果等）n将制作的视频保存到硬盘中，或刻录在将制作的视频保存到硬盘中，或刻录在CD或或DVD光光盘上，供盘上，供“媒体播放器媒体播放器”进行播放进行播放 129第5章 数字媒体与应用5.4.4 计算机动画计算机动画130第5章 数字媒体与应用什么是计算机动画？什么是计算机动画？n计算机动画计算机动画使用计算机生成一系列内容连续的画面供使用计算机生成一系列内容连续的画面供实时演播的一种技术，它是一种计算机合成的数字视频，实时演播的一种技术，它是一种计算机合成的数字视频，而不是用摄像机拍摄的而不是用摄像机拍摄的“自然视频自然视频”n上世纪九十年代开始，计算机动画技术应用于电影特技，上世纪九十年代开始，计算机动画技术应用于电影特技，如电影如电影“侏罗纪公园侏罗纪公园”、 玩具总动员玩具总动员、泰坦尼克泰坦尼克等，取得轰动效应等，取得轰动效应n应用领域：应用领域：n影视和广告领域：电影特技、动画片、电视广告制作等影视和广告领域：电影特技、动画片、电视广告制作等n教育和培训领域：辅助教学、驾驶员训练等教育和培训领域：辅助教学、驾驶员训练等n科技领域：科学计算可视化，复杂系统的动态模拟科技领域：科学计算可视化，复杂系统的动态模拟n军事领域：军事训练、作战模拟等军事领域：军事训练、作战模拟等n游戏游戏131第5章 数字媒体与应用计算机动画的制作过程计算机动画的制作过程n计计算算机机动动画画制制作作包包括括：在在计计算算机机中中建建立立景景物物的的模模型型、描描述述它们的运动、生成一系列逼真的图像它们的运动、生成一系列逼真的图像n三维计算机动画制作过程分以下几个阶段：三维计算机动画制作过程分以下几个阶段：（1）描述景物的形状与结构（建模）描述景物的形状与结构（建模）（2）确定景物的颜色和材质（纹理）确定景物的颜色和材质（纹理）（3）设置灯光和确定虚拟摄像机的位置）设置灯光和确定虚拟摄像机的位置（4）描述场景中物体的运动和摄像机的移动）描述场景中物体的运动和摄像机的移动（5）绘制一系列的图像）绘制一系列的图像（6）输出动画结果）输出动画结果132第5章 数字媒体与应用例：四个简单动画例：四个简单动画例例1例例2例例3例例4133第5章 数字媒体与应用动画制作软件动画制作软件n著名的商品化的造型与动画制作软件著名的商品化的造型与动画制作软件:n加拿大加拿大Alias公司的公司的Power animator n法国法国TDI公司的公司的Exploren荷兰荷兰ElectroGIG公司的公司的3DGOn加拿大加拿大Vertigo公司的公司的Vertigon美国美国Wavefront公司的公司的Advanced Visualizern美国美国SGI公司公司Alias和和Wavefront 公司的公司的MAYAn美美 国国 Autodesk公公 司司 Discreet公公 司司 的的 3ds max，Animator Studio134第5章 数字媒体与应用互联网动画：互联网动画：GIF和和FlashnGIF动画动画(参见参见5.2节节)：nMacromedia公司的公司的Flash动画动画n画面大小可任意调节，用户可控制播放过程画面大小可任意调节，用户可控制播放过程n既可生成自动可执行文件既可生成自动可执行文件(*.exe)，还可生成用，还可生成用 Flash 播放器播放的文件播放器播放的文件 (*.SWF)；n既可做成单独的动画，也可以嵌入网页文件既可做成单独的动画，也可以嵌入网页文件n采用流式传输方式，可以边下载边进行播放采用流式传输方式，可以边下载边进行播放n演示演示135第5章 数字媒体与应用5.4.5 数字视频的应用数字视频的应用1VCD与与DVD2可视电话与视频会议可视电话与视频会议3数字电视数字电视4点播电视点播电视VOD136第5章 数字媒体与应用什么是什么是VCD, 什么是什么是DVD ?nVideoCD（简称（简称VCD）：按）：按MPEG-1标准将标准将60分钟的分钟的音频音频/视频节目记录在一张视频节目记录在一张CD光盘上，图像质量为光盘上，图像质量为VHS (352240)，即家用录放像机的水平，可播放立，即家用录放像机的水平，可播放立体声体声 nDVD-Video（简称为（简称为DVD）：按）：按MPEG-2标准将音频标准将音频/视频节目记录在视频节目记录在DVD光盘上，图像质量为广播级光盘上，图像质量为广播级 (720576)，可播放，可播放5.1声道的环绕立体声，单面单层声道的环绕立体声，单面单层DVD（容量为（容量为4.7GB）光盘可记录）光盘可记录120分钟以上的影分钟以上的影视节目视节目137第5章 数字媒体与应用VCD与与DVD的比较的比较VCDDVD视频压缩编码标准准MPEG-1 video，图像分像分辨率辨率为352240（家用（家用电视质量）量）MPEG-2 video，图像分辨率像分辨率为720480（广播（广播级电视图像像质量）量）音音频压缩编码标准准MPEG-1 audio，层2，支持双声道立体声支持双声道立体声MPEG-2audio或杜比或杜比AC-3,支持支持5.1声声道的三道的三维环绕立体声立体声光光盘存存储容容量量650MB左右左右有多种不同有多种不同规格。格。单面面单层DVD容量容量为4.7GB，单面双面双层为8.5GB播放播放时间1小小时左右左右单面面单层DVD光光盘可播放可播放2小小时左右左右其他功能其他功能较少少支持多种支持多种辅助功能，如多种文字字幕，助功能，如多种文字字幕，多种多种语言声音，多种言声音，多种视角，多种角，多种宽高高比等比等138第5章 数字媒体与应用可视电话和视频会议可视电话和视频会议n可视电话：通话双方能互相看见的一种电话系统可视电话：通话双方能互相看见的一种电话系统n电话机具有摄像、显示、声音等功能，内置高质量电话机具有摄像、显示、声音等功能，内置高质量CCD镜头镜头及及MODEMn视频会议：多人同时参与的一种音视频会议：多人同时参与的一种音/视频通信系统视频通信系统n类似于可视电话，但多人参加通话，提供的功能也更加丰富类似于可视电话，但多人参加通话，提供的功能也更加丰富n两种实施方式：两种实施方式：n在电信局的数字通信网上进行在电信局的数字通信网上进行n在互联网上进行，例如使用下列即时通信软件：在互联网上进行，例如使用下列即时通信软件：微软的微软的MSN Messenger，腾迅的，腾迅的QQ，网易的，网易的POPO，新浪，新浪的的UC等等139第5章 数字媒体与应用什么是数字电视什么是数字电视 ?n数数字字电电视视指指的的是是:电电视视节节目目的的制制作作（摄摄录录、编编辑辑）、处处理理、传传输输、接接收收播播放放全全过过程程的的数数字字化化，特特别别是是将将电电视视信信号号进进行行数字化之后以数字化之后以数字形式进行传输和接收数字形式进行传输和接收；n数字电视的范围：数字电视的范围：n高端高端高清晰度电视高清晰度电视(HDTV)，分辨率，分辨率1920x1024n中端中端常规模拟电视的数字化（常规模拟电视的数字化（DTV）n低端低端包括互联网上的包括互联网上的IPTV等等 节目制作节目制作信号处理信号处理广播传输广播传输接收播放接收播放 1 2 3 4140第5章 数字媒体与应用数字电视的优点数字电视的优点(1) 频道利用率高频道利用率高可传输的数字电视节目比传输模拟电视节目增加好几倍可传输的数字电视节目比传输模拟电视节目增加好几倍(2) 抗干扰能力强抗干扰能力强同等传输条件下的抗干扰能力优于模拟电视同等传输条件下的抗干扰能力优于模拟电视 (3) 图像清晰度高图像清晰度高用户接收到的图像质量能达到演播室水平用户接收到的图像质量能达到演播室水平(4) 音响效果好音响效果好具有具有CD级音质效果，可支持级音质效果，可支持5.1环绕立体声家庭影院环绕立体声家庭影院 (5) 可开展基于可开展基于TV的交互式数据业务的交互式数据业务包括电视购物、电视银行、电视商务、电视游戏、点播电包括电视购物、电视银行、电视商务、电视游戏、点播电视等业务视等业务 141第5章 数字媒体与应用数字电视的传播途径数字电视的传播途径 数数字字视视频频节节目目制制作作视频视频服务器服务器光盘光盘制作制作地面无线地面无线(DVB-T)卫星卫星(DVB-S)数字数字CATV(DVB-C)Internet(IPTV)VCDDVD解码器解码器电视机电视机PC机机142第5章 数字媒体与应用什么是点播电视什么是点播电视(VOD) ？nVOD（点播电视）指用户可以自己选择观看需要的电视节（点播电视）指用户可以自己选择观看需要的电视节目，改变了电视台播什么用户只能看什么的电视收看模式目，改变了电视台播什么用户只能看什么的电视收看模式 用用 户户接入网接入网宽宽 带带广域网广域网交换器交换器LAN 家庭用户家庭用户单位用户单位用户视频视频服务器服务器28.8-128 kb/s 10-100Mb/s分配服务器分配服务器和和/或或智能部件智能部件网网管管工作站工作站节目制作中心节目制作中心VOD系统组成的示意图系统组成的示意图