多媒体技术基础讲义

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《多媒体技术基础》PPT课件

8.2.4 数据压缩技术
数字化了的视频和音频信号的数量之大是非常惊人的。带来的问题
占用存储容量降低通信干线的信道传输率影响计算机的处理速度和播放效果问题的解决：数据压缩数据压缩：一般可以分为有损压缩和无损压缩两种。
数据压缩技术的性能指标
① 压缩比:指输入数据和输出数据比。 ② 图像质量：对于有损压缩，失真情况很难量化，只能对测试的图像进行估计。而无损压缩不存在这一问题。 ③ 压缩／解压速度：在静态图像中，对压缩速度的要求没有对解压速度的要求严格；在动态图像中，压缩、解压速度都有要求，因为需实时地从摄像机或其他设备中抓取动态视频。 ④ 硬软件系统：有些压缩／解压工作可用软件实现，在设计系统时必须充分考虑如下两个因素：比较复杂的算法，压缩或解压过程比较长；比较简单算法，压缩比和压缩效果比较差。
2.常用图像文件格式
•BMP和DIB格式文件设备无关的位图格式文件，Windows环境中经常使用.
•GIF格式文件 Internet上的重要文件格式之一，最大不超过64 KB， 256色以内，压缩比较高，与设备无关。
•JPEG格式文件（.JPG）利用JPEG方法压缩, Internet上重要文件格式之一，适用于处理256色以上、大幅面图像。
例1分钟的数字视频容量
分辨率
采样深度帧/秒
640×480 ×3 ×30 ×60 =1 658 880 000字节
时间
常用视频文件格式
•AVI（Audio-Video Interleaved）文件将视频与音频信息交错地保存在一个文件中，较好地解决了音频与视频的同步问题，已成为Windows视频标准格式文件。 •MOV文件利用它可以合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。 •MPG(.mpg)文件是按照MPEG标准压缩的全屏视频的标准文件。 •DAT文件是VCD专用的格式文件，文件结构与MPG文件格式基本相同。

多媒体技术基础课件

多媒体技术基础课件汇报人：2024-01-04•多媒体技术概述•多媒体技术基础•多媒体制作工具目录•多媒体应用开发•多媒体技术前沿•多媒体技术展望01多媒体技术概述交互性指用户可以通过计算机与多媒体信息进行交互，实现人机交互。

多媒体技术指使用计算机交互式综合技术和数字通信网络技术处理多种表示媒体-文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个交互式系统。

媒体指信息表示和传播的载体，如文字、图形、图像、动画、音频和视频等。

多媒体元素指多媒体技术中使用的各种媒体，包括文本、图形、图像、动画、音频和视频等。

多媒体技术的定义20世纪80年代初随着计算机技术的飞速发展，人们开始探索如何将图像、声音和视频等多种媒体信息集成到计算机中，实现多媒体信息的处理和传输。

20世纪90年代初随着数字信号处理技术的成熟，多媒体技术开始进入实用阶段，广泛应用于教育、娱乐、医疗等领域。

21世纪初随着互联网和移动通信技术的发展，多媒体技术得到了更广泛的应用，如在线视频会议、远程教育、数字电视等。

教育领域娱乐领域医疗领域通信领域01020304利用多媒体技术制作课件、教学视频等，提高教学质量和效果。

制作数字电影、音乐、游戏等，提供丰富的视听享受。

利用多媒体技术进行远程医疗诊断、医学影像处理等，提高医疗效率和诊断准确率。

实现视频通话、在线会议等，方便人们进行远程交流和协作。

02多媒体技术基础使用麦克风等设备将声音信号转换为电信号，以便进行数字化处理。

音频采集将原始音频数据转换为数字格式，以便存储和传输。

常见的音频编码格式包括MP3、AAC、WAV等。

音频编码对音频数据进行剪切、拼接、混音等操作，以制作出所需的音频效果。

音频编辑通过添加回声、均衡器、压缩器等效果，改善音频质量或创造出特殊效果。

音频特效CD图像采集使用相机、扫描仪等设备获取图像数据。

图像编辑对图像进行裁剪、调整亮度、对比度、色彩平衡等操作，以改善图像质量或制作特殊效果。

多媒体技术基础(PPT60页)

(3) 多媒体素材处理软件
➢ 音频处理与编辑软件（ GoldWave、Cool Edit Pro） ➢ 动画处理与编辑软件（ Flash、3D Studio Max、Maya
、Morph） ➢ 视频处理与编辑软件（ Premiere、After Effects ）
专题多媒体技术概述
一
*
2. 多媒体计算机系统与MPC
(2)图像的概念、特点及文件格式
❖ 位图的优点：色彩丰富、表现力强、可真实地反映自然景物。
❖ 位图的缺点：放大后图像的质量降低、文件的尺寸大 ❖ 常用的图像文件格式：BMP、JPEG、TIF、PNG、
GIF、TGA、PSD。
1.图形、图像与文字 (3)文字的概念、特点及文件格式
❖ 文字是指可以在屏幕上显示的，用各种字符表示的词句。文字是多媒体的最基本层，通过文字我们可以以最快捷的方式表达信息。
MPC（Multimedia Personal Computer）原意是“多媒体个人计算机”，它同时还代表了MPC的工业标准。
为了使多媒体计算机保持良好的兼容性和一致性，微软公司与诸多的多媒体厂商联合组成了多媒体个人计算机市场协会。其后，该组织又与全球的数千家计算机厂商组成了多媒体个人计算机工作组。他们对多媒体计算机的硬件性能和参数制定出了严格的工业标准，即MPC标准。
(4) 多媒体创作平台软件——多媒体集成软件
➢
专用的多媒体合成软件（Authorware、
Director ）
➢ 通用的高级程序设计语言
（Visual Basic、Visual C++）
(5) 多媒体应用软件
专题多媒体技术概述
一
*
2. 多媒体计算机系统与MPC

第六章多媒体技术基础

3.CD Audio文件扩展名为CDA，唱片采用的格式，无法编辑，文件长度大。
4.MPEG-3文件扩展名为MP3，压缩率大。
5.Real audio文件扩展名为RA和RM。高压缩量比，极小的失真。
6.WMA文件 Windows Media Audio文件。压缩比及音质方面均
超过了MP3。
二、图形和图像
3.编码
数字化的波形声音是一种用二进制表示的串行比特流，它遵循一定的标准或规范进行编码，其数据是按时间顺序组织的。
一般说来，要求声音的质量越高，则量化级数和采样频率也越高，为了保存这一段声音的相应的文件也就越大，即要求的存储空间越大。声音通道的个数表明声音记录是只产生一个波形（单声道）还是产生两个波形（立体声双声道）。立体声的声音有空间感，但需要两倍的存储空间。
图像（Image）：能为人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想像。可由扫描仪、数字照相机、摄像机等设备进行画面录入，数字化后以位图形式存储。
音频（Audio）：包括音乐、话语及各种动物和自然界发出的各种声音。属于听觉类媒体，其频率范围大约在20Hz～20kHz之间。
视频（Video）：一系列的静态图像或图形在一定时间内连续变化的结果。通常可通过录像带、摄像机、影碟机等视频信号源设备获取。
MIDI是Musical Instrument Digital Interface（乐器数字接口）的缩写，MIDI文件的扩展名为MID。
MIDI文件不对音乐进行采样，而是对音乐的每个音符记录为一个数字，所以与波形文件相比文件要小得多，可以满足长时间音乐的需要。MIDI标准规定了各种音调的混合及发音，通过输出装置可以将这些数字重新合成为音乐。

多媒体技术基础(精)ppt课件

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9.2.1 文本信息的数字化
1. ASCII（ASCII码）计算机中常用的字符编码标准有ASCII（美国标准信息交换编码），它用1个字节的低7位（最高位为0）表示128个不同的字符。
2. GB2312-80（国标码）
我国在GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集基本集》国家标准中规定：一个汉字用两个字节表示，每个字节只用低7位，最高位为0。
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9.3.4 JPEG静止图像压缩标准
多灰度静止图像的数字压缩编码”（简称 JPEG标准）
JPEG算法压缩过程
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9.3.5 MPEG动态图像压缩标准
运动图像专家组（MPEG）负责开发电视图像和声音的数据编码和解码标准，这个专家组开发的标准都称为MPEG标准。
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2. 三维动画（1）建模。（2）材质。（3）动画。
基于三角形面和四边形面形成的立体模型
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9.2.6 视频信息的数字化
1. 模拟视频标准目前国际上流行的视频制式标准分别为： NTSC（美国国家电视标准和员会）制式 PAL（隔行倒相）制式 SECAM制式。
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第九章多媒体技术基础
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1
第9章多媒体技术基础
➢ 多媒体技术的基本概念 ➢ 多媒体信息的数字化 ➢ 多媒体数据压缩技术 ➢ 常用多媒体素材处理软件 ➢ Photoshop图像处理 ➢ Flash动画制作
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2
什么是多媒体呢？它有什么特征呢？目前，有什么跟多媒体有关的技术呢？
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rm
RealNetworks公司的流放式声音文件格式
snd
Apple计算机上的声音文件存储格式
wav
Windows采用的波形声音文件存储格式
二、乐器数字接口(MIDI)
MIDI信息实际上是一段音乐的描述，只记录产生某种声音的指令，指令中包含了使用MIDI设备的音乐、音量和持续时间的长短等信息。是数字化的乐谱，由音符序列、定时及合成音乐的乐器定义组成。
1992年，由美国高级网络服务公司组建的高级网络服务网取代国家科学基金网成为Internet的主干网，联入主机达100万台；
1993年，美国政府制定了NII国家信息基础设施行动纲领，揭开了数字化信息革命的序幕；
1994年，我国与美国政府相互批准中国联入Internet；
1995年，高级网络服务网转给美国在线公司运营，这一年被称为 Internet年，联入主机达1000万台。
Internet应用信息服务的发展：
60年代-70年代：Telnet远程登陆、电子邮件、FTP文件传送 70年代-80年代：BBS电子公告系统、新闻组 80年代-90年代：信息浏览和查询、万维网系统 90年代末：信息实时传输与通信服务（音视频点播、实时广播与电视、可视电话、视频会议等）
Internet在我国的发展：
二、基于应用的分类 1、多媒体信息咨询系统 2、多媒体管理系统 3、多媒体辅助教育系统 4、多媒体通信系统 5、多媒体娱乐系统
第三节局域网和广域网
一、局域网的定义
局域网LAN（Local Area Network）能够“把分散在一个建筑物或相临几个建筑物中的计算机，终端，带大容量存储器的外围设备，控制器，显示器以及连接其他网络而使用的网络连接器等相互连接起来，以很高的速率进行通信”。
（3）媒体可以是有形的，也可以是无形的。如，聋哑人用打手势与人交流，不需要时手势就不存在了。
（4）媒体是有层次的，也是可以相互转化的。如，音乐的载体是声音，而声音的载体是唱片、磁带等不同的媒体。
(3) 多媒体：声音，图形，图象和动画等是信息的载体，其中两个或多于两个的组合构成了多媒体。 (4) 多媒体技术：在计算机中能够将文字、声音、图象、动画、视频等多种媒体集成为一个完整的系统，并且可以与使用者进行交互操作的信息存储、加工、传输以及再现的技术。
三、局域网应用关键技术
1、通信技术 2、局域网的访问控制方式和通信协议 3、网络操作系统
四、广域网广域网(WAN 即Wide Area Network)是在较大地理范围内将计算机连起来的计算机网络。
广域网的不规则结构示意图
Internet（因特网）
1、Internet的概念
Internet是将全世界不同国家和地区、不同部门和机构的不同类型的国家主干网、广域网、城域网、局域网和计算机通过网络互联设备相互联接的国际计算机互联网络，是一个“计算机网络的网络”。
20世纪80年代：出现了激光视盘和只读光盘系统（CDROM）。
20世纪90年代：各种各样的多媒体产品陆续出现，多媒体技术进入了高速发展时期。
五、多媒体技术的现状
20世纪90年代后期，在超大规模集成电路的支持下，以计算机技术和网络技术为主导的多媒体技术迅速发展，取得了令人瞩目的进展。
CPU的主频已经发展到千兆级内存已经配置了256MB以上硬盘容量达到了120G以上 DVD已经开始配置到个人电脑上无辐射、高分辨率的液晶显示器进入个人电脑多媒体专用处理芯片的计算能力达到了2000兆位/每秒显示卡的图形处理速度和帧存储容量等都有了极大的提高声卡有了新型音效芯片，可以实现专业的音响效果多媒体操作系统、数据压缩技术、人工智能技术、多媒体数据库技术、多媒体网络技术等软件技术也取得了巨大的进展
四、矢量图形
1、图形：图形是一种抽象化的图象，是把图象按某个标准进行分析而产生的结果。 2、矢量图形：矢量图形是用一个指令集合来描述的。这些指令用来描述构成一幅图的所包含的直线、矩形、圆、圆弧、曲线等的形状、位置、颜色等各种属性和参数。
3、矢量图形文件的格式： EPS格式：EPS为Adobe System公司的页面描述语言的产物，该语言是用来描述矢量图形的。 WMF格式：是比较特殊的图元文件，在桌面出版印刷领域应用广泛，Windows 中许多剪贴画就是以该格式存储的。 3DS格式：用于3D造型。
数字化音频的过程如下图所示:
模拟音频信号
音频信号的采样
采样信号的量化
声音文件大小=采样频率时间声道数(分辨率/8)
如果采样频率为44.1kHz，分辨率为16 位，立体声，录音时间为10s，符合CD音质的声音文件的大小是多少？
注意几个单位的换算细节
时间单位换算：1分=60秒采样频率单位换算：1KHz=1000Hz 数据量单位换算：1MB=1024×1024=1048576B
二、多媒体技术的特性
1、集成性：多媒体技术是指将计算机组成一个完整的多种媒体的集成系统。 2、交互性：操作者与计算机在多媒体方面能够很方便地进行交流。 3、综合性：多媒体技术是一种综合的计算机信息处理技术。
三、促进多媒体技术发展的关键技术
1、 CD-ROM 解决了多媒体信息的存储问题。 2、高速计算机网络可以传送多媒体信息。 3、高速位处理技术，专用集成电路技术和亚
在多媒体技术中，存储声音信息的常用文件格式见下表：
文件扩展名
说
明
au
Sun公司的声音文件存储格式（8位）
aif
Apple计算机上的声音文件存储格式
cmf
声霸卡的MIDI文件存储格式
mid
Windows的MIDI文件存储格式
mp2
MPEG Layer 2
mp3
MPEG Layer 3
mod
MIDI文件存储格式
声音具有音调，音强，音色三要素。音调与频率有关，音强与幅度有关，音色由混入基音的泛音所决定。
声音数据具有很强的前后相关性，数据量大，实时性强，又由于声音是连续的，所以通常把其称之为连续型时基媒体类型。
一、数字音频
音频数字化: 把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列。在这一处理技术中，要考虑采样，量化和编码的问题。一个音频信号转换成在计算机中的表示过程如下： (1)选择采样频率，进行采样； (2)选择分辨率，进行量化； (3)形成声音文件。
上网用户：1997年：62万，1998年：210万，1999年：890 万，2000年：2250万，2001年：3370万。
Internet的未来发展：
新的网络概念：旨在提高Internet的速度和安全性新的网络协议：旨在解决IP地址不足、支持多媒体数据高速传输和提高网络安全的协议
新的网络应用开发语言：旨在提供网上三维图像、矢量动画和数据库与交互主页的编写环境
二、图象文件的格式：
三、图象的获取：
CCD摄像：CCD是电荷耦合器件的简称，也用作摄像机的简称，通过光-电转换的方式获取信号。
图象扫描：图象扫描仪主要应用于图纸之类的平面图象的采集，根据外形和产生图象的方式可分为手持式、平板式和滚筒式三种类型，它们工作的原理基本相同。
数字摄影：数字摄影是近十年来兴起的计算机化的数字式照相机，与普通照相机相比，它省去了胶片和冲洗过程，而是直接将采集的数字图象信息保存在存储器中。
1994年，第一条Internet专线在中国科学院高能物理研究所接通，同年，清华大学、北京大学和中国科学院建立了示范网；
1995年，原邮电部建立了面向社会的中国公用计算机互联网（ChinaNet）；
1999年以后，陆续建立了中国联通互联网、中国网通公用互联网、中国移动互联网、中国国际经济贸易互联网等；
微米集成电路技术的发展，为多媒体技术提供了高速处理的硬件环境。 4、数据压缩技术。 5、多媒体软件技术。
四、多媒体技术的发展
20世纪50年代：出现阴极射线管。
20世纪60年代：显示器的分辨率提高，出现了计算机图形处理理论。
20世纪80年代：在计算机中位图（Bit Map）概念和图形用户操作界面。
声音的模拟电信号采样
量化编码声音的数字信号
从上图中我们可以看到，如果声音信号量化后的最大值是一个字节，当以一定的时间间隔t1、t2、t3、t4对声音信号采样时，所采到的样本模拟量是2.7、4.3、4.8、5.1，经过数模转换被量化为数字量42、66、77、81，然后在根据具体应用程序的需要对量化的声音信号进行编码，从而得到有意义的数据。
三、数字化声音和MIDI的比较
1、MIDI数据优点——编辑灵活，可自由转换曲调、音色等重放质量好占用空间小
2、MIDI数据缺点——声音小
第三节视觉媒体
位图图象、矢量图形、动态图象、符号图象等都是视觉媒体。一、位图图象 1、位图的概念：位图是一个用来描述像素的简单的信息矩阵。 2、位图图象：位图图象是指在在空间和亮度上已经离散化的图象。它适用于逼真照片或要求精细细节的图象。
新的网络应用发展：集中于多媒体数据实时传输与通信的实际应用上
2、Internet 提供的服务
第二章多媒体信息的表示
第一节文字
文字是人与计算机之间进行信息交换的主要媒体。在现实世界中，文字是人们进行通讯的主要形式，文字包括西文与汉字。
一、西文
在计算机中，西文采用ASCII码表示。例如：字符A的ASCII码值为065；
五、多媒体技术的展望
1、高分辨率多媒体播放（数字电视逐步取代模拟电视） 2、高速多媒体数据传输（宽带网络技术使网络的传输速率达到了千兆级） 3、智能化多媒体信息服务（多媒体信息服务将更加人性化） 4、多媒体技术规范化和标准化
第二节多媒体技术的分类
一、基于功能和应用分类 1、开发系统 2、演示系统 3、培训系统 4、家庭系统