1、第7章 多媒體技術基礎教學目標1掌握多媒體的基本知識，了解多媒體信息處理的基本原理2初步具備處理聲音、圖像和視頻等多媒體信息的能力3掌握利用PowerPoint創(chuàng)建、編輯和使用演示文稿的方法教學重點和難點多媒體技術的基本概念特征1聲音、視頻和圖形/圖像處理的方法2演示文稿的創(chuàng)建及編輯技巧3演示文稿的放映、打印和發(fā)布47.1 多媒體技術概述 多媒體技術是計算機科學分支中的一個重要研究方向，它使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻的能力，多媒體已經成為人類生活中密不可分的重要組成部分。 7.1.1 多媒體技術的基本概念及特征(1) 1媒體 媒體（medium）是指人們用于傳播和表示各種信息的載

2、體，如文本、聲音和圖形/圖像等。 2多媒體和多媒體技術 多媒體可以理解為文字、圖形/圖像、聲音、動畫和視頻等“多種媒體信息的集合”。計算機所能處理的多媒體信息主要包括靜態(tài)媒體（如文字、圖形/圖像等）和動態(tài)媒體（如聲音、動畫、視頻等）。 多媒體技術是指利用計算機技術把多種媒體信息綜合一體化，使它們建立起邏輯聯(lián)系，并能進行加工處理的技術。 7.1.1多媒體技術的基本概念及特征 (2) 3多媒體技術的基本特性多樣性：指信息媒體的多樣化、多維化 。集成性：主要指信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成。 交互性 ：指用戶與計算機之間進行數(shù)據(jù)交換、媒體交換和控制權交換的一種特性。 實時性 ：多媒體技術處

3、理的信息有些和時間密切相關，必須實時處埋 。 7.1.2 多媒體信息處理的關鍵技術(1)1多媒體信息的類型文本 圖像:數(shù)碼相機圖形 如線音頻 各種聲音必須轉換成數(shù)字信號、壓縮編碼視頻 一組連續(xù)畫面信息的集合動畫 flash 2多媒體信息處理的關鍵技術 多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術 大量的聲音、圖像和視頻信息都要轉變?yōu)閿?shù)字信號后才能交給計算機處理，因此，普通的數(shù)據(jù)記錄方法產生的數(shù)據(jù)量非常大，給信息的有效存儲和快速傳輸帶來了極大困難，這就使得多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術成為多媒體技術中的核心技術。為了節(jié)約存儲空間，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，必須進行數(shù)據(jù)的壓縮處理。 多媒體數(shù)據(jù)存儲技術 多媒體信息雖然經過了壓縮處理，但仍包含了

4、大量的信息，解決這一問題的關鍵是數(shù)據(jù)的存儲技術目前常用的CD-ROM容量為650MB左右，而一張DVD的容量可達17GB，且便于攜帶，價格便宜。集成電路制作技術 多媒體輸入/輸出技術 多媒體數(shù)據(jù)庫技術多媒體通信技術虛擬現(xiàn)實技術 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。 7.1.2 多媒體信息處理的關鍵技術(2) 多媒體信息在計算機內部必須轉換成0和1表示的數(shù)字化信息后才能進行進一步的處理，并以不同的文件格式存儲。常見的多媒體信息處理有音頻處理、圖形/圖像處理和視頻處理等。 7.2 多媒體信息處理

5、7.2.1 音頻處理(1) 1聲音簡介 聲音是由物體振動產生的，聲源振動后，通過空氣等介質把這種振動以機械波的形式傳向遠方，這就是聲波。聲波傳入人的耳朵，促使耳膜產生振動，并被聽覺神經接收，這就是人們聽到的聲音。聲音信號的兩個基本參數(shù)是幅度和頻率。 聲波圖：7.2.1 音頻處理(2) 2聲音信號的數(shù)字化 自然界產生的聲音信號都是模擬信號，而計算機能處理的都是數(shù)字信號。把模擬的聲音信號轉化成計算機能夠識別并處理的數(shù)字信號，這個過程就是聲音信號的數(shù)字化。聲音的數(shù)字化需要經過采樣、量化和編碼等過程。采樣量化編碼數(shù)字聲音信號模擬聲音信號7.2.1 音頻處理(3)采樣：采樣指按照固定的時間（一般為1秒）

6、間隔截取聲音信號的振幅值，把時間上的連續(xù)信號變成實際上的離散信號 。量化：量化是將每個采樣點得到的幅度值以數(shù)字形式存儲。采樣圖量化圖7.2.1 音頻處理(4) 編碼：把采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定的格式記錄下來，這一過程稱為編碼。 常用的編碼方式有： 脈沖編碼調制（pulse code modulation，PCM） 差分脈沖編碼調制（DPCM） 自適應差分編碼調制（ADPCM）采用PCM方式編碼后的聲音信號（未壓縮）的文件大小可以按下式計算：文件大小=取樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)時間/8（字節(jié)）7.2.1 音頻處理(5)3聲音壓縮 聲音文件的壓縮算法包括無損壓縮和有損壓縮兩種 。常見的聲音壓縮標準

7、有MPEG-1 Audio、MPEG-2 Audio、MPEG-4 Audio和杜比數(shù)字（AC-3）等。其中，MPEG-1 Audio定義了3個獨立的壓縮層 ，目前網絡上流行的MP3音樂就采用了層3的壓縮標準，它典型的壓縮比為（10:1）（12:1）。 7.2.1 音頻處理(6) 4數(shù)字音頻的文件格式 WAV格式MIDI格式 MP3格式 MP3格式的文件采用MPEG標準中的第3層算法進行壓縮，以.MP3為擴展名。它的文件體積很小，但音質卻接近CD音質，目前被廣泛應用于互聯(lián)網和日常生活中。CDA格式 RA格式 Real Audio是Real Networks公司開發(fā)的音頻文件格式，壓縮比可達96

8、:1，文件的擴展名為.RA或.RM。這種文件的最大特點是可以在網絡上流式播放，即可以邊下載邊播放，而不必將全部的數(shù)據(jù)下載完再播放，非常適合網絡傳播。WMA格式 7.2.1 音頻處理(7)5音頻處理軟件 常用的音頻處理軟件有Coll Edit、Windows內置的錄音機和GoldWave等，Windows錄音機是系統(tǒng)自帶的音頻處理軟件，使用它可以錄制、混合、播放和編輯聲音文件（.wav 文件），也可以將聲音文件鏈接或插入到另一個文檔中。 7.2.2 視頻處理(1) 1視頻基礎 視頻就是連續(xù)變化的運動圖像，當連續(xù)的圖像變化每秒超過24幀畫面時，根據(jù)視覺暫留原理，人眼無法辨別單幅的靜態(tài)畫面，看上去是

9、平滑連續(xù)的視覺效果，這樣連續(xù)的畫面就構成了視頻。按照視頻信息載體分類，視頻可分為模擬視頻和數(shù)字視頻 。存儲模擬視頻的錄像帶：存儲數(shù)字視頻的DVD光盤：7.2.2 視頻處理(2) 2視頻信息的數(shù)字化 視頻信息的數(shù)字化是將傳統(tǒng)的模擬視頻信息經過采樣、量化和編碼，轉換成二進制表示的數(shù)字式信號。視頻信息數(shù)字化的過程同音頻相似，主要是利用視頻采集卡和相應的軟件，在一定的時間內以一定的速度對單幀視頻信號進行采樣、量化和編碼等處理，實現(xiàn)數(shù)/模轉換、彩色空間變換和編碼壓縮等。采樣量化編碼數(shù)字視頻信息模擬視頻信息7.2.2 視頻處理(3)3視頻壓縮 視頻壓縮的方法有多種，其中最具代表性的是MPEG視頻壓縮標準，

10、它包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7四個版本。7.2.2 視頻處理(4) 4幾種常見的視頻文件格式 AVI文件 MPEG文件 MOV文件（QuickTime文件） RM文件 ASF文件 WMV文件 7.2.3 圖形/圖像處理(1) 1矢量圖與位圖 在計算機中表示圖像的常用方法有兩種，一種稱為矢量圖法，生成的圖像叫矢量圖；另一種稱為位圖法，生成的圖像叫位圖。矢量圖中的圖元進行縮放、移動和旋轉時不容易失真，但難以表示較復雜的圖像；位圖縮放時容易失真，但位圖的表現(xiàn)力強、效果細膩，可描述復雜圖像。 放大后的矢量圖放大后的位圖7.2.3 圖形/圖像處理(2) 2圖像的分辨率、色彩

11、深度和色彩模式（1）屏幕分辨率與圖像分辨率 屏幕分辨率是指顯示屏上顯示出的像素數(shù)目，通常用水平方向和垂直方向所能顯示的像素數(shù)目表示，即“水平像素數(shù)垂直像素數(shù)” 。 圖像分辨率是組成一幅圖像的像素密度的度量方法。對同樣尺寸的一幅圖，組成該圖像的像素數(shù)目越多，則說明圖像的分辨率越高，看起來就越逼真。 7.2.3 圖形/圖像處理(3) （2）色彩深度與色彩模式 色彩深度是指存儲每個像素點所用的位數(shù)，它決定了彩色圖像的每個像素可能有的顏色數(shù)。色彩模式是用數(shù)值方法指定顏色的一套規(guī)則和定義，常用的色彩模型有RGB模式和CMYK模式等。7.2.3 圖形/圖像處理(4)RGB模式：采用紅、綠和藍3種原色的不同

12、比例的混合來產生顏色的模式。某一種顏色和這3種原色之間的關系可用下式描述：顏色=R（紅色的百分比）+G（綠色的百分比）+B（藍色的百分比）例如，（0，0，0）表示黑色，（255，255，255）表示白色。RGB模式示意圖7.2.3 圖形/圖像處理(5)CMYK模式： 用彩色墨水或顏料進行混合墨水或顏料的三基色是青（cyan）、品紅（magenta）和黃（yellow），通常寫成CMY，稱為CMY模式。在真正印刷時，通常需加入一種真正的黑色，用K表示，這樣CMY模式就變成了CMYK模式。打印機和彩色印刷系統(tǒng)大都采用CMYK模式。 7.2.3 圖形/圖像處理(6)3圖像壓縮（1）圖像數(shù)據(jù)容量 圖像

13、數(shù)據(jù)容量指磁盤上存儲整幅圖像所需的存儲空間大小，計算表達式為： 圖像數(shù)據(jù)容量=圖像分辨率圖像色彩深度/8B（2）圖像壓縮 數(shù)字圖像壓縮的方法有無損壓縮法和有損壓縮法 。 圖像數(shù)據(jù)壓縮率=壓縮前的圖像數(shù)據(jù)量/壓縮后的圖像數(shù)據(jù)量7.2.3 圖形/圖像處理(7)4圖像文件格式PSD和PDD 格式BMP格式GIF格式 Internet上常用，壓縮率高，可將多幅圖像存儲為一個GIF動畫文件，但最多支持256種色彩的圖像JPEG和JPG格式 利用JPEG方法壓縮，壓縮率高，文件體積小，是最常用的圖像文件格式之一PNG格式TIFF格式 多媒體計算機（multimedia personal computer，

14、MPC）是指普通計算機配以多媒體軟件/硬件環(huán)境，能夠綜合處理聲音、圖像和視頻等多媒體信息，使各種媒體建立聯(lián)系并具有交互能力的計算機。與普通計算機系統(tǒng)相似，多媒體計算機系統(tǒng)同樣由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。 7.3 多媒體計算機系統(tǒng)組成 7.3.1多媒體計算機硬件系統(tǒng) 多媒體計算機硬件系統(tǒng)主要包括多媒體主機、多媒體適配卡（如視頻卡、音頻卡等）和多媒體輸入/輸出設備等。常見的多媒體輸入/輸出設備有數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、掃描儀、手寫板、顯示器、打印機、繪圖儀等。 數(shù)碼相機數(shù)碼攝像機掃描儀繪圖儀7.3.2多媒體計算機軟件系統(tǒng)(1) 多媒體軟件的主要任務是將硬件有機地組織在一起，使用戶能夠方便地使用多媒體信息。多媒體軟