计算机多媒体技术及其应用

– 其他……
图像
• 图像
– 图形与图象的关系
• 图形是矢量概念，图元；图象是位图概念，象素； • 图形显示图元顺序；图象显示象素顺序； • 图形变换无失真；图象变换有失真； • 图形以图元为单位修改属性、编辑；图象只能对象素 或图块处理； • 图形是对图象的抽象，但在屏幕上两者无异
音频
数字音频（Audio）可分为波形声音 语音和音乐。
多媒体技术基础
第一章：多媒体技术概要
计算机科学与技术系 董华松 Adhoc_cn@
多媒体技术概要
媒体是指承载信息的载体
多媒体的定义
何谓多媒体呢？ “多媒体”一词译自英文“Multimedia” 即“Multiple”和”Media”的合成 其核心词是媒体 媒体（medium）在计算机领域有 两种含义：即媒质和媒介。
GIF格式文件
• • • • GIF：Graphics Interchange Format GIF格式图像基于LZW无损压缩算法。 GIF的图像深度从lbit到8bit，最多支持256色。 在一个GIF文件中可以保存多幅彩色图像，形成 动画GIF。 • GIF支持透明背景图像。
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TIFF格式文件
多媒体技术概要
• 多媒体和电视到底有什么不同？
– 模拟电视的特性是线性播放，人与电视之间， 人是被动者而电视是主动者； – 多媒体是由计算机参与的，计算机的一个重要 特性是交互性，就是人们可以使用像键盘、鼠 标器、触摸屏、声音、数据手套等设备，通过 计算机程序去控制各种媒体的播放，人与计算 机之间，人驾驶多媒体，人是主动者而多媒体 是被动者。
波形声音实际上已经包含了所有的 声音形式，它可以将任何声音都进行采 样量化，相应的文件格式是WAV 文件或 VOC文件。 语音也是一种波形，所以和波形声 音的文件格式相同。 音乐是符号化了的声音，乐谱可转 变为符号媒体形式。对应的文件格式是 MID 或CMF 文件。
• 颜色深度指最多支持多少种颜色，用“位”来描述。
• 颜色深度越大，图片占的空间越大。
为什么感知很重要？
•常见图像文件格式
– BMP（不适合在网页中使用） – JPG/JPEG – GIF – TIFF – PNG
BMP格式文件
• BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使 用非常广泛。它采用位映射存储格式，除了颜色 深度（图像深度）可选以外，不采用其他任何压 缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。
JPEG/JPG格式文件
• JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家 组)的缩写，文件后辍名为“．jpg”或“．jpeg”，是最 常用的图像文件格式。 • JPEG/JPG图像支持24位图像深度。 • JPEG支持高比率的压缩。这种压缩是有损的，会使图片 数据质量下降。适当比率的压缩可以在人眼可识别的质量 差异范围内明显地减小图像文件的大小。 • JPEG 压缩可以很好地处理写实摄影作品。 • JPEG 不适用于所含颜色很少、具有大块颜色相近的区域 或亮度差异十分明显的较简单的图片。
动画 音频
视频
多媒体技术,2010年
中国石油大学（北京）
文本
文本分为非格式化文本文件和格式化 文本文件。 非格式化文本文件：只有文本信息没 有其他任何有关格式信息的文件，又称为纯 文本文件。如“.TXT ”文件。 格式化文本文件：带有各种文本排版 信息等格式信息的文本文件。如“.DOC ” 文件。
五个层次(NII):
第一层：传输层 以光缆为主体的高速宽带传输网。 第二层：网络层 在第一层基础上根据不同类型信息交 换要求设置的各类交 换机、路由器组成的通信网。 第三层：信息层 连接在通信网上的各类信息源，即提 供各类声音、数据、图像等信息资源的各种公用或专 用信息库。 第四层：应用层 通过各种有线或无线接入网存取网 络信息库资源的各类信息终端，以及应用这些终端实 现的各行各业的信息应用。 第五层：管理层 管各个层次的，有关通信和信息业的政 策、法规以及人才教育的社会环境。
图形
图形（Graphic）一般指用计算机绘制的 画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线 和图表等。 图形的格式是一组描述点、线、面等几 何图形的大小、形状及其位置、维数的指令 集合。 在图形文件中只记录生成图的算法和图 上的某些特征点，因此也称矢量图。
图形
图形的特征 图形是对图象进行抽象的结果（人工或自 动）； 图形的矢量化使得有可能对图中的各个部 分分别进行控制（放大、缩小、旋转、变 形、扭曲、移位等） 图形的产生需要计算时间
图像
• 图像 – 图像的主要技术参数 • 分辨率 –屏幕分辨率 计算机显示器屏幕显示图像的最大显示 区 –图像分辨率 数字化图像的大小 –像素分辨率 像素的宽高比，一般为1∶1
图像
• 图像 – 图像的主要技术参数 • 图像深度 –每个图像的最大颜色数 –2位：黑白2色； –4位：16色； –8位：256色； –24位：真彩色 • 图像文件大小 –（高×宽×灰度位数）/8
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图像
图像（Image）是指由输入设备捕捉的 实际场景画面，或以数字化形式存储的任 意画面。 静止的图像是一个矩阵，阵列中的各 项数字用来描述构成图像的各个点（称为 像素点 pixel ）的强度与颜色等信息。这种 图像也称为位图（ bit-mapped picture ）。
多媒体技术概要
计 算 机 ， 文 本 图 象 图 形 0 1 MPC 声 音 视 频
通 信
邮 政
电 报
电 话
数 字 网
信 息 高 速
多 媒 体 时 代
ISDN
大 众 传 媒
HDTV
报 纸
广 播
电 影
电 视
ITV
多媒体中的媒体元素及特征
多媒体媒体元素是指多媒体应用中可显 示给用户的媒体组成。
文本
图形 图像
• 多媒体处理过程：各种媒体→数字化→存储 到计算机中→处理→再现给用户 人类视觉：80% 听觉：10% 触觉、嗅觉、味觉：10%→虚拟现实
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1.1.1 媒体与多媒体
– 媒体分类
• 视觉
（静止） 视觉
图像
抽象化 图形 抽象化 文字 图像 符号 语言文字 动态影像视频
– BMP文件的颜色深度可选1bit、4bit、8bit、16bit及 24bit。 – BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、 从下到上的顺序。
• 由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有 关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运 行的图形图像软件都支持BMP图像格式。
多媒体技术,2010年
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媒质：存储信息的实体，如磁盘、 光盘、磁带、半导体存储器等。 媒介：传递信息的载体，如数字、 文字、声音、图形和图像等。
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多媒体技术概要
• 根据CCITT的定义，媒体有五种类型：
– 感觉媒体（Perception media）：可被人类觉察的信息。 – 表示媒体（Representation media）：信息的表示和表现 形式 – 显示媒体(Display Media)：系统为人们再现信息的物理装 置。如输入、输出设施，键盘鼠标器、显示器、打印机等 – 传输媒体(Transmission Media)：传输信号的物理途径， 如电话线、电缆光纤等。 – 存储媒体(Storage Media)：存放计算机数据的不同物理途 径。如磁带、磁盘、光盘等。
• TIFF（Tagged Image File Format）是一种比 较灵活的图像格式，文件扩展名为TIF或TIFF。 • TIFF支持8bit、24bit、32bit、48bit多种深度 • TIFF支持RGB、CMYK以及YCbCr等多种色 彩模式，支持多平台 • TIFF文件可以是不压缩的，文件体积较大， 也可以是压缩的，支持RAW、RLE、LZW、 JPEG、 CCITT3组和4组等多种压缩方式。
多媒体的特性
• 多样性—适应了信息载体的多样性
– 信息载体的多样性是相对于计算机而言的，指 的就是信息媒体的多样化，有人称之为信息多 维化。
视觉 味觉 嗅觉 触觉 听觉
65% 20%
3% 10% 2%
多媒体的特性
• 交互性—易于人和计算机的交互
– 交互可以增加对信息的注意力和理解力，延长 信息保留的时间。 – 当交互性引入时，“活动”本身作为一种媒体 便介入到了数据转变为信息、信息转变为知识 的过程之中。 – 当我们完全地进入到一个与信息环境一体化的 虚拟信息空间自由遨游时，这才是交互式应用 的高级阶段，这就是虚拟现实（Virtual Reality）。
多媒体的特性
• 集成性：实现了信息处理的集成性
–多媒体信息媒体的集成 –处理这些媒体的设备与设施的集成
多媒体通信基础设施
国家信息化基础设施：NII 全球信息化基础设施GII 一个由覆盖全国、完整统一的、大容量、高速 率的现代化通信网(信息高速公路)和连接在这条公 路上的各类信息资源、信息终端以及必要的法律规 范所构成的，能使任何人在任何地点、任何时间都 可以方便获取和交流信息的现代社会基础结构。
字节
颜色深度（图像深度）
– GIF格式图片支持256种颜色，则需要256个不同的值 （从0到255）来表示不同的颜色，用二进制表示就是从 00000000到11111111，总共需要8位二进制数。所以 颜色深度是8。 – BMP格式图片最多可以支持红、绿、蓝各256种强度， 不同的红绿蓝组合可以构成2563种颜色，就需要3*8=24 位的2进制数来表示，所以颜色深度是24。 – PNG格式图片除了支持24位的颜色外，还支持控制透明 度用的alpha通道，总共是32位。