大學計算機基礎（第四版） 第7章 多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)第7章〖本章教學重點〗了解多媒體技術(shù)的相關(guān)概念掌握音頻處理技術(shù)掌握圖形圖像處理技術(shù)掌握視頻處理技術(shù)掌握微課的制作方法多媒體技術(shù)概述音頻處理技術(shù)7.17.27.3圖形圖像處理技術(shù)7.4視頻處理技術(shù)7.5多媒體技術(shù)應用—制作微課7.1多媒體技術(shù)概述

7.1.1多媒體技術(shù)定義1.多媒體定義多媒體的英文詞是multimedia，它由Multiple（多重、復合）和medium的復數(shù)形式media（介質(zhì)、媒介和媒體）兩部分組成，顧名思義，multimedia意味著非單一媒體，指的是文本、圖形、視頻、聲音、音樂或數(shù)據(jù)等多種形態(tài)信息的處理和集成呈現(xiàn)，是多種媒體的綜合。2.多媒體技術(shù)定義媒體技術(shù)就是利用電腦把文字、圖形、影像、動畫、聲音及視頻等多種媒體通過計算機進行數(shù)字化采集、獲取、加工處理、存儲和傳播而綜合為一體化的技術(shù)，是計算機技術(shù)、音頻技術(shù)、視頻技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮和編碼技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)等多種技術(shù)的融合，是一門綜合性高新技術(shù)。7.1.1多媒體技術(shù)定義3.多媒體技術(shù)的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）教育培訓（2）商業(yè)廣告（3）影視娛樂（4）信息發(fā)布（5）電子出版（6）虛擬現(xiàn)實7.1.2多媒體技術(shù)的特征1.載體的多樣性：載體的多樣性體現(xiàn)在信息采集或生成、傳輸、存儲、處理和顯現(xiàn)的過程中，要涉及到多種感知媒體、表示媒體、傳輸媒體、存儲媒體或呈現(xiàn)媒體，或者多個信源或信宿的交互作用。2.交互性：是指用戶可以與計算機的多種信息媒體進行交互操作從而為用戶提供了更加有效地控制和使用信息的手段。7.1.2多媒體技術(shù)的特征3.協(xié)調(diào)性：每一種媒體都有其自身規(guī)律，各種媒體之間必須有機地配合才能協(xié)調(diào)一致。多種媒體之間的協(xié)調(diào)以及時間、空間和內(nèi)容方面的協(xié)調(diào)是多媒體的關(guān)鍵技術(shù)之一。4.實時性：

所謂實時性是指在多媒體系統(tǒng)中多種媒體間無論在時間上還是在空間上都存在著緊密的聯(lián)系，是具有同步性和協(xié)調(diào)性的群體。5.集成性：

是指以計算機為中心綜合處理多種信息媒體，它包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成。7.2音頻處理技術(shù)音頻（Audio）是指頻率在20Hz~20kHz的可聽見的聲音，多媒體音頻處理技術(shù)主要包括四個方面：音頻數(shù)字化、語音處理、語音合成及語音識別。計算機處理音頻信號前，首先要將模擬的聲音信號數(shù)字化，產(chǎn)生數(shù)字音頻。為中心綜合處理多種信息媒體，它包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設備的集成。7.2.1音頻處理技術(shù)1.模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號模擬信號數(shù)字化有三個基本過程：采樣、量化、編碼。對輸入的模擬信號波形以適當?shù)臅r間間隔來觀測，將各個時刻觀測到的波形幅值定量，并用“0”，“1”組成的二進制數(shù)碼序列來表示。其中，以適當?shù)臅r間間隔觀測模擬信號波形幅值的過程叫采樣，通過采樣過程使連續(xù)的信號變成離散的信號；將采樣時刻的信號幅值四舍五入到與其最接近的整數(shù)值的過程叫量化，表示采樣值的大??；將量化后的各個整數(shù)用一個二進制的數(shù)碼序列來表示叫編碼，將這些連續(xù)、平滑變化的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，需要通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換,需要通過一定的傳感器來進行量化，從而實現(xiàn)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。7.2.1音頻處理技術(shù)（1）采樣采樣過程，要求每隔一定時間對模擬信號抽取一個觀測值，其中，經(jīng)采樣后得到的一系列離線的抽樣數(shù)值稱為樣本序列；時間間隔的大小叫采樣周期，用Ts表示；單位時間內(nèi)的采樣次數(shù)稱為采樣頻率fs；采樣頻率的選擇遵循采樣定理，又稱為亨利.奈奎斯特采樣定理。（2）量化采樣后得到的信號在時間上是離散的，但是在幅值還是連續(xù)的，所以，量化過程是把經(jīng)過采樣得到的瞬時幅值離散化，通常用二進制表示。如果把信號幅度取值的數(shù)目加以限定，用有限個數(shù)值描述信號幅度，即實現(xiàn)了量化。（3）編碼編碼是將采樣、量化后得到的數(shù)值用二進制數(shù)碼表示出來，編碼要考慮兩個問題，數(shù)據(jù)的二進制表示和二進制數(shù)據(jù)的壓縮。將量化后的數(shù)值運用二進制數(shù)碼表示出來，這樣計算機才能處理、存儲和傳輸圖像和聲音，另一方面還要考慮數(shù)據(jù)的傳輸問題，要采用特定的技術(shù)使得所要描述的數(shù)據(jù)的二進制符號數(shù)量達到最少。7.2.1音頻處理技術(shù)2.音頻信息的數(shù)字化數(shù)字聲音的質(zhì)量取決于采樣頻率和量化分級的細密程度。采樣頻率越高，量化的分辨率越高，所得數(shù)字化聲音的保真程度也越好，但是它的數(shù)據(jù)量也會越大。采樣頻率越高，模擬信號的波形就劃分的越細，經(jīng)過離散數(shù)字化的波形就越接近于原始波形。3.音頻數(shù)據(jù)的壓縮音頻數(shù)據(jù)的壓縮，一般考慮降低采樣頻率、降低量化位數(shù)。根據(jù)亨利.奈奎斯特采樣定理以及音頻信號的帶寬等因素，一般考慮將音頻的采樣頻率確定為44.1kHz，這個采樣頻率能夠保證聲音的高質(zhì)量還原。7.2.2常用的音頻文件格式1.WAV格式WAV是微軟公司（Microsoft)開發(fā)的一種聲音文件格式，擴展名為“wav”。主要用于保存Windows平臺的音頻數(shù)據(jù)。2.MP3格式MP3格式是現(xiàn)今應用最多的音頻文件格式，該格式主要用于存放MP3（MovingPictureExpertsGroupAudioLayerIII，動態(tài)影像專家壓縮標準音頻層面3）編碼壓縮的聲音數(shù)據(jù)。3.MIDI格式MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的英文縮寫，又稱作樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂/電子合成樂器的統(tǒng)一國際標準。它定義了計算機音樂程序、數(shù)字合成器及其它電子設備交換音樂信號的方式，規(guī)定了不同廠家的電子樂器與計算機連接的電纜和硬件及設備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，可以模擬多種樂器的聲音。7.2.2常用的音頻文件格式4.WMA格式

WMA是WindowsMediaAudio英文縮寫，是微軟公司力推的一種音樂文件格式，WMA格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達到更高的壓縮率目的，其壓縮率一般可以達到1:18。7.2.3音頻處理軟件音頻處理軟件能進行音頻信號的錄入、編輯、縮混等處理，利用音頻處理軟件能完成各種音頻制作處理工作。常見的音頻處理軟件主要有：AdobeAudition、GoldWave、SonicSoundForge等。其中AdobeAudition是目前較流行的專業(yè)數(shù)字音頻處理軟件，它強大的音頻錄入、編輯、特效功能，受到使用者的青睞。AdobeAudition的使用方法（略）。7.3圖形圖像處理技術(shù)圖形與圖像是人類視覺所能感受到的一種形象化的媒體，它可以形象、生動、直觀地表現(xiàn)出大量的信息，因而是人類自古以來獲取、交流信息的重要形式之一。7.3.1圖形圖像的基本知識1.位圖圖像位圖圖像，也稱點陣圖像或像素圖像，是由像素組成的圖像，每個像素都被分配一個特定的位置和顏色值。2.矢量圖形矢量圖形，也稱向量圖形，是由矢量定義的直線和曲線組成，保存圖像時將存儲其形狀和填充特性。3.像素像素是構(gòu)成圖像的基本單位，它是一個正方形的顏色塊。圖像都是由若干的像素構(gòu)成，這些像素排列成縱列和橫行。每一個像素都有不同的顏色值，單位面積上的像素越多，圖像就越清晰。7.3.1圖形圖像的基本知識4.分辨率分辨率是指單位長度上的像素個數(shù)。單位長度上像素越多，圖像就越清晰，反之則模糊。5.圖形圖像色彩模式色彩模式?jīng)Q定了用于顯示和打印圖像的顏色模型，以及描述和重現(xiàn)色彩的方式。（1）RGB色彩模式（2）CMYK色彩模式（3）Lab色彩模式（4）索引色彩模式（5）位圖模式（6）灰度模式7.3.2常用的圖形圖像文件格式1.PSD格式(*.PSD)PSD是PhotoshopCC2019特有的圖像文件格式，支持PhotoshopCC2019中所有的圖像類型，它可以將所編輯的圖像文件中的所有有關(guān)圖層和通道的信息記錄下來。2.BMP格式(*.BMP)BMP是標準的Windows圖像格式，支持RGB、索引色、灰度和位圖色彩模式，但是不支持Alpha通道。BMP格式采用無損壓縮，其優(yōu)點是圖像不會出現(xiàn)失真，缺點是文件占用的磁盤空間較大。3.JPEG格式(*.JPG)JPEG是一種壓縮率很高的有損壓縮格式，適用于保存大尺寸的圖像文件，以及用于網(wǎng)絡輸出的圖像文件。7.3.2常用的圖形圖像文件格式4.GIF格式(*.GIF)GIF格式可以極大地節(jié)省存儲空間，因此常常用于保存作為網(wǎng)頁數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像文件。5.TIFF格式(*.TIF)TIFF是一種應用非常廣泛的位圖圖像格式，幾乎被所有的繪畫、圖像編輯和頁面排版應用程序所支持。TIFF格式常用于應用程序之間和計算機平臺之間交換文件。6.EPS格式(*.EPS)EPS格式可以用于存儲矢量圖形，幾乎所有的矢量繪制和頁面排版軟件都支持該格式。在PhotoshopCC2019中打開其他應用程序創(chuàng)建的包含矢量圖形的EPS文件時，PhotoshopCC2019會對此文件進行柵格化，將矢量圖形轉(zhuǎn)換為位圖圖像。7.3.3常用的圖形圖像處理軟件計算機中的圖形圖像分為矢量圖形和位圖圖像2種。處理圖形圖像的軟件分為2類：一類是進行圖形繪制的軟件，另一類是對已有的位圖圖像進行處理的軟件。常見的繪圖軟件有AdobeIllustrator、CorelDRAW等軟件，常用的圖像處理軟件有AdobePhotoshop、CorelPhotoPaint等軟件。圖像處理軟件AdobePhotoshop處理圖像的方法（略)。7.4視頻處理技術(shù)

7.4.1視頻概述視頻（Video）泛指將一系列靜態(tài)影像以電信號的方式加以捕捉、紀錄、處理、儲存、傳送與重現(xiàn)的各種技術(shù)。日常生活中的看到的電視、電影、錄像或者使用手機、攝像機等拍攝的活動圖像都屬于視頻。視頻是由一系列連續(xù)的靜態(tài)圖像畫面構(gòu)成的，這些連續(xù)畫面中的每一幅圖像在視頻中稱為一幀（frame），幀是構(gòu)成視頻圖像的基本單元。連續(xù)的圖像變化每秒超過24幀（frame）畫面以上時，根據(jù)視覺暫留原理，人眼無法辨別單幅的靜態(tài)畫面;看上去是平滑連續(xù)的視覺效果，這樣連續(xù)的畫面就是視頻。1.視頻信息的主要技術(shù)指標（1）幀率（2）數(shù)據(jù)量7.4.1視頻概述2.視頻信息的壓縮數(shù)據(jù)壓縮是指對原始數(shù)據(jù)進行重新編碼，去除原始數(shù)據(jù)中冗余數(shù)據(jù)的過程。視頻信息在數(shù)字化的過程中，為了獲得滿意的圖像或視頻畫面，用戶往往使用更高的圖像分辨率和像素深度，這個過程會產(chǎn)生了大量的冗余數(shù)據(jù)，這些冗余的數(shù)據(jù)是無用多余的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)壓縮盡可能刪除這些冗余數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)量。國際標準化組織和國際電報電話咨詢委員會于1991年提出了針對連續(xù)色調(diào)靜止圖像的壓縮編碼標準——聯(lián)合圖像專家組JPEG（JointPhotographicExpertsGroup，）標準。該標準適用于黑白及彩色照片、彩色傳真和印刷圖片。JPEG圖像壓縮算法能夠在提供良好的壓縮性能的同時，具有比較好的重建質(zhì)量，被廣泛應用于圖像、視頻處理領(lǐng)域。7.4.2常用的視頻文件格式1.MPEG格式文件MPEG是MotionPictureExpertsGroup的英文縮寫，是運動圖像壓縮算法的國際標準。它采用有損壓縮方法減少運動圖像種的冗余信息，最高壓縮比可達200:1。2.AVI格式文件AVI（AudioVideoInterleaved，音頻視頻交錯）是為Windows操作系統(tǒng)設計的數(shù)字視頻格式，采用Intel公司的視頻有損壓縮技術(shù)，實現(xiàn)了音頻和視頻信息同步播放，是目前較為流行的視頻文件格式，文件的擴展名為avi。7.4.2常用的視頻文件格式3.MOV格式文件MOV格式文件是Apple公司在QuickTimeForWindows視頻應用軟件中使用的視頻文件格式。文件的擴展名為mov。4.WMV格式文件WMV（WindowsMediaVideo）格式是Microsoft公司推出的一種視頻文件格式，WMV的主要優(yōu)點能實現(xiàn)本地或網(wǎng)絡回放、可擴充或伸縮的媒體類型、多語言支持、優(yōu)先級化的流間關(guān)系以及擴展性等。7.4.2常用的視頻文件格式5.MP4格式文件MP4(MPEG-4Part14)是一種常見的視頻文件按格式，它是在“ISO/IEC14496-14”標準文件中定義的，屬于MPEG-4的一部分，是“ISO/IEC14496-12(MPEG-4Part12ISObasemediafileformat)”標準中所定義的媒體格式的一種實現(xiàn)，后者定義了一種通用的媒體文件結(jié)構(gòu)標準。6.ASF格式文件ASF(AdvancedStreamingformat高級流格式)是MICROSOFT推出的一種可以直接在網(wǎng)上觀看視頻節(jié)目的文件壓縮格式。ASF使用了MPEG-4的壓縮算法，有較好的壓縮率和圖像的質(zhì)量。ASF是網(wǎng)上即時觀賞的視頻流格式，它的圖像質(zhì)量要高于RAM格式。7.4.3視頻信息處理軟件視頻信息處理軟件有兩類，一類是視頻播放軟件，一類是視頻編輯軟件。1.常用視頻播放軟件常用的視頻播放軟件有：超級解霸、Windows操作系統(tǒng)自帶的MediaPlayer以及RealPlayer，這些視頻播放軟件界面操作簡單易用，功能