第7章 多媒体技术基础

● midi音频
文本 图形 图像 动画 音频
● wav音频 ● mp3压缩音频
音频数字信号、压缩音频信号
包括声音音乐。声音和音乐在本质上是相同的，都是具有振 幅和频率的声波。声波的幅度表示声音的强弱，频率表示声 音音调的高低。
●
视频对象
文本 图形 图像 动画 音频 视频 音频 + 视频 Audio Vedio Information
● 矢量图形对象
文本 图形
通过计算而描述的矢量图形
是计算机根据数学模型计算并生成的几何图形。 优点：可以不失真缩放、占用存储空间小。 缺点：矢量图形仅能表现对象结构，表现对象质感方面的能 力较弱。
● 位图图像对象
文本 图形 图像
用像素点描述的自然影像
图像是指由输入设备捕获的实际场景画面或以数字化形式存 储的任一画面，是真实物体重现的影像。 特点：通过像素点描述影像
声道数 ：声音通道的个数 ，立体声 为双声道。
每秒钟存储声音容量的公式为： 采样频率×采样精度×声道数/8=字节数 例如，用44.10 kHz的采样频率，16位的精度存储，则录制1秒 钟的立体声节目，其WAV文件所需的存储量为： 44 100×16×2/8=176 400（字节）
4.数字音频的文件格式
第7章 多媒体技术基础
主要内容：
7.1 多媒体技术的基本概念
7.2 多媒体计算机系统(*)
7.3 多媒体信息的数字化和压缩技术
7.1多媒体技术的基本概念 7.1.1多媒体
媒体 存储信息的物理实体，如磁盘、光盘等 信息的表现形式或载体,如文字、图形、图像、动画、声音等
多媒体 是指文字、图形、图像、声音、动画和视频等“多种媒体信息 的集合”，分为静态媒体（文字、图形和图像）和动态媒体（ 声音、动画和视频）。 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。
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7.4.1 动画基本概念
3.计算机动画 1) 分类：“二维动画”和“三维动画”。 在二维动画制作过程中，先由手工在电脑中制作 关键帧画面，由计算机完成描线上色，然后由计算机 根据关键帧之间的插值规律，计算并生成中间画面。 在二维动画制作过程中，计算机只起辅助作用，关键 画面还需人工绘制。
3. 图像数据的获取
•利用图像处理软件和现成的图像库 最常用的是Photoshop,可以绘图,也可以编辑来自网络、 CD-ROM光盘上存储的图像库 •利用数字化设备获取 数码相机、数字摄象机，将拍摄的自然界景物按数字格式 存储通过连接转换成计算机中的图像和影象文件。 扫描仪将照片、艺术作品转换成数字图像文件。
采样频率：每秒钟采样的样本个数。
1秒
1秒
采样频率低
声音失真
2.声音的数字化
采样：每隔一定时间间隔在模拟波形上取一个幅度值。
采样频率：每秒钟采样的样本个数。
1秒
1秒
采样频率高
存储量增加
2.2 声音信号数字化
2.量化 就是将每一个样本振幅进行等级划分。
ห้องสมุดไป่ตู้
8=23
3个二 进制位
7 6 5 4 3 2 1 0
A
周期 T
振幅 A f
2.声音的数字化
用计算机对音频信息处理，就要将模拟信号（如语音、音乐 等）转换成为数字信号。
2.声音的数字化
采样：每隔一定时间间隔在模拟波形上取一个幅度值。
采样频率：每秒钟采样的样本个数。
振 幅
f( t)
△t
时间
2.声音的数字化
采样：每隔一定时间间隔在模拟波形上取一个幅度值。
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。
7.4.1 动画基本概念
1.动画 1) 动画是利用人的视觉滞留特性，快速翻看连续的相关 静态图像，由于视觉滞留的影响，大脑会认为是连续 动作。 2) 动画的几个基本概念： 帧 ：构成动画的每一幅静止画面。 播放速率：每秒钟播放的帧数。
•
•
• 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。
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。 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。

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 值离散化为整数值的过程。 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。
图像
采样
量化
数字图像
颜色深度
①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；
②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；
7.4.1 动画基本概念
3) 三维动画 三维动画又称3D动画，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它动画参数， 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。
END
视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG
7.3多媒体信息的数字化和压缩技术
7.3.1 数字音频及处理 1.基本概念
声音的概念 声音是通过空气传播的一种连续的波，当物体振动时会带 动周围空气质点的振动，由于惯性和弹性，在质点的相互作用 下，振动就会逐渐向外传播。
7.3.1 数字音频及处理
1.基本概念 复杂的声波由许许多多具有不同振幅 和频率的正弦波组成。 周期 T: 质点振动每往复一次所需要的 时间称为周期T ; 振幅A:波形相对基线的最大位移, 表示音量的大小; 频率 f: 声波在一秒钟媒质质点振动的 次 数 即 称 之 为 频 率 , 即 1/T, 以 赫 兹 (Hz)为单位。
640×480×24÷8≈1MB
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。
2.常用图像文件格式
•BMP格式文件 与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。 •WMF格式文件 Windows中许多剪贴画图像是以该格式存储的。 广泛应用于桌面出版印刷领域。
7.2.2数字图像及处理
1.基本概念
• 图形和图像 图形：由点、线等组成的有边界画面，文件中存放描述图形的 指令。 图像：由图像设备输入的无边界画面，数字化后以位图形式存 储。
2.图像的数字化

采样
用若干个像素点来描述一幅图像，像素点的多少用“列数 ×行数”表示(分辨率)，分辨率越高，图像越清晰，存储 量也越大。
111 110 101 100 011 010 001 000
划分为16个等级，每个样本需要4个二进制位存储
3.数字音频的技术指标
采样频率、量化位数和声道数 采样频率： 每秒钟的采样次数 量化位数(采样精度) ：存放采样点振幅值的二进制位数。通常 量化位数有8位、16位，分别表示有28、216个等级。
常用格式：BMP格式、JPG格式，Gif格式等
● 动画对象
文本 图形 图像 动画 单画面矢量动画
矢量动画：经过电脑运算而确定的运行轨迹和形状的动画。
多画面帧动画
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单画面矢量动画和多画面帧动画
● 音频对象
7.1.2 多媒体分类
通常，人们将文本、音频、视频、图形、图像、 动画的综合体笼统称为“多媒体”。由此可见，多媒 体信息包括以下5种： 文本 图形、图像
动画
声音 视频影像
文本
多媒体 多媒体 多媒体
文字和符号
各类文字和符号
优点：是存储空间小。但形式呆板，仅能利用视觉获取，靠人的 思维进行理解，难于描述对象的形态、运动等特征。 文本的属性：字体(Fonts)、字形(Styles)、字号(Size)、颜色 （Color）、修饰（Effect）等。
③RGB 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0～255），占24位，就构成 了224=16777216种颜色的“真彩色”图像。
灰度图
彩色图
24位真彩色
256色
灰度图像
黑白图像
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5.2 当要表示一个分辨率为640×480的“24位真彩色”图 像，则需要：
•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。