第７章多媒體技術基礎提高班第7章多媒體技術基礎主講教師郭松濤Email：stguo@

stguo@163.com高校計算機基礎教育系列課程提高班本章教學計劃

理論教學（課堂教學）：2學時

實驗教學（上機實習）：4學時本章教學重點

1.什么是媒體與流媒體

2.多媒體系統的硬件構成

3.多媒體硬件設備及軟件環(huán)境

4.數字音頻、靜止、運動圖像的壓縮標準

5.多媒體應用開發(fā)過程及常用工具第７章多媒體技術基礎提高班

本章知識點：多媒體與流媒體、多媒體系統硬件構成、多媒體系統軟件環(huán)境（圖像、聲音、視頻軟件使用）、數據壓縮與存儲（各類壓縮標準）、多媒體應用系統開發(fā)方法。第７章多媒體技術基礎7.1

多媒體與流媒體概述7.2

多媒體系統的硬件構成7.3

多媒體系統的軟件環(huán)境7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法第７章多媒體技術基礎任務：理解多媒體與流媒體概念，媒體五類定義及關系1）多媒體的定義7.1

多媒體與流媒體概述五大類媒體之間的關系2)多媒體技術特點①集成性②控制性③交互性④非線性⑤實時性⑥信息使用的方便性⑦信息結構的動態(tài)性7.1

多媒體與流媒體概述7.1.2

多媒體類型及特點①文本②圖形③圖像④聲音⑤動畫⑥視頻影像7.1

多媒體與流媒體概述7.1.3

多媒體計算機系統的組成多媒體計算機系統不是單一的技術，而是多種信息技術的集成，是把多種技術綜合應用到一個計算機系統中，實現信息輸入、信息處理、信息輸出等多種功能。一個完整的多媒體計算機系統主要由如下四個部分的內容組成：多媒體硬件系統、多媒體操作系統、多媒體處理系統工具和用戶應用軟件，其相互關系見下圖所示。7.1

多媒體與流媒體概述7.1.4

流媒體技術特征、種類及應用

1）流媒體技術特征實現流式傳輸有兩種方法：順序流式傳輸（Progressivestreaming）和實時流式傳輸（Real-timestreaming）。

①順序流式傳輸順序流式傳輸是順序下載，用戶可以觀看在線媒體。但是在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分。順序流式傳輸方式適合高質量的短片段，如片頭、片尾和廣告，順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻、講座、演說與演示。

②實時流式傳輸實時流式傳輸指保證媒體信號帶寬與網絡連接相匹配，使媒體可被實時觀看到。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。7.1

多媒體與流媒體概述7.1.4

流媒體技術特征、種類及應用

2）流媒體種類

流媒體的不同種類是建立在各種傳輸協議上的，在網絡上的流式傳輸一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時聲音數據。①實時傳輸協議RTP（Real-timeTransportProtocol）②實時傳輸控制協議RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）③實時流協議RTSP（Real-TimeStreamingProtocol）④資源預訂協議RSVP（ResourceReserveProtocol）7.1

多媒體與流媒體概述7.1.4

流媒體技術特征、種類及應用

3）流媒體主要應用

①Internet視頻直播

②校園視頻網

③遠程教育、遠程醫(yī)療

④寬窄帶會議電視

7.1

多媒體與流媒體概述多媒體技術的應用多媒體教室的硬件和軟件系統一、多媒體技術應用于教育多媒體教室的硬件和軟件系統家庭娛樂、游戲二、多媒體技術應用于家庭商業(yè)廣告三、多媒體技術應用于商業(yè)影視娛樂四、多媒體技術應用于影視7.1

多媒體與流媒體概述7.2

多媒體系統的硬件構成7.3

多媒體系統的軟件環(huán)境7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法第７章多媒體技術基礎任務：掌握多媒體計算機組成、常見硬件設備及存儲介質使用7.2.1多媒體硬件的常見設備

一般來說，多媒體個人計算機（MPC）的基本硬件結構可以歸納為七部分：①高功能、速度快的中央處理器（CPU）；②可管理、控制各種接口與設備的配置；③具有一定容量（盡可能大）的存儲空間；④高分辨率顯示接口與設備；⑤可處理音響的接口與設備；⑥可處理圖像的接口設備；⑦可存放大量數據的配置等。7.2多媒體系統的硬件構成多媒體計算機（MPC）硬件系統的構成7.2.1多媒體硬件的常見設備

多媒體硬件除了上述的基本配置外，根據需要還有許多擴展設備供選配。這些設備可分為輸入設備、輸出設備和網絡通信設備。7.2多媒體系統的硬件構成7.2.2數據存儲介質及使用

多媒體的數據存儲要求容量大、存儲速度快、攜帶方便、與計算機接口通用等特點。除了計算機本身的大容量硬盤存儲多媒體數據外，滿足上述要求的數據存儲介質有：可移動硬盤、可記錄光盤、MP3、MP4、Ｕ盤、閃存卡等。

1）移動硬盤

2）可記錄光盤

3）Ｕ盤

4）閃卡7.2多媒體系統的硬件構成7.2.2數據存儲介質及使用

2）可記錄光盤●CD-R是一次刻錄、標準容量650MB（720MB）。CD-R刻錄速度最高52×速，單倍速150kB/s。●CD-RW可以多次刻錄、反復擦寫的光盤，容量650MB。●DVD目前主流的DVD刻錄盤有兩類：DVD-R／RW和DVD+R／RW。前者為先鋒等公司主推的DVD刻錄格式，主要支持DVD視頻刻錄。后者為索尼、飛利浦以及惠普主推的刻錄標準，主要支持數據刻錄。只讀DVD盤（有源盤）使用中有DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18之分（單倍速1385kB/s，常用16倍速）7.2多媒體系統的硬件構成7.1

多媒體與流媒體概述7.2

多媒體系統的硬件構成7.3

多媒體系統的軟件環(huán)境7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法第７章多媒體技術基礎任務：熟練掌握多媒體系統中常用軟件使用7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用1）色彩基本常識色彩可用亮度、色調和飽和度來描述，常稱為色彩三要素：●亮度●色調●飽和度●分辨率●色彩數和圖形灰度7.3多媒體系統的軟件環(huán)境7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用2）圖形圖像文件格式●BMP（bitmappicture）●GIF（graphicsinterchangeformat）●JPG（jointphotographicsexpertgroup）●PSD（photoshopstandard）●DIF（drawinginterchangeformar）●WMF（Windowsmetafileformat）●TIF（taggedimagefileformat）●EPS（encapsulatedPostScript）7.3多媒體系統的軟件環(huán)境7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用3）常用圖形圖像處理軟件Windows操作系統中所帶的圖像軟件有畫圖板、圖片瀏覽器等。這些系統自帶的圖像軟件使用簡單，但功能較弱。要從事多媒體的圖像制作、處理還需要安裝第三方圖像處理軟件。圖像處理軟件按使用類別分為：圖片瀏覽軟件、圖像捕捉軟件、圖像（位圖）編輯處理軟件、圖形（矢量圖）編輯處理軟件等。（1）ACDSee圖片瀏覽軟件7.3多媒體系統的軟件環(huán)境最好的圖片瀏覽工具ACDSeeACDSee中圖片文件格式轉換7.3多媒體系統的軟件環(huán)境ACDSee中JPG格式文件壓縮率設置7.3多媒體系統的軟件環(huán)境7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用（2）圖像捕捉軟件

①HyperSnap-DX②SPX截圖軟件7.3多媒體系統的軟件環(huán)境功能齊全的截圖軟件HyperSnapDXHyperSnap-DX多種捕捉方式SPX截圖軟件有“撕裂邊緣”效果7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用（3）圖像（位圖）編輯處理軟件

Photoshop為美國Adobe公司平面設計經典之作。是目前PC微機、蘋果微機上公認的最好的通用平面美術設計軟件。它的功能完善，性能穩(wěn)定，使用方便，所以在幾乎所有的廣告、出版、軟件公司Photoshop都是首選的平面設計專業(yè)工具。PhotoshopCreativeSuite3（簡稱CS3）為最常用版本，最新版本為CS4。7.3多媒體系統的軟件環(huán)境Photoshop（PS）是最好的圖像處理軟件，常用于平面設計7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用（4）小動畫制作軟件

GIF89A格式的圖片可以將多張同樣大小的圖片連續(xù)播放，其制作GIF89A格式的圖片工具簡單易用的屬Ulead（友立）公司出品的GIFAnimator。7.3多媒體系統的軟件環(huán)境Gif動畫制作軟件：UleadGIFAnimator7.3.1圖像軟件環(huán)境及應用（5）圖形（矢量圖）編輯處理軟件圖形（矢量圖）編輯處理軟件著名的有：①FreeHand（Adobe公司）用于矢量圖編輯。②Flash（Adobe公司）用于矢量動畫設計。③CorelDRAW

Corel公司出品的矢量圖形制作工具軟件，給設計師提供了矢量動畫、頁面設計、網站制作、位圖編輯和網頁動畫等多種功能。④Illustrator

Adobe公司出品的矢量繪圖軟件包，用于創(chuàng)建復雜的藝術作品，技術圖解等。7.3多媒體系統的軟件環(huán)境7.3.2聲音軟件環(huán)境及應用1) 聲音在計算機中的存儲格式音頻類數據在計算機中都是以數字化形式存儲，其存儲的文件格式（類型）常用的有：①WAV格式②MIDI格式③MP3格式④WMA格式⑤CD音軌格式⑥RA格式⑦AU格式⑧DVDAudio格式⑨VOC格式7.3多媒體系統的軟件環(huán)境2)聲音軟件環(huán)境及應用7.3多媒體系統的軟件環(huán)境系統聲音控制WindowsMediaPlayer（WMP）即可播放聲音、視頻，還可進行音頻格式轉換、抓軌處理“千千靜聽”播放器，系統必裝第三方軟件，有歌詞同步功能“StreamBox”音頻格式轉換，可設置播放質量7.3.3

視頻軟件環(huán)境及應用1)視頻文件格式①AVI格式（AudioVideoInterleaved，音頻視頻交錯）②MOV格式（Apple公司）③MPEG／MPG/DAT格式④RM（RealMedia）格式RealNetworks公司開發(fā)的一種新型流式視頻文件格式，其下有三種流格式：RA(RealAudio)、RM(RealVideo)和RF(RealFlash)。⑤ASF(AdvancedStreamingFormat)格式⑥WMV（WindowsMediaVidoe）格式7.3多媒體系統的軟件環(huán)境7.3.3

視頻軟件環(huán)境及應用2)視頻軟件環(huán)境及應用除了微軟的WMP外，著名的其他視頻播放軟件有Real公司的流媒體播放器“RealPlayer”，Apple公司的專有格式播放器“QuickTime”，可播放各種音視頻格式的“KMP”、“暴風影音”播放器；視頻格式轉換軟件有：“Color7VideoConverter”，播放軟件“超級解霸”和“東方影都”都帶有相應的視頻格式轉換工具；視頻文件修復、合并軟件：“EasyVideoJioner”；屏幕錄制工具：“屏幕錄像專家”等。7.3多媒體系統的軟件環(huán)境微軟系統自帶的WMP，具有媒體播放、媒體庫管理、音頻格式轉換、刻錄光盤等功能RealNetworks公司的RM流媒體播放器（最早的流媒體播放器）KMP最好的播放器之一，支持絕大多數視頻格式，具有視頻分段剪接、視頻截圖等功能“QQ影音”國產音視頻播放器、支持多種視頻格式7.3.3

視頻軟件環(huán)境及應用2)視頻軟件環(huán)境及應用除了微軟的WMP外，著名的其他視頻播放軟件有Real公司的流媒體播放器“RealPlayer”，Apple公司的專有格式播放器“QuickTime”，可播放各種音視頻格式的“KMP”、“暴風影音”播放器；視頻格式轉換軟件有：“Color7VideoConverter”，播放軟件“超級解霸”和“東方影都”都帶有相應的視頻格式轉換工具；視頻文件修復、合并軟件：“EasyVideoJioner”；屏幕錄制工具：“屏幕錄像專家”等。7.3多媒體系統的軟件環(huán)境“Color7”音視頻格式轉換軟件，支持眾多格式，兼容DVD/VCD/SVCD刻錄，綠色版Color7音頻文件格式轉換不同轉換質量設置質量由低到高：StudioCDTapeVoiceAM7.3多媒體系統的軟件環(huán)境Color7視頻文件格式轉換不同轉換質量設置(傳輸率)傳輸率越低，視頻質量越差。同一文件用不同傳輸率轉換后比較差異7.3多媒體系統的軟件環(huán)境視頻文件格式轉換選擇不同格式7.3多媒體系統的軟件環(huán)境選擇音視頻“格式工廠”軟件，支持各種音視頻文件格式轉換并可進行音視頻剪輯7.3多媒體系統的軟件環(huán)境2.分割后的文件存放目錄5.標記視頻分割的起始、終止點4.輸出格式的選擇3.分割模式，有三種選擇打開待分割文件1.打開待分割文件6.設置完畢后執(zhí)行“分割”7.3多媒體系統的軟件環(huán)境“ExtraCut”多段視頻剪輯軟件，綠色版7.3多媒體系統的軟件環(huán)境“屏幕錄像專家”是一款國產的專業(yè)屏幕錄像制作工具。其可將屏幕上的軟件操作過程等錄制成AVI視頻、Flash動畫或者自播放的EXE動畫。7.1

多媒體與流媒體概述7.2

多媒體系統的硬件構成7.3

多媒體系統的軟件環(huán)境7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法第７章多媒體技術基礎任務：理解多媒體數據（圖像、音頻、視頻）壓縮標準及存儲數據壓縮可分成兩種類型，一種叫做無損壓縮，另一種叫做有損壓縮?！駸o損壓縮是指使用壓縮后的數據進行重構(或者叫做還原，解壓縮)，重構后的數據與原來的數據完全相同，無損壓縮用于要求重構的信號與原始信號完全一致的場合?！裼袚p壓縮是指使用壓縮后的數據進行重構，重構后的數據與原來的數據有所不同，但不影響人們對原始資料表達的信息造成誤解。有損壓縮適用于重構信號不一定非要和原始信號完全相同的場合。7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.4.1靜止圖像壓縮標準1）圖像壓縮編碼的可能性從信息論觀點來看，圖像作為一個信源，描述信源的數據是信息量(信源熵)和信息冗余量之和。信息冗余量有許多種，如空間冗余，時間冗余，結構冗余，知識冗余，視覺冗余等，數據壓縮實質上是減少這些冗余量。2）圖像壓縮編碼方法的分類信息論角度出發(fā)可分為兩大類：●冗余度壓縮方法也稱無損壓縮●信息量壓縮方法也稱有損壓縮3）JPEG標準JPEG標準還可以大范圍地調節(jié)圖像壓縮率及其保真度，真彩色。4）JPEG2000標準漸進傳輸、感興趣區(qū)域7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.4.2數字音頻壓縮標準1）聲音信號的基本知識①模擬信號②數字信號③聲音信號數字化④采樣頻率⑤采樣精度⑥聲音質量與數據率7.4

多媒體數據壓縮與存儲音頻模擬信號的數字化7.4.2數字音頻壓縮標準1）聲音信號的基本知識①模擬信號②數字信號③聲音信號數字化④采樣頻率⑤采樣精度⑥聲音質量與數據率7.4

多媒體數據壓縮與存儲聲音質量和數據傳輸率關系7.4.2數字音頻壓縮標準2）CCITTG系列聲音壓縮標準

7.4

多媒體數據壓縮與存儲音頻編碼壓縮標準比較7.4.2數字音頻壓縮標準3）MP3壓縮標準MPEG-1的第三層可以提供一套完整的基于感知的音頻編碼方案，屬于有損壓縮技術，這就是大家所熟知的MP3標準。其基本理論就是利用人耳聽覺系統的感知特性，去除音頻節(jié)目源中人耳聽覺以外的所有信號，并將大信號掩蓋下的小信號也加以除去，因為人耳具有掩蓋效應，這種變化基本上覺察不出來。雖然壓縮是有失真的，但對人耳來說這些失真是聽不到的。也即對人耳而言，MPEG-1音頻壓縮是不失真的。這樣實際記錄的信息量就比壓縮前小得多，其壓縮比可在1∶10～1∶96范圍變化，實際應用的壓縮比在1∶12居多。這樣，一張只能容納十幾首歌曲的光盤，就可記錄150首以上的MP3格式歌曲。因此，MPEG-1第三層音頻標準的應用非常廣泛。7.4

多媒體數據壓縮與存儲MP3音頻廣泛應用的基礎7.4.3運動圖像壓縮標準常用的運動圖像（視頻）壓縮標準有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7等。

1）MPEG-1（VCD標準）視頻數據壓縮率為1/100～1/200，影視圖像的分辯率為360×240×30（NTSC制）或360×288×25（PAL制），音頻壓縮率為1/6.5，聲音接近于CD-DA的質量。MPEG-1標準占用的網絡帶寬在1.5M左右。

2）MPEG-2（DVD標準）設計目標是高級工業(yè)標準的圖象質量以及更高的傳輸率，主要針對高清晰度電視（HDTV）的需要，適用于1.5～60Mbps甚至更高的編碼范圍，不太適于遠程傳輸。

4）MPEG-4應用與視像電話（VideoPhone），視像電子郵件（VideoEmail）和電子新聞（ElectronicNews）等?，F該標準廣泛應用于網絡視頻傳輸等高壓縮率場合。7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.1

多媒體與流媒體概述7.2

多媒體系統的硬件構成7.3

多媒體系統的軟件環(huán)境7.4

多媒體數據壓縮與存儲7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法第７章多媒體技術基礎任務：了解多媒體應用開發(fā)方法、軟件工具及開發(fā)過程7.5.1多媒體應用開發(fā)工具功能多媒體應用開發(fā)工具應該具備如下功能：①優(yōu)異的面向對象的編程環(huán)境②具有較強的多媒體數據I/O能力③動畫處理能力④超級連接能力⑤應用程序的連接能力⑥模塊化和面向對象⑦界面友好易學易用7.5

多媒體應用系統開發(fā)方法7.5.2多媒體應用開發(fā)工具分類多媒體應用基于創(chuàng)作工具的創(chuàng)作方法和結構特點的不同，可將其劃分為以下四類：①基于時間的創(chuàng)作工具典型代表有Macromedia公司出品的Director（多媒體工業(yè)標準開發(fā)工具）和Flash矢量動畫設計軟件。②基于圖標或流程線的創(chuàng)作工具典型代表有Authorware（多媒體設計平臺）軟件。直觀的可視化界面進行創(chuàng)作設計便捷、容易?？蓪崿F人機交互的多媒體應用程序。③基于卡片或頁面的工具典型