第六章多媒体技术基础.ppt

第六章,多媒体技术基础,本章主要内容,多媒体技术概述 计算机中的多媒体设备 数字声音 数字图像 数字视频 用 Fireworks MX 2004编辑图像 FLASH 制作动画,多媒体的概念,媒体：指交流、传播信息的工具，承载信息之载体 Multi + Media = Multimedia过去一般称报纸、出版物、电视及电影等为大众媒体事实上根据媒体一词的内涵，媒体的含义包括感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体多媒体的内涵表示媒体的多样化；一个技术领域一个技术时代多媒体的定义 以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行采集、编码、存储、传输、处理和表现，综合处理多种媒体信息并使之建立起有机的逻辑联系，集成为一个系统并能具有良好交互性的技术多媒体的分类:感觉媒体,感觉媒体能直接作用于人的感官, 让人产生感觉的媒体例如：通过视觉看到的文字、图形；通过听觉听到的音乐、语音等感觉媒体包括人类的语言、音乐和自然界的各种声音、活动图像、图形、曲线、动画以及文本等人类的感觉：听觉、视觉、触觉、嗅觉、味觉感觉媒体： 声：语音、声响、音乐等 图：图形、图像 影：动画、视频等 文：文字、数值、符号等 其它：动作媒体、触觉媒体等,多媒体的分类:表示媒体,表示媒体为传播和表达某种感觉媒体所指定的各类信息的编码与格式。

例如，ASCII码、语音编码，电报码，图像编码， ...表示媒体是为传输感觉媒体而研究出来的中间手段，以便能更有效地将感觉媒体从一地传向另一地多媒体的分类:显示媒体,显示媒体用于输入和输出感觉媒体的载体输出媒体 显示器，扬声器，打印机, 绘图仪、...输入媒体 键盘，鼠标，扫描仪, 话筒、摄像机、...显示媒体是用于通信中电信号和感觉媒体之间转换所用的媒体多媒体的分类:存储媒体,存储媒体用于存放表示媒体的载体例如：内存、软磁盘、硬盘、光盘、纸张、 ...表示媒体保存在存储媒体中，可以让本机随时调用，也可供其他终端远程调用多媒体的分类:传输媒体,传输媒体用于把表示媒体从一处传输到另一处的物理实体例如：各种导线、电缆、线、光纤、无线电、红外线 ...各种媒体的关系,表现媒体（输入设备）,存储媒体,表现媒体（输出设备）,,,感觉媒体,感觉媒体,表示媒体,表示媒体,多媒体技术,多媒体技术是一种基于计算机科学的综合技术,是正处于发展过程中的一门跨学科的综合性高新技术数字化信息处理技术音频和视频技术计算机软件和硬件技术人工智能和模式识别技术通信和网络技术等,多媒体技术的特点,集成性是指将不同的媒体信息有机地组合成为一个完整的多媒体信息；交互性是指人们可主动地对媒体信息进行冻结、缩放、变换等操作并产生一种全新信息的交流方式实时性是指要支持对媒体信息的实时处理而不能产生停顿。

实时性的主要表现形式为音频和视频信息，在多媒体信息中特别要强调音频和视频的存在,多媒体技术研究的主要内容,多媒体数据编码解码技术 多媒体硬件平台技术 多媒体操作系统技术 多媒体数据库技术 多媒体通信与分布应用技术,多媒体技术的发展,84年：Apple公司引入位图概念85年：推出了世界上第一台多媒体系统86年：推出了交互式紧凑光盘系统CD-I87年：推出交互式数字视频系统DVI90年：指定MPC_I级标准91年：推出CD-ROM/XA标准92年：正是公布MPEG-I数字电视标准93年：推出了MPC_II级标准,多媒体技术的应用前景,多媒体通信与网络多媒体管理信息系统电子出版物计算机辅助教学（CAI）计算机艺术创作计算机娱乐,计算机中的多媒体设备,多媒体计算机除了基本的计算机配置之外，需要扩充有关声音、图像、视频等获取和转换的设备最主要的有声音输入输出设备、图形图像输入输出设备、视频输入输出设备、人机交互设备、通信及存储设备数字音频接口,音频卡也称为声卡，用于处理音频信息把家电产品中的非数字音响设备，如录音机、CD唱机、功放、话筒等连接到计算机系统中，实现语音和音乐的输入输出；通过声卡上的MIDI接口，将MIDI键盘、电钢琴、电吉他等电子乐器连接到计算机中，组成个人音乐创作系统。

MP3等数字设备通过USB接口可直接连接到计算机中,声卡的功能将输入的模拟声音信号进行模数转换（A/D）、压缩编码，变成二进制的数字声音信号；把经过计算机处理的数字化的声音信号通过解压缩、数模转换（D/A）后用音箱播放出来，或者用录音设备记录下来MIDI 是乐器数字接口的英文缩写，泛指数字音乐的国际标准，用于处理电子乐器之间数据的发送和接收MIDI是乐器和计算机使用的标准规范，它规定了各相连硬件接口规范和通信协议，告知MIDI设备要做什么和怎么做，如演奏音符、加大音量、生成音响效果等任何电子乐器，只要有处理MIDI消息的处理器和适当的硬件接口，都能成为MIDI装置合成器 声卡中一般采用两种不同的方法还原MIDI声音，FM (Frequency Modulation，频率调制)合成和波表(Wave table)合成FM合成利用调频技术产生多种正弦波叠加波形来模拟实际乐器的声音波表合成采用波表查找技术来产生MIDI音乐这种技术是将录制的各种乐器的数字化声音存储在只读存储器中，形成波表存储器数字视频接口,图形加速卡 显卡的主要组成部件是图形处理器芯片、显存、BIOS、RAMDAC、接口电路及其它芯片。

图形加速卡本身自带图形函数加速器和显存，专门用来执行生成图形的相关运算，大大减少了CPU处理图形函数的负担加速卡的性能取决于芯片组所提供图形函数运算的能力按芯片组数据传输带宽可分为64位、128位、256位芯片，目前的芯片多为64位视频卡 家电及其视频设备大多使用模拟信号，视频卡可以将它们连接到计算机系统中的接口,并能进行模拟信号与数字信号的转换视频卡分为：视频压缩解压卡、视频转换卡、视频采集卡、视频叠加卡等 目前的视频卡正朝着专业视频卡和多功能集成卡方向发展视频转换卡 分为VGA-TV卡和TV-VGA卡VGA-TV卡的功能是将计算机显示器的VGA信号转换为标准视频信号传送到电视机、大屏幕投影机上，或通过录像机录制在磁带上 TV-VGA卡的核心部件是一个与电视机或录像机功能类似的高频头，用来选择电视频道该卡的视频输入端子连接到有线电视线上，通过软件操作就可控制电视频道的选择，将接收到的电视信号转换成VGA格式的数字信号传送到显示器上，使计算机可以选台收看所有电视节目视频采集卡能将电视信号转换成计算机的数字信号，便于对转换后的数字信号进行剪辑、加工和色彩控制，还可将处理后的数字信号输出到录像带中。

通常在采集过程，对数字视频信息还进行一定形式的实时压缩处理对于数码摄像机这类数字视频源，通过IEEE 1394接口，不必再添加任何采集卡就可以将拍摄的数字视频传输到计算机中视频采集卡的连接,,,,,,,视音频信号线,视音频信号线,,,,视音频信号线,电视,录象机,摄象机,VGA输入,VGA输出,S视频端子,视频捕获卡,VGA显示卡,显示器,,,VGA回路线,VGA数据线,,视频信号的获取方法,外部存储设备接口,USB接口 含义是“通用串行总线”，支持即插即用 使用4针插头作为标准插头，采用菊花链形式把所有的外部设备连接起来，能将各种不同的外设接口统一起来传输速度达到480Mb/s 鼠标、键盘、光盘、刻录机、扫描仪、打印机到数码相机、MP3播放器、U盘等都能使用 USB接口 IEEE1394接口 俗称“火线”，是一种数据传输的开放式技术标准该接口可同时传送数字视频以及音频信号，并且在视频采集和回录过程中没有任何信号的损失视频输入输出设备,图像扫描仪是一种将静态图像输入到计算机里的图像采集设备扫描仪内主要由光源、光学透镜、光电耦合器（CCD）、模数转换器等组成 有手持式、滚筒式、平板式等多种方式接口类型有SCSI、EPP、USB数码照相机 将拍摄的图像直接以数字图像文件保存在存储器中 通过光电耦合器CCD进行图像传感的 数码相机中的图像文件一般都采用JPEG格式,数码摄像机 英文缩写为DV 使用CCD实现影像的采集和数字化的 通常有S-Video、AV、DV In/Out等接口，可连接到多种视频设备上 拍摄、采集、编辑、播放自成一体触摸屏 由传感器、控制器、驱动程序三个主要部分组成传感器探测用户的触摸动作控制器把触摸动作转换为数字信号传到计算机里 驱动程序帮助应用程序与触摸屏打交道,其他输入输出设备,IC卡主要技术包括：硬件技术、软件技术和业务知识 可分为存储卡、智能卡和超智能卡条形码设备 条形码识别技术是集光电技术、通信技术、计算机技术和印刷技术为一体的自动识别技术 条形码由一组宽度不同、平行相邻的黑条和白条并按规定的编码规则组合起来，用来表示某种数据的符号，这些数据可以是数字、字母或某些符号,数字声音基础 :声音的特点,声音是由机械振动产生的物理波，它由频率和振幅两个基本参数决定。

频率描述了振动的快慢，频率越高声音越尖锐；振幅描述了振动的强弱，振动越强，引起的声压变化越大，声音就越大对声音频率的听觉范围为20Hz～20kHz之间，而音强的范围一般在0～120dB声音分类 次音波（频率小于20Hz）音频波（频率在20Hz～20kHz之间）超音波（频率大于20kHz）语音是由人的发声器官产生的声音，频率范围在主要集中在300Hz～3kHz之间语音用可懂度、清晰度、自然度来衡量男性语音频率在100Hz～9KHz之间；女性语音频率在150Hz～10KHz之间数字声音基础 :音频数字化,模拟音频 声音用电压或电流表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号 模拟信号有三个基本要素:基准线、频率、振幅,数字音频 用一系列数字编码来表示音频信号 特点是保真度好，动态范围大，可无限次复制而不会损失信息，便于编辑和特效处理模拟音频数字化 将模拟音频采样、量化的过程采样是每隔一个时间间隔就在模拟声波上取一个幅度值量化是用有限个小幅度来表示无限个幅度值的过程,数字声音基础 :音频压缩编码,多媒体数据压缩编码 数据压缩 减少多媒体数据中的空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余等 压缩方法 无损压缩和有损压缩 编码算法 分为脉冲编码调制、预测编码、统计编码、变换编码、模型编码、混合编码等无损压缩 指数据还原后与原来的数据完全相同 有损压缩 解压后的数据与压缩前的原始数据有一定程度的偏差或失真,音频编码标准 ITU-T G系列音频编码标准高保真立体声标准 MPEG是运动图像专家组的缩写，是国际标准化组织中的一个工作组，它制定出了一系列音频和视频的压缩标准。

MPEG在音频上的压缩可以分为MPEG Layer1、MPEG Layer2和MPEG Layer3)，并根据不同的用途，使用不同层次的编码数字声音基础 :音频文件格式,波形文件（.wav、.voc）WAV文件是Windows下使用的标准波形声音文件格式MIDI文件（.mid、.cmf）MIDI文件是记录MIDI音乐的文件格式，后缀 .mid MP3文件（.mp3）MP3是基于MPEG压缩标准的一种音频文件格式被广泛应用于音乐的网上发布和传输以及随身听中 流式波形文件（.ra、.wma） .wma是微软公司的流式音频文件，可方便地在因特网上传输和播放,数字声音基础 :数字音频处理,对数字音频文件可以使用软件进行编辑处理,常用的音频处理软件有CoolEdit是一款功能强大、效果出色的多轨录音和音频处理软件 Sound Forge是另一款音频录制、处理软件，它几乎成了PC机上单轨音频处理的代名词,。