多媒體技術(shù)與及教育《多媒體技術(shù)與教育》

大綱多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)多媒體創(chuàng)作工具多媒體教學(xué)軟件設(shè)計(jì)多媒體素材處理流媒體技術(shù)

第一部分多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)一多媒體概述（一）多媒體的概念和特點(diǎn)媒體：傳遞信息的中介物，包括表現(xiàn)信息的載體和存儲(chǔ)傳遞信息的實(shí)體。多媒體技術(shù)是指把文字、圖形、圖象、視頻圖象、動(dòng)畫(huà)和聲音等表現(xiàn)信息的媒體結(jié)合在一起，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理，將多種媒體信息進(jìn)行有機(jī)集成，在計(jì)算機(jī)的控制下完成一系列隨即性交互式操作的信息技術(shù)。特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性交互性集成性高質(zhì)性（二）多媒體系統(tǒng)的類型Amiga系統(tǒng)CD-I系統(tǒng)DVI系統(tǒng)MAC系統(tǒng)MPC系統(tǒng)工作站系統(tǒng)三、MPC系統(tǒng)（1）

背景材料l

1990年由Microsoft公司聯(lián)合一些主要的PC廠商和多媒體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商組成了MPC聯(lián)盟（MultimediaPCMarketingCouncil），參加該聯(lián)盟的廠商有：AT&T、IBM、Intel、CreativeLabs、DisneyInteractive、Dell、FujitsuPersonalSystems、Gateway2000、HorizonsTechnology、JazzMultimedia、NECTechnologies、PhilipsconsumerElectronics、QuiksilverSoftware、SigmaDesigns、SoftwarePublishersAssociation、TunerInteractive、ZenithDataSystems等。l

MPC的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括5個(gè)基本的組件：個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）、只讀光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（CD-ROM）、聲卡、Windows操作系統(tǒng)和一組音箱或耳機(jī)，對(duì)CPU、存儲(chǔ)器容量和屏幕顯示功能等規(guī)定了最低的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。MPC標(biāo)準(zhǔn)l

MPC-I標(biāo)準(zhǔn)：1990年制定。l

MPC-II標(biāo)準(zhǔn)：1993年5月制定。l

MPC-III標(biāo)準(zhǔn)：2019年6月制定。項(xiàng)目MPC-IMPC-IIMPC-IIIRAM2MB4MB8MB運(yùn)算處理器16MHZ386SX25MHZ486SX75HZPentimu同等級(jí)X86硬盤(pán)容量30MB160MB540MBCD-ROM150KB/s最大尋址時(shí)間1S300Kb/s最大尋址時(shí)間400MSCD-ROMXA600Kb/s最大尋址時(shí)間200MSCD-ROMXA聲卡8Bit數(shù)字聲音8個(gè)合成音MIDI16Bit數(shù)字聲音8個(gè)合成音MIDI16Bit數(shù)字聲音WaveTable（波表）MIDI顯卡640×48016色640×48065536色640×48065536色視頻播放————352×24030fps(352×288)25fps15bit/Pixel輸入輸出端口MIDII/O，遙桿端口，串并聯(lián)端口MIDII/O，遙桿端口，串并聯(lián)端口MIDII/O，遙桿端口，串并聯(lián)端口二、多媒體信息的表示文字英文（ASCII）漢字（輸入編碼、內(nèi)碼、字模碼）音頻信號(hào)數(shù)字化過(guò)程如下：（1）選擇采樣頻率，進(jìn)行采樣（2）選擇分辨率，進(jìn)行量化（3）形成聲音文件音頻采樣：就是把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)，通過(guò)抽取樣本，變成在時(shí)間上不連續(xù)的信號(hào)序列，即A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，其功能是將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)采樣頻率：

44.1KHZ;22.05KHZ;11.025KHZ分辨率：指把采樣所得值（通常為反映某一瞬間聲波幅度的電壓值），即用二進(jìn)制來(lái)表示模擬量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)：8位（256個(gè)量化級(jí)）16位（65536個(gè)量化級(jí)）聲道：?jiǎn)温暤溃ㄒ粋€(gè)波形）雙聲道（二個(gè)波形）聲音文件數(shù)據(jù)量：?jiǎn)温暤溃篠=R×D×(r/8)×1雙聲道：S=R×D×(r/8)×2S表示文件大小，單位為字節(jié)R表示采樣頻率，單位為kHZD表示錄音的時(shí)間，時(shí)間為秒S=（44100×10×16/8）×2=1764kBMIDI(樂(lè)器數(shù)字接口）MIDI信息實(shí)際上一段音樂(lè)的描述，當(dāng)MIDI信息通過(guò)一個(gè)音樂(lè)或聲音合成器進(jìn)行播放時(shí)，該合成器對(duì)一系列的MIDI信息進(jìn)行解釋，然后產(chǎn)生出相應(yīng)的一段音樂(lè)或聲音。

MIDI音樂(lè)的基本設(shè)備是三大法寶：音源，音序器，輸入設(shè)備，接下來(lái)我們就來(lái)分別說(shuō)明這三個(gè)基本設(shè)備。

音源——是一個(gè)裝了很多音色的東西，所以它是用來(lái)發(fā)聲音的，所謂裝了很多音色就是指在一個(gè)音源內(nèi)部有很多不同音色的樣本波形，譬如鋼琴就有鋼琴的音色樣本，吉它就有吉它的音色樣本。但是音源也很愚蠢，因?yàn)樗恢涝谑裁磿r(shí)候該用什么音色發(fā)怎樣的聲音，它好比只是一個(gè)資源庫(kù)，至于如何調(diào)用資源不是音源的工作，這項(xiàng)任務(wù)是由MIDI制作的心臟——音序器來(lái)完成的。

音序器——俗稱編曲機(jī)。它是這樣一個(gè)設(shè)備：把一首曲子所需的音色，節(jié)奏，音符等等按照一定的序列組織好讓音源發(fā)聲，它實(shí)際上是記錄了音樂(lè)的一般要素，拍子，音高，節(jié)奏，音符時(shí)值等，所有的音樂(lè)都必須由這些要素組成，音序器只不過(guò)是以數(shù)字的形式記錄下它們。MIDI文件的本質(zhì)內(nèi)容實(shí)際上就是音序內(nèi)容。

輸入設(shè)備——如果你只是聽(tīng)MIDI音樂(lè)的話就不要輸入設(shè)備了，而如果是制作的話就得要一個(gè)。這其實(shí)很容易理解，音序器的內(nèi)容也必須由人來(lái)告訴它呀，為了符合人們?cè)械囊魳?lè)習(xí)慣，人們制造了各種基于傳統(tǒng)樂(lè)器形式上的MIDI樂(lè)器，如MIDI鍵盤(pán)，MIDI吹管，MIDI吉它，MIDI小提琴等等，你可以按照演奏傳統(tǒng)樂(lè)器的方式去演奏它們，然后你的演奏便通過(guò)MIDI接口被音序器接收并存儲(chǔ)為音序內(nèi)容。所以制作MIDI音樂(lè)至少該會(huì)一樣樂(lè)器吧！如果你一樣樂(lè)器也不會(huì)（苦！），也不是沒(méi)有辦法，就是用鼠標(biāo)點(diǎn)！這樣你也可以告訴音序器你的音樂(lè)的內(nèi)容，只是比較苦。

一、位圖圖像：

指在空間和亮度上已經(jīng)離散化了的圖像。又稱位圖影射圖像，簡(jiǎn)稱位圖圖像。

描述位圖圖像的參數(shù)有：1．

分辨率。可分為屏幕分辨率、圖像分辨率和像素分辨率三種形式。（1)

屏幕分辨率：指某一特定顯示方式下，計(jì)算機(jī)屏幕上的最大顯示區(qū)域，以水平和垂直像素表示。（2）

圖像分辨率：指數(shù)字化圖像的大小，以水平和垂直像素表示。（3）像素分辨率：是指一個(gè)像素的寬和長(zhǎng)之比。不同像素的長(zhǎng)寬比將導(dǎo)致圖像變形。2．圖像的解像力。指圖像上一英寸中所包含像素的點(diǎn)數(shù)。一般計(jì)算機(jī)顯示屏幕的解像力72像素點(diǎn)/英寸。掃描儀的解像力可達(dá)到2400像素/英寸。

3.圖像顏色數(shù)指一幅位圖圖像中最多能使用的顏色數(shù)。在黑白圖像下即為灰度等級(jí)（256級(jí)，0~256）

包含圖像中的各種顏色數(shù)，可以用R、G、B三種顏色的組合來(lái)定義，位圖中每一像素的顏色值都來(lái)源于調(diào)色板

4、調(diào)色板5．

位圖圖像的數(shù)據(jù)量。

公式：B=（H×W×C）÷8（字節(jié)）

其中：B—圖像數(shù)據(jù)量的大小

H—垂直方向分辨率（單位：像素）

W—水平方向分辨率（單位：像素）

C—顏色深度（位數(shù)）

例如：一幅分辨率位640×480的圖像，8位（256色）時(shí)的數(shù)據(jù)量為：

B=（640×480×8）/8=307200（字節(jié)）

24位（TrueColor）時(shí)的數(shù)據(jù)量為：

B=（640×480×24）/8=921600（字節(jié)）

二、矢量圖形是對(duì)圖像依據(jù)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析而產(chǎn)生的結(jié)果。它僅是一種抽象化的圖形。1．

矢量圖形的特性：（1）

圖形是對(duì)圖像進(jìn)行抽象的結(jié)果。一般采用計(jì)算機(jī)或人工自動(dòng)完成。（2）

圖形的矢量化使得有可能對(duì)圖中的各個(gè)部分進(jìn)行控制。（3）

圖形的產(chǎn)生需要計(jì)算時(shí)間。2．

矢量圖形的類型（1）

二維圖形（2D）：其變換在二維空間中進(jìn)行。三維（3D）：實(shí)現(xiàn)三維空間圖形的顯示與變換。

三、圖形與圖像的區(qū)別

1．

圖形是矢量的概念，基本元素是圖元；圖像是位圖的概念，基本元素是像素

。

2．

圖形的顯示過(guò)程依照?qǐng)D元的順序進(jìn)行；圖像的顯示過(guò)程按位圖中所安排的像素順序進(jìn)行。

3．

圖形可以進(jìn)行變化而無(wú)失真；圖像變換則會(huì)導(dǎo)致失真。

4．

圖形可以圖元為單位進(jìn)行層次修改、編輯等操作；圖像則不可。

圖形是對(duì)圖像的抽象。

2.4動(dòng)畫(huà)（animation）定義：指運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面。利用快速變換幀的內(nèi)容達(dá)到運(yùn)動(dòng)的效果。制作工具：animation、Flash、3Dmax等視覺(jué)暫留

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)主要是為了能夠生成和處理一連串的靜態(tài)畫(huà)面，并通過(guò)高速放映來(lái)欺騙人的眼睛，使人們相信屏幕上的畫(huà)面是動(dòng)態(tài)的。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)的兩種方法造型動(dòng)畫(huà)：對(duì)每一個(gè)活動(dòng)的對(duì)象分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，并構(gòu)造每一對(duì)象的特征，然后用這些對(duì)象組成完整的畫(huà)面，進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，形成動(dòng)畫(huà)。幀動(dòng)畫(huà)是由一幅幅連續(xù)的畫(huà)面組成的畫(huà)像或圖形序列動(dòng)畫(huà)和視頻是連續(xù)漸變的靜態(tài)圖像或圖形序列，沿時(shí)間軸順次更換顯示，從而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)視覺(jué)的媒體。動(dòng)畫(huà)：序列中每幀圖像是人工或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像。視頻：序列中每幀圖像是通過(guò)實(shí)時(shí)攝取自然景象或活動(dòng)對(duì)象。動(dòng)畫(huà)技術(shù)參數(shù)

幀速度數(shù)據(jù)量圖象質(zhì)量超文本和超媒體定義：超文本：由信息結(jié)點(diǎn)和表示結(jié)點(diǎn)間相關(guān)性的鏈構(gòu)成的一個(gè)具有一定邏輯結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義的網(wǎng)絡(luò)。超媒體：多媒體＋超文本超文本主要成分：結(jié)點(diǎn)和表示結(jié)點(diǎn)間關(guān)系的鏈超文本系統(tǒng)的三層模型：數(shù)據(jù)庫(kù)層超文本抽象機(jī)層用戶接口層多媒體系統(tǒng)的基本配置1、聲音卡的基本知識(shí)聲音卡作為MPC的主要組件。聲音卡性能的高低與它采用的技術(shù)和方法有很大關(guān)系系。下面介紹聲音卡所涉及的有關(guān)技術(shù)及其概念。（1）模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)將輸入的模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值。而數(shù)字化后的音頻信號(hào)是數(shù)值，是離散的數(shù)據(jù)，并非像音頻信號(hào)一樣為連續(xù)的波形。。因而數(shù)字化時(shí)并不能連續(xù)采樣，而是按一定的采樣頻率進(jìn)行，數(shù)字化音頻信號(hào)涉及兩個(gè)基本的技術(shù)指標(biāo)是：(1)采樣頻率。(2)采樣值的編碼位數(shù)(大小)。l

采樣頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的采樣次數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率是語(yǔ)音所必需的頻率寬度的2倍以上。人耳可聽(tīng)到的頻率為20Hz～22KHz的聲音，所以對(duì)聲音卡來(lái)講，其采樣頻率為最高頻率22KHz的2倍以上，即采樣頻率應(yīng)在44KHz以上。較高的采樣頻率能獲得較好的聲音還原。目前的聲音卡的采樣頻率一般采用44.1KHz或48KHz。當(dāng)然48KHz更好一些。l

采樣值的編碼位數(shù)：記錄每次采樣值使用的二進(jìn)制編碼位數(shù)。而二進(jìn)制編碼位數(shù)直接影響還原聲音的質(zhì)量。當(dāng)前聲音卡有8位、16位和32位三種，主要以16位聲音卡為主，8位聲音卡趨于淘汰。8位聲音卡對(duì)語(yǔ)言的解釋能滿足需要，可達(dá)到電臺(tái)中波廣播的音質(zhì)，但播放音樂(lè)的效果不好。16位聲音卡可以達(dá)到CD音響水平。真正的32位聲音卡還比較少。（2）數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)完成將數(shù)字化的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)輸出，它是模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆過(guò)程。其主要指標(biāo)與模數(shù)轉(zhuǎn)換相同。（3）MIDI音頻多媒體PC機(jī)技術(shù)指標(biāo)要求所有聲音卡支持MIDI（MusicInstrumentDigitalInterface，即樂(lè)器數(shù)字化接口）標(biāo)準(zhǔn)。MIDI是由音樂(lè)家們建立的電子合成樂(lè)器的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可以用電器件模擬大提琴、小提琴、鋼琴等幾乎常見(jiàn)的樂(lè)器聲音卡中一般采用兩種不同的方法還原MIDI聲音：l

FM合成。FM合成由FM合成器完成，F(xiàn)M合成器利用調(diào)頻(FM)技術(shù)以波形模擬實(shí)際樂(lè)器的聲音，樂(lè)器的聲音由兩種、三種或四種不同的頻率的波形疊加合成，一般的聲音卡就采用這種技術(shù)。由于樂(lè)器的音效可分解成無(wú)窮多種正弦波（通過(guò)傅立葉變換），四種波不足以還原逼真的音質(zhì)，所以一般的聲音卡播放的MIDI音樂(lè)都不夠逼真，效果與電子琴差不多，屬于MIDI的中低檔產(chǎn)品。l

波表（WaveTable）合成。波表合成采用一種稱之為“波表查找”技術(shù)來(lái)產(chǎn)生MIDI音樂(lè)，這種技術(shù)采用真實(shí)樂(lè)器的數(shù)字錄制技術(shù)，并將錄制的大提琴、小提琴、鋼琴、鼓等各種實(shí)際樂(lè)器的數(shù)字化聲音響存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，在產(chǎn)生MIDI音樂(lè)時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)的波表中找出進(jìn)行合成，這樣還原的聲音質(zhì)量非常高，所產(chǎn)生的音響效果自然比FM合（4）

聲音卡的功能：

l

聲音卡的CD-ROM接口：大多數(shù)聲音卡提供的CD-ROM接口是標(biāo)準(zhǔn)的IDE或是SCSI接口，或提供一個(gè)或多個(gè)流行的專用接口(如Mitsumi，松下或SONY的設(shè)備所采用的)。

l

聲音混合調(diào)節(jié)器：其主要功能是把從不同輸入源如(LINEIN、MIC及CD-Audio)中輸入信號(hào)進(jìn)行混合及音量調(diào)節(jié)。

（5）游戲接口：多媒體PC機(jī)一個(gè)重要的應(yīng)用是游戲娛樂(lè)，所以聲音卡上應(yīng)提供游戲的接口。MICLineOUTLineINSpeaker圖2-2-1聲卡與音源連接示意圖MIDI聲音卡的選擇：

聲音卡作為多媒體計(jì)算機(jī)的主要組件，正確的選購(gòu)聲音卡可以達(dá)到預(yù)期的音響效果。下面介紹聲音卡的選擇時(shí)，應(yīng)注意和考慮的幾個(gè)問(wèn)題：

1、支持的聲道數(shù)

這個(gè)指標(biāo)是目前很多用戶都很注重一項(xiàng)指標(biāo)，所謂聲道數(shù)，簡(jiǎn)言之就是此聲卡芯片支持輸出的音箱數(shù)量。目前的聲卡芯片有2聲道、4聲道、6聲道三種，聲道越多，聲音的定位效果就越好，不是采用支持6聲道的聲卡芯片的聲卡就能支持6聲道輸出，它還決定于聲卡上的CODEC芯片，所以廠家通常通過(guò)CODEC支持不同的聲道數(shù)來(lái)劃分產(chǎn)品等級(jí)，大家必須格外注意。目前市場(chǎng)上主流的聲卡芯片一般都支持2個(gè)以上的聲道，不少芯片都已經(jīng)提供了對(duì)6聲道的支持（2）音響水平的要求

聲音卡的音響水平的兩個(gè)主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是采樣頻率（或稱采樣速度）和采樣值編碼位數(shù)。中高檔的聲音卡應(yīng)具有CD唱片音質(zhì)。而CD唱片音質(zhì)要求采樣頻率（速度）應(yīng)達(dá)到44.1KHz，用16位（二進(jìn)制位）來(lái)記錄聲音（采樣值）。當(dāng)然采樣頻率高于44.1KHz更好。一般16位的聲音卡才可達(dá)到CD音質(zhì)。早期的8位聲音卡屬于低檔卡，音質(zhì)只能達(dá)到調(diào)頻廣播電臺(tái)音響水平。有的更低檔只能達(dá)到中波收音機(jī)的水平。購(gòu)買時(shí)除仔細(xì)觀看說(shuō)明書(shū)外，還應(yīng)在機(jī)器上進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，檢驗(yàn)其音響效果。

（3）MIDI接口

聲音卡是否提供MIDI，若提供MIDI，還原MIDI聲音是采用FM合成，還是波表合成。中低檔聲音卡一般采用FM合成器，常見(jiàn)的是YAMAHA合成芯片。該合成器是兩操作器的FM合成器，還是四操作器的FM合成器；FM合成器的操作器越多則合成的聲音效果越好。高檔聲音卡采用波表合成技術(shù)。MIDI部件是決定聲音卡的一個(gè)重要因素。

SoundBlasterAWE32聲霸卡就是采用波表合成技術(shù)。其它聲霸卡均采用FM合成器，但它們可選配一塊稱為WaveBlaster的子卡將MIDI部件升級(jí)為波表合成器（4）有無(wú)內(nèi)置混音芯片、功放及3D聲音效果卡中有內(nèi)置混音芯片可完成對(duì)各種聲音進(jìn)行混合與音量調(diào)節(jié)，具有功率放大器才可以在無(wú)源音箱中放音。具有3D聲音效果的聲音卡更能表現(xiàn)真實(shí)的聲音效果。3D定位系統(tǒng)這里我們首先必須弄清兩個(gè)容易混淆的概念--3D音頻API和HRTF算法。API其實(shí)就是3D定位標(biāo)準(zhǔn)，而HRTF就是實(shí)現(xiàn)這種定位的算法。目前主流的3D音頻API有3個(gè)--微軟的DS3D、創(chuàng)新的EAX和傲瑞的A3D。而我們?cè)谶x購(gòu)聲卡時(shí)更應(yīng)該注重HRTF算法，因?yàn)閷?shí)際的3D定位是通過(guò)聲卡芯片采用的HRTF算法實(shí)現(xiàn)的，定位效果也是由HRTF算法決定的。諸如Aureal和Creative這樣的大公司，他們既能夠開(kāi)發(fā)出強(qiáng)大指令集規(guī)范，同時(shí)也可以開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的HRTF算法并集成在自己的芯片中。（5）配備的軟件聲音卡若要發(fā)揮其功能，隨卡配備的應(yīng)用軟件是非常重要的。一塊聲音卡功能再?gòu)?qiáng)，如果缺乏相應(yīng)的軟件，很難發(fā)揮其特長(zhǎng)。聲音卡一般都有隨卡軟件，這些軟件至少包括錄音和編輯程序包，MIDI播放軟件、調(diào)音臺(tái)(混音器)等。高檔聲音卡還應(yīng)配有特殊效果播放器、文字閱讀和語(yǔ)言識(shí)別等軟件。購(gòu)買時(shí)，將聲音卡和隨卡軟件在微機(jī)上進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。（6）有無(wú)數(shù)字信號(hào)處理器功能聲音卡提供數(shù)字信號(hào)處理器功能用來(lái)處理聲音合成、特殊效果和音頻文件的壓縮與解壓縮。這樣數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）就可以代替CPU的工作，使復(fù)雜的音頻功能得以執(zhí)行。如果聲音卡沒(méi)有提供DSP功能，那么，就要由CPU來(lái)執(zhí)行這些音頻處理功能，則系統(tǒng)性能將直線下降；。DPS可幫助用戶對(duì)聲音卡進(jìn)行升級(jí)，延長(zhǎng)聲音卡的生命期。SoundBlaster16withAdvancedSignalProcessing聲霸卡就提供了這一功能，卡上有DPS相對(duì)價(jià)格也高一些。AC-97標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介：全稱AudioCodec，是INTEL和微軟這電腦界兩大強(qiáng)手聯(lián)合制訂的針對(duì)聲卡的規(guī)范，要求聲卡上的數(shù)、模（D/A與A/D）轉(zhuǎn)換部分、混音部分和數(shù)字音效芯片分離，由單獨(dú)的芯片完成以達(dá)到良好的信噪比，此芯片的正式名稱是CODEC，（coder-decoder），編碼/解碼器。按照規(guī)定，聲卡的SNR值必須≥80dB，F(xiàn)R在±3dB之間，THD+N值至少要高于－60dB才算合格。SNR：（signaltonoiseratio）信噪比，也就是聲卡抑制噪音的能力，單位是分貝（dB，decibei）；聲卡處理的是我們有用的音頻信號(hào)，而噪音是不希望出現(xiàn)的音頻信號(hào)，如背景的靜電噪音，工作時(shí)電流的噪音等等，應(yīng)該盡可能的減少這些噪音的產(chǎn)生，在正常工作狀態(tài)，沒(méi)有出現(xiàn)飽失真和與截止的情況下，有用信號(hào)的功率和噪音信號(hào)功率的比值就是SNR，SNR的值越高說(shuō)明聲卡的濾波性能越好，聲音聽(tīng)起來(lái)也就越清澈。

FR：（frequencyresponse）頻率響應(yīng)，是對(duì)聲卡D/A與A/D轉(zhuǎn)換器頻率響應(yīng)能力的評(píng)價(jià)。人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍是在20Hz到20KHz之間，聲卡就應(yīng)該對(duì)這個(gè)范圍內(nèi)的音頻信號(hào)響應(yīng)良好，最大限度的重現(xiàn)播放的聲音信號(hào)。

THD+N：（totalharmonicdistortion+noise）總諧波失真，指的是聲卡的保真度，也就是聲卡的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形吻合程度，完全吻合當(dāng)然就是不失真，100%的重現(xiàn)了聲音（理想狀態(tài)）；但實(shí)際上輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)了D/A（數(shù)、模轉(zhuǎn)換）和非線性放大器之后，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的失真，這主要是產(chǎn)生了諧波；THD+N就是代表失真的程度，并且把噪音計(jì)算在內(nèi)，單位也是分貝，數(shù)值越低就說(shuō)明聲卡的失真越小，性能也就越高。

視頻卡概述視頻信號(hào)連續(xù)換成計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)字視頻信號(hào)（離散）保存在計(jì)算機(jī)中或在VGA顯示器上顯示。通常可完成將外部視頻輸入信號(hào)疊加在顯示器上（畫(huà)面可做到滿屏而流暢）和將視頻輸入信號(hào)變換成計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)的信息保存在硬盤(pán)中視頻轉(zhuǎn)換卡基本原理視頻轉(zhuǎn)換卡可將視頻圖像（PAL制式或NTSC制式）的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A／D(模／數(shù))轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的混合視頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)解碼變成色亮度（Y）和藍(lán)、紅色差信號(hào)（UV），最后通過(guò)顏色空間變換，將YUA信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB（紅綠藍(lán)）數(shù)字信號(hào)，而RGB數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)視頻轉(zhuǎn)換卡的一系列操作處理（如縮放裁減等）后，存放在幀緩存中（FrameBuffer）。RGB數(shù)字信號(hào)可經(jīng)過(guò)VGA顯示卡的D／A（數(shù)／模）轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)顯示在屏幕上。視頻轉(zhuǎn)換卡疊加視頻信號(hào)的方式l

Colorkey方式。在VGA中定義某種顏色對(duì)視頻圖像透明，視頻卡在將疊加信號(hào)輸出時(shí)，與VGA的顏色進(jìn)行比較，若VGA中某一顯示位置為所定義的顏色，則該位置顯示相應(yīng)視頻信號(hào)的顏色，否則顯示原來(lái)VGA的顏色。l

窗口方式(WINDOWS)，在VGA中按坐標(biāo)設(shè)定一個(gè)窗口作為顯示視頻信號(hào)的區(qū)域，其余仍為VGA顯示區(qū)AGP（AcceleratedGraphicsPort，圖形加速端口），是Intel公司推出的新一代圖形顯示卡專用總線，它將顯示卡同主板芯片組直接相連，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，大幅提高了電腦對(duì)3D圖形的顯示能力，也將原先占用的大量PCI帶寬資源留給了其它PCI插卡。在AGP插槽上的AGP顯示卡，其視頻信號(hào)的傳送速率可以從PCI總線的133MB/s提高533MB/s。AGP的工作頻率為66.6MHz，是現(xiàn)行PCI總線的一倍，最高可以提高到133MHz或更高，傳送速率則會(huì)達(dá)到1GB/s以上。AGP速度之分

AGP總線依據(jù)當(dāng)初AGP1.0規(guī)格的制定而分為1X/2X。后來(lái)隨著AGP2.0規(guī)格的確定而出現(xiàn)了4X模式。先來(lái)看PCI總線，PCI的工作頻率為33MHz，數(shù)據(jù)寬度是32bit，所以傳輸頻寬的尖峰值是133MB/s。1X模式的AGP則是提高原本PCI的工作頻率至66MHz，使得其傳輸頻寬的尖峰理論值變成兩倍：266MB/s。而2X模式的AGP其工作頻率和1X模式一樣是維持在66MHz，只不過(guò)其利用正負(fù)緣（RisingandFallingEdges）觸發(fā)的方式，也就是一個(gè)頻率周期觸發(fā)兩次，使得傳輸頻寬再次加倍，成為532MB/s。至于AGP4X模式，其clocktiming的模型相似于2X模式，不過(guò)每個(gè)頻率周期所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)寬度變?yōu)?6個(gè)字節(jié)，使得其最高傳輸頻寬的理論值達(dá)到1GB/s以上。

目前市面上的最新主板，只要是支持AGP4X的芯片組（如Inteli820、VIA694X），板子上都采用UniversalAGPSocket，這種AGP插槽是for4X模式的，不過(guò)由于有回溯兼容的特性，所以1X/2X/4X的顯卡皆通用；而對(duì)于稍早不支持AGP4X的主板，上面的AGP插槽則是forAGP2X的，只能向下兼容至1X的顯卡。不過(guò)需注意的是，把AGP4X的顯卡插在2X的槽上，并非不能動(dòng)作，只不過(guò)是會(huì)以2X模式來(lái)工作。AGP2X與4X的插槽不同，2X插槽內(nèi)有一個(gè)隔板，而4X的則沒(méi)有；另外，2X與4X顯卡金手指部分的缺口（notch）數(shù)也不同，雖然彼此可以混插，但如此設(shè)計(jì)可以方便識(shí)別。

AGP加速卡上的芯片集能夠提供的圖形函數(shù)計(jì)算能力，這個(gè)芯片集通常也稱為加速器或圖形處理器。一般來(lái)說(shuō)在芯片集的內(nèi)部會(huì)有有一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器、VGA核心和硬件加速函數(shù)，。芯片集可以通過(guò)它們的數(shù)據(jù)傳輸帶寬來(lái)劃分，最近的芯片多為64位或128位，而早期的顯卡芯片為32位或16位。更多的帶寬可以使芯片在一個(gè)時(shí)鐘周期中處理更多的信息。做為顯示卡的重要組成部分，顯存也一直隨著加速芯片的發(fā)展而逐步改變著。從早期的DRAM到現(xiàn)在廣泛流行的SDRAM，顯存的速度以及它對(duì)3D加速卡性能的影響也越來(lái)越大。顯存也被乘為幀緩存，通常它是用來(lái)存儲(chǔ)顯示芯片(組)所處理的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)顯示芯片處理完數(shù)據(jù)后會(huì)將數(shù)據(jù)輸送到顯存中，然后RAMDAC從顯存中讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，最后將信號(hào)輸出到顯示屏。所以顯存的速度以及帶寬直接影響著一塊加速卡的速度，如果你的3D加速卡有一顆強(qiáng)勁的“芯”，但是板載顯存卻無(wú)法將處理過(guò)的數(shù)據(jù)即時(shí)傳送，那么你就無(wú)法得到滿意的顯示效果。CD－ROM的格式標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)表示CD光盤(pán)上數(shù)據(jù)組織所采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方式，一般CD－ROM驅(qū)動(dòng)器不僅支持CD－ROM標(biāo)準(zhǔn)，還可能支持其它標(biāo)準(zhǔn)。常見(jiàn)的CD光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)有：l

CD－DA標(biāo)準(zhǔn)。CD－DA(DigitalAudio)標(biāo)準(zhǔn)也稱之為AudioCD標(biāo)準(zhǔn)，或RebBook標(biāo)準(zhǔn)，是最早的CD－ROM標(biāo)準(zhǔn)。是為激光數(shù)字音頻而制定的格式，即人們常說(shuō)的CD音盤(pán)，主要存儲(chǔ)歌曲和音樂(lè)制品。l

CD－ROM標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是從CD－DA發(fā)展而來(lái)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)亦稱為YellowBook標(biāo)準(zhǔn)。l

CD－I標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)亦稱GreenBook標(biāo)準(zhǔn)，與前面二種標(biāo)準(zhǔn)不兼容。CD－I標(biāo)準(zhǔn)用于存放采用從PEG壓縮算法獲得的立體聲視頻信號(hào)。國(guó)外大多數(shù)影視產(chǎn)品均以該標(biāo)準(zhǔn)制作發(fā)行。l

CD－ROM／XA(ExpandedArchitecture)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與CD－I標(biāo)準(zhǔn)兼容，是一種擴(kuò)展的音頻、文本和圖形的混合格式。l

CD－R標(biāo)準(zhǔn)。CD－R(Recordable)光盤(pán)又稱“金盤(pán)”，該盤(pán)由CD刻錄機(jī)刻制出來(lái)，提供給生產(chǎn)廠家用來(lái)大批量生產(chǎn)CD盤(pán)光。l

CD－WORM（Writeoncd／ReadMany）標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與CD－DA標(biāo)準(zhǔn)不兼容；

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Photo-CD標(biāo)準(zhǔn)。它是柯達(dá)公司制定的存貯彩色照片到光盤(pán)上，一張Photo-CD盤(pán)最多可存貯100張照片。

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Video-CD（V－CD）標(biāo)準(zhǔn)。用于存放MPEG壓縮后的聲、視頻信號(hào)。如果想播放影視資料，CD－ROM驅(qū)動(dòng)器一定要支持CD-I或V-CD標(biāo)準(zhǔn)。

說(shuō)明：

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常見(jiàn)的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器一般都支持CD－DA，CD－ROM，CD－I和V－CD標(biāo)準(zhǔn)，不一定支持其它標(biāo)準(zhǔn)。

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一般CD－ROM驅(qū)動(dòng)器對(duì)各種形式的CD盤(pán)自動(dòng)識(shí)別。在選擇時(shí)，可查看說(shuō)明書(shū)來(lái)確認(rèn)該驅(qū)動(dòng)器支持的標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中都有支持標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明。通常SONY公司、三菱公司的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器支持各種標(biāo)準(zhǔn)，且價(jià)格較低。另外，還需要注意，支持標(biāo)準(zhǔn)越多并不一定價(jià)格越高，兩者無(wú)關(guān)系，對(duì)支持的標(biāo)準(zhǔn)不要太高，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)還在不斷的變化中CD-ROM的數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率表示單位時(shí)間內(nèi)CD－ROM驅(qū)動(dòng)器可從CD盤(pán)上讀取的數(shù)據(jù)量。按數(shù)據(jù)傳輸率可將CD－ROM驅(qū)動(dòng)器分為單倍速(150KB／秒)、雙倍速300(KB／秒)、三倍速(450KB／秒)、四倍速(600KB／秒)、六倍速(900KB／秒)、八倍速(1200KB／秒)、十倍速(1500KB／秒)。l

單倍速是CD唱片的標(biāo)準(zhǔn)速度，要想播放視頻信號(hào)，則需要雙速以上的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器的速度越高，其價(jià)格越高。l

多數(shù)多媒體軟件按雙速標(biāo)準(zhǔn)（MPCLEVEL2）制作，如CD－I，V－CD影視產(chǎn)品，無(wú)論驅(qū)動(dòng)器的速度有多高，讀盤(pán)時(shí)速降為雙速。在選擇時(shí)，根據(jù)購(gòu)買力和具體情況選購(gòu)。購(gòu)買能力強(qiáng)的可選四、六速或八速，甚至十速CD－ROM驅(qū)動(dòng)器，以滿足今后發(fā)展的需要。CD－ROM驅(qū)動(dòng)器接口標(biāo)準(zhǔn)

常見(jiàn)的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器接口標(biāo)準(zhǔn)有三種：

（1）專用接口。由各CD－ROM驅(qū)動(dòng)器生產(chǎn)廠家提供的專用接口卡將CD－ROM與主機(jī)聯(lián)接起來(lái)，如SONY、Panasonic（松下）、MitsumiCD－ROM驅(qū)動(dòng)器為專用接口，目前專用接口逐步被取代。

（2）IDE接口。IDE接口的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器可以直接插在IDE硬盤(pán)控制線上，可省去一塊卡，采用IDE接口的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器相對(duì)于SCSI接口的價(jià)格低，而且大多數(shù)微型機(jī)都裝有IDE接口卡。

（3）SCSI接口。若微型機(jī)已有SCSI接口卡，可以考慮選擇SCSI接口的CD－ROM驅(qū)動(dòng)器，該接口較IDE接口更好，但目前大多數(shù)微型機(jī)中沒(méi)有配SCSI接口。掃描儀的工作原理

掃描儀內(nèi)部基本組成部件是光源、光學(xué)透鏡、感光元件，還有一個(gè)或多個(gè)的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。感光元件一般是電荷耦合器（CCD）排列成橫行，電荷偶合器里的每一個(gè)單元對(duì)應(yīng)著一行里的一個(gè)像素。在掃描一幅圖像的時(shí)候，光源照射到圖像并反射回來(lái)，穿過(guò)透鏡到達(dá)感光元件，每一個(gè)電荷偶合器把這個(gè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)（即電壓），同時(shí)量化出像素的灰暗程度，接著模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路再把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行保存

、光學(xué)分辯率

光學(xué)分辨率是掃描儀最重要的性能指標(biāo)之一，它直接決定了掃描儀掃描圖像的清晰程度。掃描儀的分辯率通常用每英寸長(zhǎng)度上的點(diǎn)數(shù)，即DPI來(lái)表示，市場(chǎng)上售價(jià)在1000元以下的掃描儀其光學(xué)分辨率通常為300×600DPI，而價(jià)格在1000至2000元之間的掃描儀其光學(xué)分辨率通常為600×1200DPI。另外，除了光學(xué)分辨率之外，掃描儀的包裝箱上通常還會(huì)標(biāo)注一個(gè)最大分辨率，光學(xué)分辨率為300×600DPI的掃描儀一般為4800DPI，而600×1200DPI的則更高達(dá)9600DPI，這實(shí)際上是通過(guò)軟件在真實(shí)的像素點(diǎn)之間插入經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的額外像素，從而獲得的插值分辨率。插值分辨率對(duì)于圖像精度的提高并無(wú)好處，事實(shí)上只要軟件支持，而你的機(jī)器又足夠強(qiáng)大的話，這種分辨率完全可以做到無(wú)限大。從個(gè)人用戶的應(yīng)用角度來(lái)看，300×600DPI的掃描儀就能夠滿足需要，但600×1200DPI的產(chǎn)品價(jià)格與其相差有限，為了適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求，推薦使用600×1200DPI的掃描儀。

色彩深度、灰度值

就象顯示卡輸出圖像有16BIT、24BIT色的分別一樣，掃描儀也有自己的色彩深度值，較高的色彩深度位數(shù)可以保證掃描儀反映的圖像色彩與實(shí)物的真實(shí)色彩盡可能的一致，而且圖像色彩會(huì)更加豐富。掃描儀的色彩深度值一般有24BIT、30BIT、32BIT、36BIT幾種，一般光學(xué)分辨率為300×600DPI的掃描儀其色彩深度為24BIT、30BIT，而600×1200DPI的為36BIT，最高的有48BIT。灰度值是指進(jìn)行灰度掃描時(shí)對(duì)圖像由純黑到純白整個(gè)色彩區(qū)域進(jìn)行劃分的級(jí)數(shù)，編輯圖像時(shí)一般都使用到8BIT，即256級(jí)，而主流掃描儀通常為10BIT，最高可達(dá)12BIT。

感光元件是掃描圖像的拾取設(shè)備，相當(dāng)于人的眼球，其重要性不言而喻，目前掃描儀所使用的感光器件有三種：光電倍增管，電荷偶合器（CCD），接觸式感光器件（CIS或LIDE）。感光元件各種感光器件中，光電倍增管是性能最好的一種，無(wú)論是靈敏度、噪聲系數(shù)還是動(dòng)態(tài)范圍都遙遙領(lǐng)先于其他感光器件，更難能可貴的是它的輸出信號(hào)在相當(dāng)大范圍上保持著高度的線性輸出，使輸出信號(hào)幾乎不用做任何修正就可以獲得準(zhǔn)確的色彩還原。同時(shí)，光電倍增管的溫度系數(shù)極低，可以忽略不計(jì)，因此它幾乎不受周圍環(huán)境溫度的影響。不過(guò)光電倍增管在各種感光器件中是生產(chǎn)成本最高的，而且由于一次只能掃描一個(gè)像素，因此掃描速度很慢，掃描一張圖需要幾十分鐘，所以現(xiàn)在它一般只使用在昂貴的專業(yè)滾筒式掃描儀上。

CCD與我們?nèi)粘Ｊ褂玫陌雽?dǎo)體集成電路相似，在一片硅單晶上集成了幾千到幾萬(wàn)個(gè)光電三極管，這些光電三極管分為三列，分別用紅綠藍(lán)色的濾色鏡罩住，從而實(shí)現(xiàn)彩色掃描。市場(chǎng)上主流掃描儀主要采用的感光元件。CCD的優(yōu)勢(shì)主要在于：成像質(zhì)量近年性能提高很大，其高端產(chǎn)品的性能已經(jīng)接近抵擋的光電倍增管產(chǎn)品；在物體表面進(jìn)行成像，具有一定的景深，能夠掃描凹凸不平的物體；溫度系數(shù)比較低，對(duì)于一般的工作，周圍環(huán)境溫度的變化可以忽略不計(jì)。CCD的缺陷主要有：由于數(shù)千個(gè)光電三極管的距離很近（微米級(jí)），在各光電三極管之間存在著明顯的漏電現(xiàn)象，各感光單元的信號(hào)產(chǎn)生干擾，降低了掃描儀的實(shí)際清晰度；由于采用了反射鏡、透鏡，會(huì)產(chǎn)生圖像色彩偏差和像差，需要通過(guò)軟件進(jìn)行校正；抗震能力較差；掃描儀體積不可能做得很小。

接觸式感光元件，又稱CIS技術(shù)就性能而言，接觸式感光器件存在著嚴(yán)重的先天不足，首先由于不能使用鏡頭，只能貼近稿件掃描，其實(shí)際清晰度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)稱指標(biāo)，而且沒(méi)有景深，不能掃描立體物體。另外，硫化鎘光敏電阻本身漏電很大，各感光單元之間干擾嚴(yán)重，進(jìn)一步降低了清晰度。而且由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)同時(shí)制造三條平行的感光單元同時(shí)實(shí)現(xiàn)三色掃描，接觸式感光器件使用LED發(fā)光二極管陣列作為光源，這種光源無(wú)論在光色還是在光線的均勻度上都是比較差的，同時(shí)由于LED陣列是由數(shù)百個(gè)發(fā)光二極管組成，一旦有一個(gè)損壞就意味著整個(gè)陣列的報(bào)廢，因此這種產(chǎn)品的壽命比較短。但是這類掃描儀具有體積小、重量輕、器件少和抗震性較高的優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)成本很低，市場(chǎng)上能夠見(jiàn)到的1000元甚至1500元以下的600×1200DPI掃描儀幾乎都是采用CIS作感光元件的數(shù)碼相機(jī)性能指標(biāo)：

CCD分辨率：是評(píng)價(jià)數(shù)碼相機(jī)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，但由于各生產(chǎn)廠家采用不同的算法，造成CCD的像素并不直接對(duì)應(yīng)相機(jī)的實(shí)際像素，通常還要看相機(jī)實(shí)際所具有的總像素?cái)?shù)。一般而言，總像素水平高的數(shù)碼相機(jī)可以得到高質(zhì)量的照片。拍攝時(shí)，數(shù)碼相機(jī)分辨率的高低可以根據(jù)要求隨時(shí)任意切換。

鏡頭的光學(xué)質(zhì)量：數(shù)碼相機(jī)鏡頭成像的好壞直接影響相機(jī)所拍攝圖像的質(zhì)量。

色深度：色深；即相機(jī)對(duì)顏色豐富程度的表現(xiàn)能力，現(xiàn)在24位色深是數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)能力，色深位數(shù)越大越好。

白平衡：白平衡效果就像傳統(tǒng)相機(jī)的膠片的色溫，即膠片適用于何種光型，這直接影響到數(shù)碼相機(jī)所拍攝圖像對(duì)色彩的再現(xiàn)能力和色彩還原的準(zhǔn)確性。高級(jí)相機(jī)應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)白平衡功能，相機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境光來(lái)自動(dòng)調(diào)整校正白平衡，使照片達(dá)到最佳的色彩。

液晶取景器的大?。捍蟛糠窒鄼C(jī)在配有光學(xué)取景器的同時(shí)另配有液晶LCD顯示器。這樣，在拍照之前就可以預(yù)視要拍的照片，在拍攝之后可以回放所拍攝的照片。對(duì)不滿意的照片可以立刻刪除，從而騰出寶貴的存儲(chǔ)空間。

另外一些重要參數(shù)：圖像壓縮率、存儲(chǔ)卡大小、是否具有變焦功能、最大閃光距離及最小拍攝距離（前者越大越好，后者越小越好）、快門(mén)速度范圍、光圈大小范圍、是否具有曝光補(bǔ)償及自動(dòng)白平衡功能、支持哪些文件格式、是否具有連拍功能、每張照片拍攝的時(shí)間間隔等等。電源最好配用新型的理電池，或者是配用專用的充電設(shè)備及充電電池，以保證長(zhǎng)時(shí)間地供電。三、數(shù)據(jù)壓縮多媒體冗余信息：空域相關(guān)時(shí)域相關(guān)視覺(jué)掩蓋效應(yīng)數(shù)字壓縮技術(shù)三個(gè)重要指標(biāo)1、信息存儲(chǔ)量之比大2、壓縮的算法簡(jiǎn)單3、恢復(fù)效果好基本原理壓縮編碼：冗余壓縮法（無(wú)損壓縮法或熵編碼）有損壓縮法（熵壓縮法）什么是熵

數(shù)據(jù)壓縮不僅起源于40年代由ClaudeShannon首創(chuàng)的信息論，而且其基本原理即信息究竟能被壓縮到多小，至今依然遵循信息論中的一條定理，這條定理借用了熱力學(xué)中的名詞“熵”(Entropy)來(lái)表示一條信息中真正需要編碼的信息量：

考慮用0和1組成的二進(jìn)制數(shù)碼為含有n個(gè)符號(hào)的某條信息編碼，假設(shè)符號(hào)Fn在整條信息中重復(fù)出現(xiàn)的概率為Pn，則該符號(hào)的熵也即表示該符號(hào)所需的位數(shù)位為：

En=-log2(Pn)整條信息的熵也即表示整條信息所需的位數(shù)為：E=∑En

舉個(gè)例子，對(duì)下面這條只出現(xiàn)了abc三個(gè)字符的字符串：

aabbaccbaa

字符串長(zhǎng)度為10，字符abc分別出現(xiàn)了532次，則abc在信息中出現(xiàn)的概率分別為0.50.30.2，他們的熵分別為：

Ea=-log2(0.5)=1Eb=-log2(0.3)=1.737Ec=-log2(0.2)=2.322整條信息的熵也即表達(dá)整個(gè)字符串需要的位數(shù)為：

E=Ea*5+Eb*3+Ec*2=14.855位回想一下如果用計(jì)算機(jī)中常用的ASCII編碼，表示上面的字符串我們需要整整80位呢！現(xiàn)在知道信息為什么能被壓縮而不丟失原有的信息內(nèi)容了吧。簡(jiǎn)單地講，用較少的位數(shù)表示較頻繁出現(xiàn)的符號(hào)，這就是數(shù)據(jù)壓縮的基本準(zhǔn)則。

細(xì)心的讀者馬上會(huì)想到，我們?cè)撛鯓佑?1這樣的二進(jìn)制數(shù)碼表示零點(diǎn)幾個(gè)二進(jìn)制位呢？確實(shí)很困難，但不是沒(méi)有辦法。一旦我們找到了準(zhǔn)確表示零點(diǎn)幾個(gè)二進(jìn)制位的方法，我們就有權(quán)利向無(wú)損壓縮的極限挑戰(zhàn)了。不要著急，看到第四章就明白了。

模型

從上面的描述，我們明白，要壓縮一條信息，首先要分析清楚信息中每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率。不同的壓縮程序通過(guò)不同的方法確定符號(hào)的出現(xiàn)概率，對(duì)符號(hào)的概率計(jì)算得越準(zhǔn)確，也就越容易得到好的壓縮效果。在壓縮程序中，用來(lái)處理輸入信息，計(jì)算符號(hào)的概率并決定輸出哪個(gè)或哪些代碼的模塊叫做模型。

難道對(duì)信息中字符的出現(xiàn)概率這么難以估計(jì)以至于有各種不同的壓縮模型嗎？對(duì)上面的字符串我們不是很容易就知道每個(gè)字符的概率了嗎？是的是的，不過(guò)上面的字符串僅有10個(gè)字符長(zhǎng)呀，那只是例子而已?？紤]我們現(xiàn)實(shí)中要壓縮的文件，大多數(shù)可是有幾十K甚至幾百K長(zhǎng)，幾M字節(jié)的文件不是也屢見(jiàn)不鮮嗎？

是的，我們可以預(yù)先掃描文件中的所有字符，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)字符出現(xiàn)的概率，這種方法在壓縮術(shù)語(yǔ)里叫做“靜態(tài)統(tǒng)計(jì)模型”。但是，不同的文件中，字符有不同的分布概率，我們要么先花上大量的時(shí)間統(tǒng)計(jì)我們要壓縮的所有文件中的字符概率，要么為每一個(gè)單獨(dú)的文件保存一份概率表以備解壓縮時(shí)需要。糟糕的是，不但掃描文件要消耗大量時(shí)間，而且保存一份概率表也使壓縮后的文件增大了不少。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，“靜態(tài)統(tǒng)計(jì)模型”應(yīng)用的很少。

真正的壓縮程序中使用的大多是一種叫“自適應(yīng)模型”的東西。自適應(yīng)模型可以說(shuō)是一臺(tái)具有學(xué)習(xí)功能的自動(dòng)機(jī)。他在信息被輸入之前對(duì)信息內(nèi)容一無(wú)所知并假定每個(gè)字符的出現(xiàn)概率均等，隨著字符不斷被輸入和編碼，他統(tǒng)計(jì)并紀(jì)錄已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的字符的概率并將這些概率應(yīng)用于對(duì)后續(xù)字符的編碼。也就是說(shuō)，自適應(yīng)模型在壓縮開(kāi)始時(shí)壓縮效果并不理想，但隨著壓縮的進(jìn)行，他會(huì)越來(lái)越接近字符概率的準(zhǔn)確值，并達(dá)到理想的壓縮效果。自適應(yīng)模型還可以適應(yīng)輸入信息中字符分布的突然變化，可以適應(yīng)不同的文件中的字符分布而不需要保存概率表。

上面提到的模型可以統(tǒng)稱為“統(tǒng)計(jì)模型”，因?yàn)樗麄兌际腔趯?duì)每個(gè)字符出現(xiàn)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)得到字符概率的。另一大類模型叫做“字典模型”。實(shí)際上，當(dāng)我們?cè)谏钪刑岬健肮ば小边@個(gè)詞的時(shí)候，我們都知道其意思是指“中國(guó)工商銀行”，類似的例子還有不少，但共同的前提是我們心中都有一本約定俗成的縮寫(xiě)字典。字典模型也是如此，他并不直接計(jì)算字符出現(xiàn)的概率，而是使用一本字典，隨著輸入信息的讀入，模型找出輸入信息在字典中匹配的最長(zhǎng)的字符串，然后輸出該字符串在字典中的索引信息。匹配越長(zhǎng)，壓縮效果越好。事實(shí)上，字典模型本質(zhì)上仍然是基于對(duì)字符概率的計(jì)算的，只不過(guò)，字典模型使用整個(gè)字符串的匹配代替了對(duì)某一字符重復(fù)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)?？梢宰C明，字典模型得到的壓縮效果仍然無(wú)法突破熵的極限。當(dāng)然，對(duì)通用的壓縮程序來(lái)說(shuō)，保存一本大字典所需的空間仍然是無(wú)法讓人忍受的，況且，任何一本預(yù)先定義的字典都無(wú)法適應(yīng)不同文件中數(shù)據(jù)的變化情況。對(duì)了，字典模型也有相應(yīng)的“自適應(yīng)”方案。我們可以隨著信息的不斷輸入，從已經(jīng)輸入的信息中建立合適的字典，并不斷更新這本字典，以適應(yīng)數(shù)據(jù)的不斷變化。編碼通過(guò)模型，我們已經(jīng)確定了對(duì)某一個(gè)符號(hào)該用多少位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼?，F(xiàn)在的問(wèn)題是，如何設(shè)計(jì)一種編碼方案，使其盡量精確地用模型計(jì)算出來(lái)的位數(shù)表示某個(gè)符號(hào)。最先被考慮的問(wèn)題是，如果對(duì)a用3個(gè)二進(jìn)制位就可以表示，而對(duì)b用4個(gè)二進(jìn)制位就可以表示，那么，在解碼時(shí)，面對(duì)一連串的二進(jìn)制流，我怎么知道哪三個(gè)位是a，哪四個(gè)位是b呢？所以，必須設(shè)計(jì)出一種編碼方式，使得解碼程序可以方便地分離每個(gè)字符的編碼部分。于是有了一種叫“前綴編碼”的技術(shù)。該技術(shù)的主導(dǎo)思想是，任何一個(gè)字符的編碼，都不是另一個(gè)字符編碼的前綴。反過(guò)來(lái)說(shuō)就是，任何一個(gè)字符的編碼，都不是由另一個(gè)字符的編碼加上若干位0或1組成?？匆幌虑熬Y編碼的一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子：符號(hào)編碼A0B10C110D1110E11110有了上面的碼表，你一定可以輕松地從下面這串二進(jìn)制流中分辨出真正的信息內(nèi)容了：1110010101110110111100010-DABBDCEAABShannon-Fano編碼

進(jìn)入Huffman先生構(gòu)造的神奇二叉樹(shù)之前，我們先來(lái)看一下它的前身，由ClaudeShannon和R.M.Fano兩人提出的Shannon-Fano編碼。

討論之前，我們假定要編碼字符的出現(xiàn)概率已經(jīng)由某一模型統(tǒng)計(jì)出來(lái)，例如，對(duì)下面這串出現(xiàn)了五種字符的信息(40個(gè)字符長(zhǎng)):

cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada

五種字符的出現(xiàn)次數(shù)分別：a-16，b-7，c-6，d-6，e-5。

Shannon-Fano編碼的核心仍然是構(gòu)造二叉樹(shù)，構(gòu)造的方式非常簡(jiǎn)單：

1)將給定符號(hào)按照其頻率從大到小排序。對(duì)上面的例子，應(yīng)該得到：a-16b-7c-6d-6e-5

2)將序列分成上下兩部分，使得上部頻率總和盡可能接近下部頻率總和。我們有：a-16b-7-----------------c-6d-6e-5

3)我們把第二步中劃分出的上部作為二叉樹(shù)的左子樹(shù)，記0，下部作為二叉樹(shù)的右子樹(shù)，記1。4)分別對(duì)左右子樹(shù)重復(fù)23兩步，直到所有的符號(hào)都成為二叉樹(shù)的樹(shù)葉為止?，F(xiàn)在我們有如下的二叉樹(shù)：

根(root)0|1+------+------+0|10|1+-----+-----++---+----+||||abc|0|1+-----+-----+||de

于是我們得到了此信息的編碼表：

a-00b-01c-10d-110e-111

可以將例子中的信息編碼為：

cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada10000110

11111011100100010......

碼長(zhǎng)共91位?？紤]用ASCII碼表示上述信息需要8*40=240位，我們確實(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)壓縮

Huffman編碼Huffman編碼構(gòu)造二叉樹(shù)的方法和Shannon-Fano正好相反，不是自上而下，而是從樹(shù)葉到樹(shù)根生成二叉樹(shù)?，F(xiàn)在，我們?nèi)匀皇褂蒙厦娴睦觼?lái)學(xué)習(xí)Huffman編碼方法。1)將各個(gè)符號(hào)及其出現(xiàn)頻率分別作為不同的小二叉樹(shù)（目前每棵樹(shù)只有根節(jié)點(diǎn)）。a(16)b(7)c(6)d(6)e(5)

2)在1中得到的樹(shù)林里找出頻率值最小的兩棵樹(shù)，將他們分別作為左、右子樹(shù)連成一棵大一些的二叉樹(shù)，該二叉樹(shù)的頻率值為兩棵子樹(shù)頻率值之和。對(duì)上面的例子，我們得到一個(gè)新的樹(shù)林：|(11)a(16)b(7)c(6)+---+---+||de

3)對(duì)上面得到的樹(shù)林重復(fù)2的做法，直到所有符號(hào)都連入樹(shù)中為止。這一步完成后，我們有這樣的二叉樹(shù)：

根(root)0|1+------+----------------+|0|1|+---------+-----------+|0|10|1a+-------+------++-------+-------+||||bcde由此，我們可以建立和Shannon-Fano編碼略微不同的編碼表：

a-0b-100c-101d-110e-111

對(duì)例子中信息的編碼為：cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada101010010111111011101010101......

碼長(zhǎng)共88位。這比使用Shannon-Fano編碼要更短一點(diǎn)。讓我們回顧一下熵的知識(shí)，使用我們?cè)诘诙聦W(xué)到的計(jì)算方法，上面的例子中，每個(gè)字符的熵為：Ea=-log2(16/40)=1.322Eb=-log2(7/40)=2.515Ec=-log2(6/40)=2.737Ed=-log2(6/40)=2.737Ee=-log2(5/40)=3.000

信息的熵為：E=Ea*16+Eb*7+Ec*6+Ed*6+Ee*5=86.601也就是說(shuō)，表示該條信息最少需要86.601位。我們看到，Shannon-Fano編碼和Huffman編碼都已經(jīng)比較接近該信息的熵值了。預(yù)測(cè)編碼：根據(jù)某一數(shù)據(jù)模型利用以往的樣本值對(duì)新樣本值進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將樣本實(shí)際值與預(yù)測(cè)值的差值進(jìn)行編碼。如果模型足夠好，且樣本序列的時(shí)間相關(guān)性較強(qiáng)，那么誤差信號(hào)的幅度將遠(yuǎn)小于原始信號(hào)，可以用較少的值對(duì)其差值量化，得到較好的壓縮效果。預(yù)測(cè)編碼常用的是差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）和自適應(yīng)的差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）。

分形編碼：

分形的方法是把一幅數(shù)字圖像，通過(guò)一些圖像處理技術(shù)，如顏色分割，邊緣檢測(cè)、頻譜分析、統(tǒng)理變化分析等原始圖像分成一些子圖像。然后在分形集中查找這樣的子圖像。分形集實(shí)際上并不是存儲(chǔ)所有可能的子圖像，而是存儲(chǔ)許多迭代函數(shù)，通過(guò)迭代函數(shù)的反復(fù)迭代，可以恢復(fù)出原來(lái)的圖像2.7音頻信號(hào)的壓縮編碼一、音頻信號(hào)編碼基礎(chǔ)音頻冗余主要表現(xiàn)為：時(shí)域冗余度頻域冗余度音頻信號(hào)編碼的分類：1、基于音頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行編碼2、基于音頻的聲學(xué)參數(shù)，進(jìn)行參數(shù)編碼3、基于人的聽(tīng)覺(jué)特性進(jìn)行編碼音頻信號(hào)的編碼方式：（1）波形編碼，如PCM、APC、ATC等（2）分析合成方法（參數(shù)編碼方法）如PLC（3）混合編碼方法MP3的全名是MPEGAudioLayer-3，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一種聲音文件的壓縮格式。1987年德國(guó)的研究機(jī)構(gòu)IIS(InstituteIntegrierteSchaltungen)開(kāi)始著手一項(xiàng)聲音編碼及數(shù)字音頻廣播的計(jì)劃，名稱叫做EUREKAEUl47，即MP3的前身。之后，這項(xiàng)計(jì)劃由IIS與Erlangen大學(xué)共同合作，開(kāi)發(fā)出一套非常強(qiáng)大的算法，經(jīng)由150國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)證之后，符合ISO-MPEGAudioLayer-3標(biāo)準(zhǔn)，就成為現(xiàn)在的MP3。

ISO/MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)里包括了三個(gè)使用高性能音頻數(shù)據(jù)壓縮方法的感知編碼方案

(perceptualcodingschemes)。按照壓縮質(zhì)量(每Bit的聲音效果)和編碼方案的復(fù)雜程度分別是Layer1、Layer2、Layer3。

所有這三層的編碼采用的基本結(jié)構(gòu)是相同的。它們?cè)诓捎脗鹘y(tǒng)的頻譜分析和編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了子帶分析和心理聲學(xué)模型理論。也就是通過(guò)研究人耳和大腦聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)對(duì)音頻失真的敏感度，在編碼時(shí)先分析聲音文件的波形，利用濾波器找出噪音電平

(NoiseLevel)，然后濾去人耳不敏感的信號(hào)，

通過(guò)矩陣量化的方式將余下的數(shù)據(jù)每一位打散排列，最后編碼形成MPEG的文件。而音質(zhì)聽(tīng)起來(lái)與CD相差不大。

MP3的好處在于大幅降低數(shù)字聲音文件的容量，而不會(huì)破壞原來(lái)的音質(zhì)。以CD音質(zhì)的Wave文件來(lái)說(shuō)，如抽樣分辨率為l6bit，抽樣頻率44.1kHz，聲音模式為立體聲，那么存儲(chǔ)l秒鐘CD音質(zhì)的Wave文件，必須要用l6bit*44100Hz*2Stereo=1411200bit，也就是相當(dāng)于1411.2kbit的存儲(chǔ)容量，存儲(chǔ)介質(zhì)的負(fù)擔(dān)相當(dāng)大。不過(guò)通過(guò)MP3格式壓縮后，文件便可壓縮為原來(lái)的1/10到l/12，每l秒鐘的MP3只需大約112-128kbit就可以了。

聲音品質(zhì)與MP3壓縮比例關(guān)系表如下：

聲音質(zhì)量帶寬模式比特率壓縮比率電話2.5kHz單聲道8kbps*96:1好于短波4.5kHz單聲道16kbps48:1好于調(diào)幅廣播7.5kHz單聲道32kbps24:1類似調(diào)頻廣播11kHz立體聲56-64kbps26-24:1接近CD15kHz立體聲96kbps16:1CD>15kHz立體聲112-128kbps14-12:12.8視頻信號(hào)的壓縮編碼一、視頻信號(hào)的壓縮編碼分類無(wú)損壓縮：利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，典型的編碼:Huffman編碼、算術(shù)編碼等。不失真壓縮比低有損壓縮：利用人的視覺(jué)特性使解壓縮后的圖像看起來(lái)與原始圖像一樣。壓縮比高如：預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、模型編碼及混合編碼等。二、視頻信號(hào)壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)JPEG靜止圖像壓縮算法

MPEG運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法JPEG(JointPhotographicExpertGroup)

標(biāo)準(zhǔn)的名稱為“連續(xù)色調(diào)靜態(tài)圖像的數(shù)字壓縮和編碼”,既適用于灰度圖像，又適用于彩色圖像。為適應(yīng)各種應(yīng)用的不同要求，JPEG開(kāi)發(fā)了兩種基本的壓縮方法，即基于DCT的有損壓縮方法和基于預(yù)測(cè)方法的無(wú)損壓縮方法MPEG是運(yùn)動(dòng)圖象專家組（MovingPicturesExpertsGroup）的英文縮寫(xiě)。這個(gè)專家組是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(InternationalStandardsOrganization)與國(guó)際電子委員會(huì)IEC于1988年聯(lián)合成立的，致力于運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音編碼的標(biāo)準(zhǔn)化工作，其成員均為視頻、音頻及系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)專家。MPEG制訂過(guò)三種版本的運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼標(biāo)準(zhǔn)，即MPEG1、MPEG2和MPEG3。2019年又推出了兩種新的圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，這就是MPEG4和MPEG7MPEG與其它算法或壓縮方案相比有什么優(yōu)點(diǎn)?

一、國(guó)際化的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，兼容性好，代表技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

二、能夠比其他算法提供更好的壓縮比。

三、MPEG在提供高壓縮比的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的損失很小。圖像壓縮技術(shù)一覽表壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG4MPEG2MPEG1MJPEG特點(diǎn)兼容前幾種標(biāo)準(zhǔn)，采用更為優(yōu)化的編碼技術(shù)，基于場(chǎng)景描述和面向帶寬設(shè)計(jì)基于幀重建算法進(jìn)行壓縮和傳輸，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖像變化，根據(jù)對(duì)象的空間及時(shí)間特征來(lái)調(diào)整壓縮方法，幀間加入預(yù)測(cè)幀單獨(dú)對(duì)一幀進(jìn)行壓縮,基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化優(yōu)點(diǎn)圖像質(zhì)量好;可變帶寬傳輸;錯(cuò)誤恢復(fù)能力強(qiáng)。壓縮比可調(diào)范圍廣，支持包括高速體育運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的活動(dòng)圖像在實(shí)時(shí)壓縮、每幀數(shù)據(jù)量和處理速度上優(yōu)于MJPEG圖像質(zhì)量好缺點(diǎn)無(wú)現(xiàn)成算法，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度大

壓縮效率仍不理想、窄帶網(wǎng)傳輸質(zhì)量受限，對(duì)媒體的兼容能力有待提高圖像質(zhì)量相當(dāng)于VHS視頻，不能滿足廣播級(jí)的要求；傳輸帶寬有一定的要求。實(shí)時(shí)性差，壓縮效率低,文件量巨大應(yīng)用領(lǐng)域固定和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，交互AV服務(wù)以及遠(yuǎn)程傳輸DVD,廣播級(jí)的數(shù)字電視,HDTVVCD,CD-ROM,VOD

分辨率768X576（PAL）

或720X480(NTSC)NTSC:720X480SIF標(biāo)準(zhǔn)分辨率(NTSC：352X240；PAL：

352X288)

碼流多種帶寬可調(diào)

分四級(jí)，3-100Mbits/sec最高1.5Mbits/sec

圖像質(zhì)量在各種碼率下畫(huà)質(zhì)良好極低碼率下無(wú)法保證圖像質(zhì)量基本無(wú)法進(jìn)行窄帶傳輸

多路實(shí)時(shí)存儲(chǔ)多路實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，占用存儲(chǔ)空間小能實(shí)現(xiàn)多路實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，文件量大，消耗硬盤(pán)。能實(shí)現(xiàn)多路實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，文件量大，消耗硬盤(pán)。單路存儲(chǔ)，丟幀切換聯(lián)網(wǎng)要求全帶寬解決方案，支持PSTN，ISDN，DDN，局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)等適用于局域網(wǎng)適用于局域網(wǎng)定制帶寬，不支持聯(lián)網(wǎng)。JPEG和MPEG的差別MPEG視頻壓縮技術(shù)是針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。為了提高壓縮比，幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)和幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)必須同時(shí)使用。MPEG通過(guò)幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償有效地壓縮了數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)，它采用了三種圖像，幀內(nèi)圖、預(yù)測(cè)圖和雙向預(yù)測(cè)圖。有效地減少了冗余信息。對(duì)于MPEG來(lái)說(shuō)，幀間數(shù)據(jù)壓縮、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和雙向預(yù)測(cè)，這是和JPEG主要不同的地方。而JPEG和MPEG相同的地方均采用了DCT幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼。另外，MPEG中視頻信號(hào)包含有靜止畫(huà)面（幀內(nèi)圖）和運(yùn)動(dòng)信息（幀間預(yù)測(cè)圖）等不同的內(nèi)容，量化器的設(shè)計(jì)比JPEG壓縮算法中量化器的設(shè)計(jì)考慮的因素要多。關(guān)于壓縮比衡量一個(gè)壓縮算法好壞的標(biāo)準(zhǔn)，除了解壓后的數(shù)據(jù)有無(wú)失真或失真程度之外，是看壓縮比的大小。壓縮比常用的定義有兩種：（1）采樣壓縮比（2）比特壓縮比四、多媒體開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具一、多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)1、概念多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)提供一種把內(nèi)容和功能結(jié)合在一起的集成環(huán)境。2、功能（1）、視頻圖象的制作（2）、動(dòng)畫(huà)制作（3）、交互式演示系統(tǒng)（4）、展示系統(tǒng)（5）、交互式查詢系統(tǒng)（6）、交互式的訓(xùn)練（7）、仿真、厚型和技術(shù)的可視化3、系統(tǒng)組成素材庫(kù)編輯播放二、多媒體開(kāi)發(fā)工具的類型與功能1、類型（1）基于時(shí)間的創(chuàng)作工具（Flashdirector)（2）基于圖標(biāo)或流線的創(chuàng)作工具(Authorware)（3）基于卡片或頁(yè)面的工具（4）以傳統(tǒng)程序語(yǔ)言為基礎(chǔ)的多媒體創(chuàng)作工具2、功能（1）優(yōu)異的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境（2）具有較強(qiáng)的多媒體數(shù)據(jù)I/O能力（3）動(dòng)畫(huà)處理能力（4）超級(jí)連接能力（5）應(yīng)用程序的連接能力（6）模塊化和面向?qū)ο螅?）友好的界面、易學(xué)易用3、多媒體開(kāi)發(fā)工具的特征（1）編輯特征（2）組織特征（3）編程特征（4）交互式特征（5）性能精確特征（6）播放特征（7）提交特征4、跨平臺(tái)工具多媒體開(kāi)發(fā)的基本軟件的特點(diǎn)5、與多媒體創(chuàng)作工具相關(guān)的幾個(gè)概念（1）創(chuàng)作環(huán)境（2）創(chuàng)作系統(tǒng)（3）創(chuàng)作工具（4）集成工具（五）多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)一、多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）增加計(jì)算機(jī)的友好性（2）涉及技術(shù)領(lǐng)域廣、技術(shù)層次高（3）多媒體技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化（4）多媒體技術(shù)的集成化和工具化五、多媒體教學(xué)軟件的素材類型一、文本類素材

在多媒體教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)中，文本類素材是不可缺少的部分，并且對(duì)文本類素材的編輯相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較簡(jiǎn)單。常用的文本素材的文件格式有*.doc，*.txt，*.wps，*.wri等。通常，對(duì)文本類素材進(jìn)行編輯的軟件有Windows系統(tǒng)自帶的記事本、寫(xiě)字板，Microsoft公司開(kāi)發(fā)的專業(yè)文字處理軟件MicrosoftWord以及我國(guó)金山公司開(kāi)發(fā)的WPS專業(yè)字處理軟件等。

二、聲音類素材在多媒體教學(xué)軟件中，朗讀、解說(shuō)、背景音樂(lè)、效果聲等，都是聲音類素材或稱音頻類素材。按照文件格式的不同，可以將聲音分為WAV格式的聲音文件、MIDI格式的聲音文件和MP3格式的聲音文件等。1．常用的聲音文件格式（1）WAV格式WAV格式的聲音是波形聲音的一種，它是Windows操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻，它能直接保存聲音的采樣數(shù)據(jù)，可以用來(lái)不失真地重現(xiàn)噪聲、音樂(lè)聲（包括立體聲、單聲）等各種聲音信息。由于WAV格式的聲音文件是未經(jīng)壓縮的聲音文件，其主要缺點(diǎn)是占據(jù)的存儲(chǔ)空間較大。所以，在制作對(duì)聲音質(zhì)量要求不是特別高的多媒體教學(xué)軟件中，不主張用WAV格式來(lái)保存聲音文件。（2）MIDI格式MIDI是指電子樂(lè)器的數(shù)字化接口，MIDI格式中的數(shù)據(jù)是以數(shù)值形式存儲(chǔ)的命令。它將樂(lè)器彈奏的每個(gè)音符表示為一串?dāng)?shù)字，用這組數(shù)字代表音符的聲調(diào)、力度、長(zhǎng)短等。應(yīng)用MIDI格式的聲音文件時(shí)，是通過(guò)聲卡上的合成器將這組數(shù)字進(jìn)行合成，并通過(guò)揚(yáng)聲器輸出。與WAV格式的聲音文件相比，MIDI格式的聲音文件占用的存儲(chǔ)空間要小得多。一般情況下，同樣一段聲音，用MIDI格式進(jìn)行存儲(chǔ)所占用的存儲(chǔ)空間，大約是用WAV格式存儲(chǔ)時(shí)所占存儲(chǔ)空間的1/500。但是，MIDI格式的主要缺陷是表達(dá)能力有限，無(wú)法重現(xiàn)原始自然聲，而且MIDI格式的聲音文件在回放時(shí)聲音質(zhì)量也受到聲卡性能的限制。此外，MIDI格式的文件只能記錄有限的集中樂(lè)器演奏的組合聲音，許多中國(guó)民族樂(lè)器的樂(lè)聲就不能用MIDI格式記錄。但總的來(lái)說(shuō)，占用存儲(chǔ)空間不多的MIDI格式聲音文件在多媒體教學(xué)軟件中仍然有非常廣泛的應(yīng)用。（3）MP3格式MP3格式是采用MPEG技術(shù)將WAV聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊的數(shù)據(jù)壓縮后產(chǎn)生的一種聲音文件格式。其特點(diǎn)是占據(jù)的存儲(chǔ)空間小、質(zhì)量高、制作和播放簡(jiǎn)單。因此，用MP3格式存儲(chǔ)的聲音文件在多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和因特網(wǎng)上都得到了廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在大量的電腦音樂(lè)都以MP3格式出現(xiàn)。（4）WMA格式WMA是WindowsMediaAudio的縮寫(xiě)，WMA格式是微軟新發(fā)布的一種音頻壓縮格式，所占據(jù)的存儲(chǔ)空間比MP3格式的文件還小，并且支持Stream流技術(shù)。WMA格式可以將一首歌曲壓縮得很小，并且保持很高的音質(zhì)。（5）RA格式RA全稱是RealAudio，RA格式的文件目前在互聯(lián)網(wǎng)上非常流行。目前，很多音樂(lè)網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)廣播都使用RA格式，RA格式支持流技術(shù)，但壓縮率和音質(zhì)都非常一般。（6）CD唱片CD唱片存放的也是一種數(shù)字化聲音，是以16位采樣精度，44.1KHz采樣頻率的立體聲進(jìn)行存儲(chǔ)，可較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)原始聲音的重現(xiàn)，它是幾種聲音格式中效果最好的，其缺點(diǎn)是占用的存儲(chǔ)空間較大。2．常用的聲音處理軟件在制作多媒體教學(xué)軟件時(shí)，通常利用計(jì)算機(jī)上的聲卡及其配套軟件來(lái)完成聲音的錄制、編輯和播放?？梢酝ㄟ^(guò)錄音機(jī)把聲音錄在磁帶上，然后通過(guò)聲卡錄入到計(jì)算機(jī)中，也可以直接通過(guò)聲卡錄入到計(jì)算機(jī)內(nèi)。聲音錄制好后，編輯人員可以通過(guò)專門(mén)的制作軟件，對(duì)聲音進(jìn)行剪輯、加工。在加工處理過(guò)程中甚至可以輕而易舉地把渾厚的男聲變成尖利的女聲，稚嫩的童音變成沙啞的老人聲。在各種聲音編輯軟件中，Windows系統(tǒng)自帶的“錄音機(jī)”可以用來(lái)完成功能簡(jiǎn)單的聲音編輯，豪杰超級(jí)解霸也有較簡(jiǎn)單的聲音處理功能。實(shí)際上，我們常用的專門(mén)編輯聲音的軟件有WaveEdit、SoundEdit、AudioView等，其中WaveEdit是一個(gè)值得推崇的聲音編輯工具軟件。在本書(shū)中主要介紹豪杰超級(jí)解霸和WaveEdit的使用。

三、圖像類素材

在多媒體教學(xué)軟件中通常借助畫(huà)面來(lái)傳達(dá)信息，呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，渲染氣氛等，這些畫(huà)面信息就是多媒體教學(xué)軟件的圖像素材。圖像素材的文件格式種類比較復(fù)雜，分類方法也不盡相同，比較常用的是將圖像分為位圖（Bitmap）和矢量圖（Vectorgraphic）兩大類。

（1）位圖文件的格式位圖是以點(diǎn)或像素的方式來(lái)記錄圖像。位圖圖像的優(yōu)點(diǎn)是色彩顯示自然、柔和、逼真。其缺點(diǎn)是圖像在放大或縮小的轉(zhuǎn)換過(guò)程中