第七章多媒体技术

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简单来说: 多媒体计算机 = 高性能PC机 + 光盘驱动器 + 声卡
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.2 多媒体技术的发展历史 1984年,Apple公司推出Machintosh图形操作系统。
1985年,世界上第一台多媒体计算机问世。 1986年,推出光盘系统。 1990年,多媒体个人计算机协会制定MPC1标准。 1995年,Windows95操作系统问世。
MIDI声音装置
1、线性输入 麦克风
2、麦克风输入 5、音量调节旋钮 3、扬声器输出
4、MIDI/操纵杆端口
音箱
操纵杆
7.2 多媒体计算机系统
(2) 扩展设备: 具有代表性的扩展设备有:触摸屏、视频卡、扫描仪、数 码相机、数字摄像机、各种彩色打印机、彩色投影仪等。
数码照相机 彩色扫描仪
数码摄像机
触摸屏 彩色打印机
关键技术,包括:
① 音频视频等数据的输入输出技术
② 多媒体数据的压缩编码和解码技术 ③ 音频视频数据的存储技术 ④ 虚拟现实技术
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.4 多媒体技术的发展和应用
(((生特电(远物技影形程、合特象诊人成技教断类、人学、智大变影工、远商视能型形智模程娱业模演效能拟手乐拟示果模广展术医拟业))告示教)疗)育
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.5 未来多媒体技术的发展
未来,在上述发展的基础上多媒体技术将进一步 向三电合一(电信、电脑、电器通过多媒体数字化技 术相互渗透融合,如信息家电、移动办公等)、三网 合一(因特网、通信网、电视网合为一体形成综合数 字业务网)等方面发展。
7.2 多媒体计算机系统
7.2.1 多媒体计算机硬件系统
蝙蝠,海豚
7.3 音频信息的获取和处理
按照带宽可将声音质量分为4级: ①数字激光唱盘CD-DA。属于音质的最高等级。 ②调频无线电广播,简称FM质量。音质其次。 ③调幅无线电广播,简称AM质量。音质较差。 ④电话质量。话音带宽加上一定的保护带,音质 最低等级。
7.3 音频信息的获取和处理
7.3.1 数字音频基本概念
7.3 音频信息的获取和处理
7.3.1 数字音频基本概念
声音是振动的波,是随时间连续变化的物理量。
● 声音的两个重要特性:
振幅——波的高低幅度,表示声 振幅 音的强弱,用分贝dB表示
频率——每秒钟振动的次数,以
ห้องสมุดไป่ตู้
Hz为单位
周期
(周期——两个相邻波之间的时 间长度)
频率和周期互为倒数关系
7.3 音频信息的获取和处理
7.2 多媒体计算机系统
音频卡的主要接口 ①总线(Bus) ② 线路输入(Line in) ③话筒输入(Mic in) ④线路输出(Line out) ⑤扬声器输出(Speaker Out) ⑥游戏棒/MIDI(Joystick/MIDI)
7.2 多媒体计算机系统
声卡与外部设备的连接示意图
外部音频设备
Commodore Amiga系统
Apple计算机(1984)
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.3 多媒体技术的特点和关键技术
多媒体特点是: (1) 多样性:多媒体不只处理一种媒体,而必须是综合处 理多种媒体,包括图文声像信息。 (2) 集成性:多媒体不是多种媒体简单的收集,而必须是 被有机地集成为系统。 (3) 交互性:多种媒体系统可以实现人机互动,用户可以 根据需要来使用系统。
数字视频采集卡
7.2 多媒体计算机系统
⑦ 数码摄像头 数码摄像头成像原理跟数码相机 没有本质的区别,一般采用USB接口, 不需要专门的硬件卡。
⑧投影仪 投影仪是一种数字化设备,主要用 于计算机信息的显示。 常见的投影仪主要有LCD(液晶)投影 仪、DLP(数字光处理)投影仪。
7.2 多媒体计算机系统
通常使用的视频采集卡可以接收来自视频输入端的模拟 视频信号(录像机、电视机、LD影碟机等),对该信号进行数 字化处理,然后压缩编码成数字视频。大多数视频卡都具备 硬件压缩的功能。
此外,还有一种比较流行的视频采集卡,我们称之为 IEEE1394数字视频采集卡。它主要的作用是将DV视频数据 从数码摄像机传送到电脑的硬盘中,和模拟采集不同,它在 传送数据的过程中没有任何质量损失。
7.2 多媒体计算机系统
(1) 基本硬件设备: ① 光盘存储器 光盘存储器由光盘和光盘驱动器构成。光盘用于存储数据 ,光盘驱动器用于读写光盘中的数据。 ② 音频卡 音频卡又名“声卡”,主要用于处理声音,是多媒体计算 机的基本配置。不过,目前许多计算机的主板上都集成了声卡 的功能,声卡不再以单独形式存在。
模拟音频信号: 声音波形在时间和幅度上都是连续的。一般
用不同的电压表示。模拟音频信息是个连续的量, 不能由计算机直接处理,必须将其数字化处理。
数字音频信号: 把表示声音强弱的模拟电压用数字表示。计算
7.2 多媒体计算机系统
⑤ 电子白板 交互式电子白板:与计算机相连,利用投影机将 PC内容投影到大屏幕的白板上,并且可以利用定位笔 在白板上交互式操作,比如对文件编辑、注释和保存, 也可以运行应用程序,完成键鼠的任何操作。
7.2 多媒体计算机系统
⑥视频卡:是一种专门用于对视频信号进行实时处理的 设备。视频卡插在主机板的扩展槽内,可以对视频信号进行 数字化转换、编辑和处理,以及保存数字化文件。
CCD 译码器
数字信号
存储介质 数据接口
7.2 多媒体计算机系统
1.光信号转换成 电信号
4.保存压缩数
2.电信号再转换成
字图像
数字信号
3.编码、压缩
等处理
7.2 多媒体计算机系统
④ 数码摄像机 数码摄像机是将图像信号和音频信号进行模数转 换压缩处理后再将这两路信号送给磁头完成记录的存 储。 存储介质主要有四种:DV带;DVD可擦写光盘; 微型硬盘;大容量存储卡。目前,数码摄像机普遍趋 于采用大容量存储卡做存储介质。
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.5 未来多媒体技术的发展
(1) 多媒体技术智能化 即把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好 地结合。 (2) 多媒体信息实时处理和压缩编码算法芯片化 把多媒体信息实时处理和压缩编码算法直接放置到CPU芯 片中,从而大大改善多媒体计算机的性能指标。 (3) 虚拟现实技术 是指运用多种技术综合形成一种模拟现实环境的人造环境, 用户在该环境中通过五官和大脑的亲自体验和活动参与到该人 造的、虚拟的环境中,可以与之交互。让你感觉到如同置身于 真实世界一样。它是多媒体技术的最高境界。
扫描样张
识别反射 光线
导轨
光源
光电转换器
数字信号 输出
7.2 多媒体计算机系统
③ 数码照相机 数码照相机是一种数字成像设备。
数码相机采用CCD作为记录图像的光敏 介质,CCD实际上是一块布满光敏元件 即电荷耦合器的感光板, CCD是通过 光照的不同引起的电荷分布的不同来记 录被摄入的物体。它将光信号转换成电 信号,然后电信号再转换成数字信号并 进行编码、压缩等处理,最后把得到的 压缩数字图像保存在存储器中。
7.1.1 多媒体计算机的概念 媒体分类:
2.为传送和表达感觉媒体而人为研 究出来的媒体 (如ASCII、图像、 声音、视频编码等)
4.存储表示媒体 的介质 (软盘、 硬盘、光盘等)
1.人类通过感观直接 感知的信息 (文字、 声音、图像等)
5. 传 输 的 物 理 载 体 (光纤、电缆等)
3.输入和输出信息的媒 体 (如键盘、鼠标、显 示器、打印机等)
信息载体包括数字、文字、声音、图形、图像、 视频;信息的存储实体包括磁盘、光盘、U盘等。
而就多媒体计算机而言,媒体就是存储和传递信 息的载体,媒体也是表述信息的逻辑载体。
根据国际电信联盟的定义,媒体可分为5种: ① 感觉媒体 ② 表示媒体 ③ 显示媒体 ④ 存储媒体 ⑤ 传输媒体
7.1 多媒体计算机技术概述
媒体制作软件:主要包括图像、视频、音 频的编辑制作。 媒体平台软件:用于多媒体素材的组合。 工具软件:用于加工和处理数据,如压缩、 加密等。
用于在启动操作系统时把设备的状态、型 号、工作模式等信息提供给操作系统,并 驻留在内存中供系统调用。
7.2 多媒体计算机系统
7.2.2 多媒体计算机软件系统
书上P192 的图7.9
7.3.1 数字音频基本概念
声音是机械振动。振动越强,声音越大,话筒 把机械振动转换成电信号,模拟音频技术中是以模 拟电压的幅度表示声音强弱。
次声波
<20Hz
人耳可听范围
20~20,000Hz
超声波
>20,000Hz
➢ 人耳对1k~8kHz较敏感
大象,鲸鱼
➢ 一般说话200~3kHz, 信号)
0~120dB(称话音
大学计算机基础
第七章 多媒体技术
第七章 多媒体技术
本章主要介绍: 多媒体计算机硬件与软件方面的基本概念 与基础知识 计算机中音频、图像等信息的获取与处理 多媒体数据压缩原理与方法
7.1 多媒体计算机技术概述
7.1.1 多媒体计算机的概念
在计算机或通讯领域,媒体是指信息的载体或者 信息的存储实体。
7.2.2 多媒体计算机软件系统
1.多媒体设备驱动程序,用于在启动操作系统时把设备的 状态、型号、工作模式等信息提供给操作系统,并驻留在内存 储器,供系统调用。
2.多媒体产品制作软件,主要包括图像、视频、音频的编 辑制作。
3.多媒体平台软件,用于多媒体素材的组合。 4.工具软件,用于加工和处理数据,如压缩、加密等。 5.应用软件包括,Windows系统提供的多媒体软件、动画 播放软件、声音播放软件、光盘刻录软件等。
7.5 音频卡的基本原理
7.2 多媒体计算机系统
声卡的基本工作原理
7.2 多媒体计算机系统
音频卡的作用主要有: 进行A/D(模/数)转换——将作为模拟量的自然声 音经过变换,转化成数字化的声音,然后以文件形式 保存在计算机中,可以利用声音处理软件对其进行加 工和处理。 完成D/A(数/模)转换——把数字化的声音转换成 作为模拟量的自然声音。转换后的声音输出到声音还 原设备(例如耳机、有源音箱、音箱放大器等)中。 输入、输出功能——利用声卡的输入端子和输出 端子,可以将模拟信号引入声卡,然后转换成数字量 ;还可以将数字信号转换成模拟信号送到输出端子, 驱动音响设备发出声音。
7.1 多媒体计算机技术概述
什么是多媒体? 将文本、音频、视频、图形、 图像、动画的综合统称为“多媒体”。 “多媒体”并不是多种媒体的 简单收集,而是多种媒体在计算机统 一管理下的有机结合,优于多种媒体
单独存在的效果,“1+1>2”
7.1 多媒体计算机技术概述
什么是多媒体计算机技术? 计算机综合处理多种媒体信息(文本、图形、图像、 音频、视频和动画),使多种信息建立逻辑连接,集 成为一个系统且具有交互性。
上层 底层
媒体制作软件 多媒体平台软件 工具软件
应用软件
操作系统
多媒体设备
多媒体设备驱动程序
7.2 多媒体计算机系统
7.2.2 多媒体计算机软件系统
应用软件 媒体制作软件 多媒体平台软件
工具软件 操作系统 多媒体设备驱动程序
多媒体设备
应用软件。包括Windows系统提供的多媒 体软件、动画播放软件、声音播放软件、 光盘刻录软件等。
7.2 多媒体计算机系统
① 触摸屏:属于输入设备,可通过手指直接在 屏幕上指点及触及屏幕上的菜单、光标、接钮等。
系统主要由传感器、控制部件、驱动程序组成。
当用手指或其它设备触摸 安装在计算机显示器前面的触 摸屏时,所摸到的位置以坐标 形式被触摸屏控制器检测到, 并通过接口送到CPU,从而确 定用户所输入的信息。
CCD元件
7.2 多媒体计算机系统
数码相机的工作原理:用数码相机拍照时,进 入照相机镜头的光线聚焦在CCD上。当照相机判定 已经聚集了足够的电荷时,就“读出”在CCD单元 中的电荷,并传送到模数转器中,把每一个模拟电 压转换成二进制数字信息。从模数转换器输出的数 据传送到数字信号理器中进行编码、压缩后存储在 照相机的存储中。
触摸检测装置 电缆
触摸屏控制卡 驱动程序
7.2 多媒体计算机系统
② 扫描仪:是一种图形输入设备。配合适当的应用软件后, 扫描仪还可以进行中、英文智能识别。
扫描仪工作原理:把原件面朝下放在扫描仪的玻璃台上, 扫描仪内发出光照射原件,反射光线经光学镜面导向后,照射 到CCD的光敏器件上。来自CCD的电量送到模数转换器中, 电压转换成代表每个像素色调或颜色的数字值。步进电机驱动 扫描头沿平台作微增量运动,每移动一步,即获得一行像素值。
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