第6章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)概要

第6章多媒體技術(shù)學(xué)習(xí)目的多媒體技術(shù)是一種迅速發(fā)展的綜合性電子技術(shù)，給傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、音頻和視頻設(shè)備帶來(lái)了方向性的革命

學(xué)習(xí)多媒體的理論知識(shí)學(xué)習(xí)多媒體軟件PhotoshopCS53本章內(nèi)容6.1多媒體的基本概念6.2多媒體技術(shù)基礎(chǔ)6.3多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)6.4PhotoshopCS5簡(jiǎn)介什么是多媒體？6.1.1基本概念●

多媒體技術(shù)定義

多媒體技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)對(duì)文字、圖像、圖形、動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等多種信息進(jìn)行綜合處理和控制、有機(jī)組合（建立邏輯關(guān)系）和人機(jī)交互作用的產(chǎn)物。●“多媒體”一詞源自“Multimedia”Multiple多重、復(fù)合medium的復(fù)數(shù)形式media介質(zhì)、媒介和媒體1234媒體類型6.1.1基本概念●1.感覺(jué)媒體——人的直觀感覺(jué)2.表示媒體——各種編碼，如圖像編碼、聲音編碼3.表現(xiàn)媒體——用于信息輸入輸出的設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器、揚(yáng)聲器4.存儲(chǔ)媒體——保存表示媒體的介質(zhì)，如光盤(pán)5.傳輸媒體——傳輸?shù)奈锢磔d體，如光纖、電纜6.信息交換媒體——異地信息交換介質(zhì)，如網(wǎng)絡(luò)、WWW多樣性——媒體類型的多樣性，媒體輸入、傳播、再現(xiàn)和展示手段的多樣性集成性——媒體種類一體化交互性——人、機(jī)對(duì)話，是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵特征多媒體特征●多媒體媒體元素——文字●各類文字和符號(hào)文字多媒體多媒體多媒體通過(guò)計(jì)算而描述的矢量圖形文字圖形多媒體媒體元素——矢量圖形●用像素點(diǎn)描述的自然影像文字圖形圖像多媒體媒體元素——位圖圖像●單畫(huà)面矢量動(dòng)畫(huà)、多畫(huà)面幀動(dòng)畫(huà)文字圖形圖像動(dòng)畫(huà)多畫(huà)面幀動(dòng)畫(huà)單畫(huà)面矢量動(dòng)畫(huà)FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07多媒體媒體元素——?jiǎng)赢?huà)●音頻數(shù)字信號(hào)、壓縮音頻信號(hào)文字圖形圖像動(dòng)畫(huà)音頻●midi音頻●

wav音頻●

mp3壓縮音頻多媒體媒體元素——音頻●視頻數(shù)字信號(hào)AVI、壓縮視頻信號(hào)MPG文字圖形圖像動(dòng)畫(huà)音頻視頻音頻+視頻AudioVideoInformation多媒體媒體元素——視頻END●采用按鈕、菜單實(shí)現(xiàn)媒體間的控制功能文字圖形圖像動(dòng)畫(huà)音頻視頻控制1.概述2.課程演示3.課間音樂(lè)4.課堂作業(yè)ButtonMenu媒體對(duì)象——控制●1.概述2.課程演示3.課間音樂(lè)4.課堂作業(yè)ButtonMenu文字圖形圖像動(dòng)畫(huà)音頻視頻控制7種類STOP對(duì)象類別匯總●多媒體技術(shù)的發(fā)展6.1.5(1)1984年，美國(guó)Apple（蘋(píng)果）公司首創(chuàng)計(jì)算機(jī)處理圖像。使用Bitmap（位圖）描述圖像，實(shí)現(xiàn)了圖像簡(jiǎn)單處理。

Macintosh操作系統(tǒng)首次采用了圖形用戶界面：●

Windows（窗口）●

Icon（圖標(biāo)）理念●圖形化人機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)(2)1985年，美國(guó)Commodore公司首創(chuàng)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Amiga。同年，激光只讀存儲(chǔ)器CD-ROM問(wèn)世，對(duì)多媒體技術(shù)的發(fā)展起到了決定性的推動(dòng)作用。在這一時(shí)期，CDDA技術(shù)（CompactDiskDigitalAudio）趨于成熟，具備了處理和播放高質(zhì)量數(shù)字音響的能力。多媒體技術(shù)的發(fā)展6.1.5(3)1986年3月，荷蘭PHILIPS公司和日本SONY公司共同制定了

CD-I（CompactDiscInteractive）交互式激光盤(pán)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：

●允許一片直徑5英寸的激光盤(pán)存儲(chǔ)650MB的數(shù)字信息。(4)1987年3月，RCA公司制定了DVI(DigitalVideoInteractive)標(biāo)準(zhǔn)：

●交互式視頻技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，可存儲(chǔ)靜止圖像、活動(dòng)圖像、聲音等多種信息模式。同年，美國(guó)Apple公司開(kāi)發(fā)了HyperCard（超級(jí)卡），該卡安裝在蘋(píng)果計(jì)算機(jī)中，具備快速、穩(wěn)定處理多媒體信息的能力。(5)1990年11月，美國(guó)Microsoft公司和PHILIPS等公司成立多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)(MultimediaPCMaketingCouncil)。協(xié)會(huì)主要任務(wù)：制定多媒體計(jì)算機(jī)的“MPC標(biāo)準(zhǔn)”。對(duì)計(jì)算機(jī)多媒體功能所需的軟硬件最低標(biāo)準(zhǔn)、量化指標(biāo)，以及升級(jí)規(guī)范等進(jìn)行規(guī)范。多媒體技術(shù)的發(fā)展6.1.5(6)1991年，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)提出MPC1標(biāo)準(zhǔn)。這是全球計(jì)算機(jī)業(yè)界共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了MPC的標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)銷售，使多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)成為一種新的流行趨勢(shì)。(7)1993年5月，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)公布了MPC2標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聲音、圖像、視頻和動(dòng)畫(huà)的播放、PhotoCD做了新的規(guī)定。此后，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)演變成：多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)工作組（MultimediaPCWorkingGroup）。(8)1995年6月，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)工作組公布了MPC3標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)制定了視頻壓縮技術(shù)MPEG的技術(shù)指標(biāo)，使視頻播放技術(shù)更加成熟和規(guī)范化，制定了采用軟件進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)解壓縮等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同年，美國(guó)Microsoft公司的Windows95操作系統(tǒng)問(wèn)世。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet興起，促進(jìn)了多媒體技術(shù)的發(fā)展。6.1.5多媒體技術(shù)的發(fā)展代表性階段：1984年Apple公司圖形用戶界面1985年CommodoreAmiga計(jì)算機(jī)（CD-ROM音樂(lè)處理）1986年P(guān)hilipsSony制定CD-Ι(交互式激光光盤(pán)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))1990年MicrosoftPhilipsMPC標(biāo)準(zhǔn)多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)從單個(gè)PC用戶環(huán)境轉(zhuǎn)向多用戶環(huán)境和個(gè)性化用戶環(huán)境；從集中式、局部環(huán)境轉(zhuǎn)向分布式、遠(yuǎn)程環(huán)境；從專用平臺(tái)和系統(tǒng)有關(guān)的解決方案轉(zhuǎn)向開(kāi)放性、可移植的解決方案；多媒體通信從單向通信轉(zhuǎn)向雙向通信；從被動(dòng)的、簡(jiǎn)單的交互方式轉(zhuǎn)向主動(dòng)的高級(jí)的交互方式；從改造原有的應(yīng)用轉(zhuǎn)向建立新的應(yīng)用。多媒體技術(shù)的應(yīng)用●

形象教學(xué)●

仿真工藝過(guò)程●

模擬交互過(guò)程●

電子教案、教學(xué)●

網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)●

生物形態(tài)模擬●

生物智能模擬●

人類行為智能模擬●

電視/電影/卡通混編特技●

三維成像模擬特技●

演藝界MTV特技制作●仿真游戲、賭博游戲●

風(fēng)光重現(xiàn)●

風(fēng)土人情介紹●

服務(wù)項(xiàng)目Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)●

網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)●

網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程診斷●

網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作(手術(shù))●

影視商業(yè)廣告●

公共招貼廣告●

大型顯示屏廣告●

平面印刷廣告商業(yè)廣告（特技合成、大型演示）教育（形象教學(xué)、模擬展示）醫(yī)療（遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程手術(shù)）人工智能模擬（生物、人類智能模擬）旅游（景點(diǎn)介紹）影視娛樂(lè)業(yè)（電影特技、變形效果）多媒體技術(shù)的應(yīng)用教學(xué)進(jìn)程6.3多媒體系統(tǒng)的組成多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)MPC——MultimediaPersonalComputer符合MPC標(biāo)準(zhǔn)的具有多媒體功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)●

激光驅(qū)動(dòng)器

CD-ROMCD-RWDVD-RW●音箱●耳機(jī)●音響設(shè)備●

聲卡1MPC的基本結(jié)構(gòu)1．多媒體系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主機(jī)視頻部分：負(fù)責(zé)多媒體計(jì)算機(jī)圖像和視頻信息的數(shù)字化攝取和回放：主要包括顯示卡、視頻壓縮卡（也稱視頻卡）、電視卡、加速顯示卡等音頻部分：主要完成音頻信號(hào)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換及數(shù)字音頻的壓縮、解壓縮及播放等功能，主要包括聲卡、外接音箱、話筒、耳麥、MIDI設(shè)備等?；据斎?輸出設(shè)備：按功能分為視頻/音頻輸入設(shè)備、視頻/音頻輸出設(shè)備、人機(jī)交互設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備4類視頻/音頻輸入設(shè)備包括攝像機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、掃描儀、傳聲器、錄音機(jī)、激光唱盤(pán)和MIDI合成器等；視頻/音頻輸出設(shè)備包括顯示器、電視機(jī)、投影電視、揚(yáng)聲器、立體聲耳機(jī)等；人機(jī)交互設(shè)備包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏和光筆等；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備包括CD-ROM、磁盤(pán)、打印機(jī)、可擦寫(xiě)光盤(pán)等。高級(jí)多媒體設(shè)備：數(shù)據(jù)手套，用于虛擬現(xiàn)實(shí)能夠產(chǎn)生較好的沉浸感的數(shù)字頭盔和立體眼鏡等設(shè)備

多媒體軟件系統(tǒng)多媒體核心軟件多媒體工具軟件多媒體應(yīng)用軟件多媒體制作常用軟件工具AnimatorPro平面動(dòng)畫(huà)制作軟件。用于制作幀動(dòng)畫(huà)，繪制功能強(qiáng)AnimationStudio平面動(dòng)畫(huà)處理軟件。用于加工幀動(dòng)畫(huà)，處理能力強(qiáng)FlashMX網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)軟件。用于繪制幀、矢量動(dòng)畫(huà)，可添加聲音MagicMorph變形動(dòng)畫(huà)軟件。根據(jù)首、尾畫(huà)面自動(dòng)生成變形動(dòng)畫(huà)GIFConstruction網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)軟件。把動(dòng)畫(huà)和圖片序列轉(zhuǎn)換成網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)3dsmax三維動(dòng)畫(huà)制作軟件。用于制作三維造型動(dòng)畫(huà)Cool3D三維文字動(dòng)畫(huà)軟件。用于制作幀動(dòng)畫(huà)、視頻Maya三維動(dòng)畫(huà)制作軟件。用于制作動(dòng)畫(huà)片、廣告、電影等Premiere動(dòng)畫(huà)視頻處理軟件。用于處理視頻、廣告、電影等多媒體計(jì)系統(tǒng)的組成6.2多媒體技術(shù)基礎(chǔ)

聲音媒體的數(shù)字化視覺(jué)媒體的數(shù)字化6.2.1聲音媒體的數(shù)字化音頻技術(shù)常識(shí)數(shù)字音頻技術(shù)基礎(chǔ)聲音合成技術(shù)數(shù)字音頻技術(shù)基礎(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，所有的信息均以數(shù)字0或1表示，聲音信號(hào)也用一組數(shù)字表示，稱之為數(shù)字音頻數(shù)字音頻與模擬音頻的區(qū)別在于：模擬音頻在時(shí)間上是連續(xù)的，而數(shù)字音頻是一個(gè)數(shù)據(jù)序列，在時(shí)間上是離散的。若要用計(jì)算機(jī)對(duì)音頻信息處理，就要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這一轉(zhuǎn)換過(guò)程稱為模擬音頻的數(shù)字化。模擬音頻數(shù)字化過(guò)程涉及到音頻的采樣、量化和編碼6.2.1聲音媒體的數(shù)字化模擬音頻的數(shù)值化過(guò)程聲音文件6.2.1●

什么是聲音聲音是隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量，并且是一種能借助介質(zhì)傳播的波。次聲波20～20000Hz≤20Hz≥20000Hz人耳可聽(tīng)域超聲波6.2.1基本概念1聲音基本特點(diǎn)●

聲音定義聲音是振動(dòng)波，具有振幅、周期和頻率?！?/p>

聲音的質(zhì)量簡(jiǎn)稱音質(zhì)，與頻率范圍成正比，頻率范圍越寬音質(zhì)越好。聲音具有連續(xù)性和過(guò)程性，數(shù)據(jù)前后相關(guān)，并具有實(shí)時(shí)性?！?/p>

聲音的連續(xù)時(shí)基性低特質(zhì)高弱強(qiáng)●

聲音三要素(1)音調(diào)—(高低)(2)音強(qiáng)—(強(qiáng)弱)(3)音色—(特質(zhì))●采樣原理輸入模擬聲音信號(hào)，按照固定的時(shí)間間隔截取該信號(hào)的振幅值，每個(gè)波形周期內(nèi)截取兩次，取得正、負(fù)向的振幅值，這個(gè)過(guò)程就是“采樣”。振幅值即稱“采樣值”，用二進(jìn)制數(shù)表示，形成數(shù)字音頻信號(hào)。2數(shù)字音頻采樣（1）基本概念連續(xù)變化的振動(dòng)波階躍變化的離散信號(hào)2數(shù)字音頻采樣（1）基本概念●采樣頻率每秒鐘的采樣次數(shù)。采樣頻率↑，音質(zhì)↑，數(shù)據(jù)量↑。

f

采樣=2·f還原●聲道數(shù)是聲音通道的個(gè)數(shù)，指一次采樣聲音波形的個(gè)數(shù)。單聲道一次采樣一個(gè)聲音波形，雙聲道(立體聲)一次采樣兩個(gè)聲音波形。雙聲道比單聲道多一倍的數(shù)據(jù)量?！駠?guó)際互聯(lián)網(wǎng)(語(yǔ)音、簡(jiǎn)單樂(lè)曲)11,025Hz8bit22,050Hz8bit游戲(效果音、效果音樂(lè))11,025Hz8bit多媒體自學(xué)讀物(提示音)11,025Hz8bit電子教案(語(yǔ)音、效果音)22,050Hz8bit多媒體寶典、大全(樂(lè)曲、語(yǔ)音)44,100Hz16bit多媒體音樂(lè)鑒賞(音樂(lè)、解說(shuō))要求采樣頻率數(shù)據(jù)長(zhǎng)度應(yīng)用場(chǎng)合●

應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和要求轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)穆曇舨蓸宇l率?！癫蓸宇l率的轉(zhuǎn)換須使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行。聲音的應(yīng)用2數(shù)字音頻文件●音質(zhì)與數(shù)據(jù)量v=fbs／8v數(shù)據(jù)量；f

采樣頻率；b

數(shù)據(jù)位數(shù)；s

聲道數(shù)。CD中一首5min的樂(lè)曲：v=（44100Hz×16bit×2）÷8×300s=51600KB（合50.39MB）聲音合成技術(shù)計(jì)算機(jī)聲音有兩種產(chǎn)生途徑：一種是通過(guò)數(shù)字化錄制直接獲取，一種是利用聲音合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)，后者是計(jì)算機(jī)音樂(lè)的基礎(chǔ)。聲音合成技術(shù)使用微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器代替發(fā)聲部件，模擬出聲音波形數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)并發(fā)送到放大器，合成出聲音或音樂(lè)。樂(lè)器生產(chǎn)商利用聲音合成技術(shù)生產(chǎn)出各種各樣的電子樂(lè)器。2數(shù)字音頻文件●數(shù)字音頻文件是數(shù)字化音頻的軟載體，主要有4種格式?！?/p>

WAV格式——波形音頻文件?！?/p>

MIDI格式——樂(lè)器接口文件。●

CDA格式——是CD-DA音頻文件的一種表述形式，用于音樂(lè)光盤(pán)，可將其轉(zhuǎn)換成WAV、MP3等其他文件格式?！?/p>

MP3格式——采用MPEG壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)量小，音質(zhì)好，使用廣泛。WAV文件描述1●WAV——Wave，波形音頻文件(.wav)WAV文件特點(diǎn)：

[1]真實(shí)記錄自然聲波形。

[2]基本無(wú)數(shù)據(jù)壓縮。

[3]數(shù)據(jù)量大。STOP●WAV音頻試聽(tīng)●影響數(shù)據(jù)量的因素

1)采樣頻率。

2)采樣精度。

3)聲道形式。MIDI文件描述2●MIDI——MusicalInstrumentDigitalInterface，樂(lè)器數(shù)字化接口文件(.mid)MIDI文件特點(diǎn)：

[1]紀(jì)錄音符、時(shí)值、通道。

[2]使用電子鍵盤(pán)樂(lè)器。

[3]數(shù)據(jù)量小。STOP●MIDI音頻試聽(tīng)MIDI適配器輸出6.2.2視覺(jué)媒體的數(shù)字化靜態(tài)圖形圖像的數(shù)字化動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)字化1靜態(tài)圖形圖像的數(shù)字化基本概念圖像的數(shù)字化單色圖像描述（1）●單色圖像——色族單一的圖像，但并非只有一種顏色的圖像單色圖像“二值”圖像只有黑、白兩色簡(jiǎn)單形式“灰度”圖像具有256級(jí)灰度復(fù)雜形式單色圖像用途●

簡(jiǎn)單形式：文本顯示、木刻、版畫(huà)效果的圖像●復(fù)雜形式：書(shū)籍用圖片、報(bào)紙用圖片（2）三基色和混色RGB光三原色：紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）。RYB色料三原色：紅（R）、黃（Y）、藍(lán)（B）彩色圖像描述（2）●

RGB——紅、綠、藍(lán)

R

G

BR

G

BR數(shù)組—8bit表示(256階梯)G數(shù)組—8bit表示(256階梯)B數(shù)組—8bit表示(256階梯)最大表示：28×28×28=224=16777216(16.7M)彩色圖像描述（2）●

CMYK青、品紅、黃、黑C

KM

YC

M

YKC數(shù)組—8bit表示(256階梯)M數(shù)組—8bit表示(256階梯)Y數(shù)組—8bit表示(256階梯)K數(shù)組—8bit表示(256階梯)最大表示：28×28×28×28=232=4294967296(4294M)通過(guò)計(jì)算而描述的矢量圖形圖形（3）矢量圖形●用像素點(diǎn)描述的自然影像圖像位圖圖像●（4）位圖和矢量圖在計(jì)算機(jī)中，圖形（Graphics）與圖像（Image）是一對(duì)既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。它們都是一幅圖，但圖的產(chǎn)生、處理、存儲(chǔ)方式不同。圖形一般是指通過(guò)繪圖軟件繪制的由直線、圓、圓弧、任意曲線等圖元組成的畫(huà)面，以矢量圖形文件形式存儲(chǔ)。矢量圖形文件中存儲(chǔ)的是一組描述各個(gè)圖元的大小、位置、形狀、顏色、維數(shù)等屬性的指令集合，通過(guò)相應(yīng)的繪圖軟件讀取這些指令，可將其轉(zhuǎn)換為輸出設(shè)備上顯示的圖形。因此，矢量圖形文件的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)圖形中的各個(gè)圖元進(jìn)行縮放、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)而不失真，而且它占用的存儲(chǔ)空間小。（5）圖像的數(shù)字化采樣：將時(shí)間和空間上連續(xù)的圖像轉(zhuǎn)換成離散點(diǎn)的過(guò)程量化：在圖像離散化后，將表示圖像色彩濃淡的連續(xù)變化值離散化為整數(shù)值（即灰度級(jí)）的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)圖像的數(shù)字化。例如：一幅分辨率為640×480像素的真彩色圖像（24位）需要的存儲(chǔ)空間是多少？解：640×480×24／8=921600B=900KB2動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)字化基本概念視頻信息的數(shù)字化基本概念動(dòng)態(tài)圖像也稱視頻，視頻是由一系列的靜態(tài)圖像按一定的順序排列組成，每一幅稱為幀（Frame）。電影、電視通過(guò)快速播放每幀畫(huà)面，再加上人眼視覺(jué)效應(yīng)便產(chǎn)生了連續(xù)運(yùn)動(dòng)的效果。當(dāng)幀速率達(dá)到12幀/秒（12fps）以上時(shí)，可以產(chǎn)生連續(xù)的視頻顯示效果。視頻信息的數(shù)字化由于上述兩種視頻標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)都是模擬量，而計(jì)算機(jī)處理和顯示這類視頻信號(hào)必須進(jìn)行視頻數(shù)字化。數(shù)字視頻具有適合于網(wǎng)絡(luò)使用、可以不失真地?zé)o限次復(fù)制、便于計(jì)算機(jī)創(chuàng)造性編輯處理等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。視頻數(shù)字化過(guò)程同音頻相似，在一定的時(shí)間內(nèi)以一定的速度對(duì)單幀視頻信號(hào)進(jìn)行采樣、量化、編碼等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換、彩色空間變換和編碼壓縮等，這通過(guò)視頻捕捉卡和相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)畫(huà)基本概念（1）什么是動(dòng)畫(huà)●

動(dòng)畫(huà)的本質(zhì)動(dòng)作的變化是動(dòng)畫(huà)的本質(zhì)

——英國(guó)動(dòng)畫(huà)大師JohnHalas●動(dòng)畫(huà)由多幅畫(huà)面組成，當(dāng)畫(huà)面快速、連續(xù)地播放時(shí)，由于人類眼睛存在“視覺(jué)滯留效應(yīng)”而產(chǎn)生動(dòng)感。當(dāng)被觀察的物體消失后，影像仍在大腦中停留一段時(shí)間，約為1/24s動(dòng)畫(huà)的歷史（2）觀看動(dòng)畫(huà)的機(jī)器●最原始的動(dòng)畫(huà)●

視覺(jué)效果1831年，法國(guó)人約瑟夫·安東尼·普拉特奧(JosephAntoinePlateau)在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)上按照順序畫(huà)了一些圖片。動(dòng)畫(huà)規(guī)則（3）Frame1Frame2Frame3Frame4Frame5Frame6Frame7Frame81)在嚴(yán)格遵循運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下，可進(jìn)行適度地夸張和發(fā)展。2)動(dòng)畫(huà)節(jié)奏應(yīng)符合自然規(guī)律，可適度夸張。3)動(dòng)畫(huà)節(jié)奏由畫(huà)面之間物體的位置差決定。位置差越大，移動(dòng)速度越快。動(dòng)畫(huà)節(jié)奏演示效果動(dòng)畫(huà)的風(fēng)格●動(dòng)畫(huà)節(jié)奏和動(dòng)作的適度夸張創(chuàng)造了可愛(ài)、幽默、詼諧的動(dòng)畫(huà)風(fēng)格。電腦動(dòng)畫(huà)（1）電腦動(dòng)畫(huà)的基本概念●

幀動(dòng)畫(huà)

——模擬以幀為基本單位的傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)，占動(dòng)畫(huà)產(chǎn)品的98%●

顏色動(dòng)畫(huà)●

平面動(dòng)畫(huà)●

變形動(dòng)畫(huà)電腦動(dòng)畫(huà)●●

矢量動(dòng)畫(huà)——經(jīng)過(guò)電腦運(yùn)算而確定的運(yùn)行軌跡和形狀的動(dòng)畫(huà)。●

空間動(dòng)畫(huà)——形成三維造型并進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)。三維坐標(biāo)變換平面坐標(biāo)變換三維坐標(biāo)變換文件顏色與分辨率用途.GIF256/96dpi用于動(dòng)畫(huà)、多媒體程序界面，網(wǎng)頁(yè)界面.BMP256～224/*dpi用于Windows環(huán)境下的任何場(chǎng)合.TIF256～232/*dpi用于專業(yè)印刷.JPG216

～232/*dpi用于數(shù)字圖片保存、傳送.TGA256～224/

96dpi用于專業(yè)動(dòng)畫(huà)影視制作.PsD224

dpi用于Photoshop●

注意：圖像文件的擴(kuò)展名不要輕易修改，否則不能使用圖像文件●

數(shù)字化圖像以文件的形式存在，其擴(kuò)展文件名有嚴(yán)格的約定。1（1）圖像文件格式11數(shù)據(jù)格式●——Bitmap，Microsoft公司開(kāi)發(fā)，用于Windows環(huán)境●使用要點(diǎn)

(1)用于表現(xiàn)打印、顯示用圖像

(2)不適于網(wǎng)絡(luò)傳送

(3)不適于提供印刷文件文件頭調(diào)色板數(shù)據(jù)(反向排列)圖像數(shù)據(jù)●特點(diǎn)

(1)擴(kuò)展名采用“.bmp”(2)文件描述單一(靜止)圖像

(3)彩色模式:24~232(4)調(diào)色板RGB數(shù)據(jù)順序反向排列

(5)以圖像左下角為起點(diǎn)排列數(shù)據(jù)

(6)一般采用非壓縮數(shù)據(jù)格式靜態(tài)圖像文件BMP格式TIFF格式1數(shù)據(jù)格式TagImageFileFormat，Aldus公司開(kāi)發(fā)，用于精確描述圖像的場(chǎng)合●使用要點(diǎn)

(1)平面設(shè)計(jì)作品的最佳表現(xiàn)形式

(2)用于提供印刷文件

(3)不適于網(wǎng)絡(luò)傳送文件頭標(biāo)識(shí)信息區(qū)圖像數(shù)據(jù)●特點(diǎn)

(1)擴(kuò)展名采用“.tif”(2)文件描述單一(靜止)圖像

(3)彩色模式:21(單色)

~232(4)支持多平臺(tái)(PC&Macintosh)(5)可采用多種壓縮數(shù)據(jù)格式●TGA格式1數(shù)據(jù)格式●TagaImageFormat，Truevision公司開(kāi)發(fā)，用于屏顯和動(dòng)畫(huà)幀顯示●使用要點(diǎn)

(1)用于表現(xiàn)影視廣播級(jí)動(dòng)畫(huà)的幀

(2)不適于保存高質(zhì)量印刷文件

(3)不適于網(wǎng)絡(luò)傳送●特點(diǎn)

(1)擴(kuò)展名采用“.tga”(2)文件描述單一(靜止)圖像

(3)彩色模式:20(1色)

~232(顯示模式依賴顯示卡)(4)圖像分辨率固定為96dpi文件頭調(diào)色板信息圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)補(bǔ)充區(qū)GIF格式1數(shù)據(jù)格式●GraphicsInterchangeFormat,

CompuServe公司開(kāi)發(fā),用于屏顯和網(wǎng)絡(luò)●使用要點(diǎn)

(1)用于屏幕顯示圖像和電腦動(dòng)畫(huà)

(2)用于網(wǎng)絡(luò)傳送

(3)不適于保存高質(zhì)量印刷文件●特點(diǎn)

(1)擴(kuò)展名采用“.gif”(2)具有87a、89a兩種格式

87a——描述單一(靜止)圖像

89a——描述多幀圖像

(3)彩色模式:28(256色)，分辨率96dpi(4)采用改進(jìn)的LZW壓縮算法文件頭邏輯屏幕描述圖像數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志調(diào)色板信息JPEG格式1數(shù)據(jù)格式●JointPhotographicExpertsGroup，聯(lián)合專家小組開(kāi)發(fā)，用于彩色圖像的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳送●使用要點(diǎn)

(1)用于保存表現(xiàn)自然景觀的圖像

(2)用于網(wǎng)絡(luò)傳送

(3)不適于表現(xiàn)有明顯邊界的圖形

(4)不適用于高質(zhì)量印刷文件●特點(diǎn)

(1)擴(kuò)展名采用“.jpg”(2)采用有損壓縮編碼形式，數(shù)據(jù)量小

(3)彩色模式:232(真彩色)(4)經(jīng)解壓縮，方可顯示圖像，顯示速度慢經(jīng)壓縮的圖像數(shù)據(jù)各類壓縮算法AVI文件描述

AVI(AudioVideoInterleave)音頻視頻交互●AVI格式的文件不需要專門(mén)的硬件支持就能播放和存儲(chǔ)，可把視頻信號(hào)和音頻信號(hào)同時(shí)保存在文件中?！癫捎?20×240的顯示尺寸，擴(kuò)展名為“.avi”?！窭靡曨l編輯軟件，可以進(jìn)行剪輯、合成、配解說(shuō)詞等多種編輯?！?/p>

PowerPoint可以播放AVI視頻圖像。利用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可定義、調(diào)用和播放AVI視頻文件。FLI/FLC文件描述●FLI和FLC是英文Flicks的不同縮寫(xiě)形式，意為“電影”?！馎utodesk公司開(kāi)發(fā)的文件格式，用于存儲(chǔ)一組位圖圖像。FLI格式——早期動(dòng)畫(huà)文件格式，擴(kuò)展名為“.fli”。FLC格式——現(xiàn)用動(dòng)畫(huà)文件格式，擴(kuò)展名為“.flc”?！馞LC格式采用幀與幀之間求差的算法以及運(yùn)算長(zhǎng)度壓縮算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮。FLC格式的動(dòng)畫(huà)●特點(diǎn)：畫(huà)面尺寸隨意、數(shù)據(jù)量小、實(shí)時(shí)性好、動(dòng)畫(huà)演播平穩(wěn)等。

FLC格式不支持同步聲音。其他文件描述SWF文件由Flash軟件產(chǎn)生，主要用于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。該文件可記錄矢量動(dòng)畫(huà)、幀動(dòng)畫(huà)和聲音。畫(huà)面尺寸隨意，但受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響，通常采用較小畫(huà)面，以便減少數(shù)據(jù)量，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。（1）SWF格式動(dòng)畫(huà)文件（3）EXE格式可執(zhí)行文件Flash軟件可產(chǎn)生該文件格式，用來(lái)記錄動(dòng)畫(huà)，可不借助播放器進(jìn)行播放，非常方便。其實(shí)，F(xiàn)lash動(dòng)畫(huà)制作軟件在生成EXE格式的動(dòng)畫(huà)時(shí)，已經(jīng)把播放器以及各種軟件環(huán)境都集成在該格式的動(dòng)畫(huà)文件中，其數(shù)據(jù)量比單純的動(dòng)畫(huà)大一些。可記錄多幀畫(huà)面。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量小、易于制作，廣泛用于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，不能承載聲音。（2）GIF格式動(dòng)畫(huà)文件A4幅面(橫)24bit彩色300dpi分辨率圖像文件的體積與保存.JPG883KB損失15%色重復(fù)保存,損失加劇.GIF4,501KB256色格式轉(zhuǎn)換容易失真.BMP25,481KB真彩色●

數(shù)據(jù)量大.TGA25,481KB真彩色●

數(shù)據(jù)量大.PCD25,481KB真彩色●

數(shù)據(jù)量大.TIFF25,697KB真彩色●

數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)對(duì)比（2）6.3多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)為何能被壓縮無(wú)損壓縮和有損壓縮多媒體數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)多媒體信息的數(shù)據(jù)量1.1)文本——假設(shè)屏幕顯示分辨率為1024×768，字符為16×16點(diǎn)陣，每個(gè)字符用4個(gè)字節(jié)表示，則顯示一屏字符所需要的存儲(chǔ)空間為：（1024/16）×（768/16）×4B=12288B（約合12KB）2)圖像——假定圖像顯示在1024×768分辨率的屏幕上，則滿屏幕像點(diǎn)所占用的空間為：見(jiàn)后面公式KKKKKKAAAAVVVVAAAAAA6K4A4V6A數(shù)據(jù)為何能被壓縮首先，數(shù)據(jù)中間常存在一些多余成分，即冗余度。如在一份計(jì)算機(jī)文件中，某些符號(hào)會(huì)重復(fù)出現(xiàn)；某些符號(hào)比其他符號(hào)出現(xiàn)得更頻繁；某些字符總是在各數(shù)據(jù)塊中可預(yù)見(jiàn)的位置上出現(xiàn)等，這些冗余部分便可在數(shù)據(jù)編碼中除去或減少。比如下面的字符串。

KKKKKKAAAAVVVVAAAAAA這個(gè)字符串可以用更簡(jiǎn)潔的方式來(lái)編碼，那就是通過(guò)替換每一個(gè)重復(fù)的字符串為單個(gè)的實(shí)例字符加上記錄重復(fù)次數(shù)的數(shù)字來(lái)表示，上面的字符串可以被編碼為下面的形式。

6K4A4V6A在這里，6K意味著6個(gè)字符K，4A意味著4個(gè)字符A，依此類推。這種壓縮方式是眾多壓縮技術(shù)中的一種，稱為“行程長(zhǎng)度編碼”方式，簡(jiǎn)稱RLE。冗余度壓縮是一個(gè)可逆過(guò)程，因此叫作無(wú)失真壓縮（無(wú)損壓縮），或稱保持型編碼。其次，數(shù)據(jù)中間尤其是相鄰的數(shù)據(jù)之間，常存在著相關(guān)性。如圖片中常常有色彩均勻的部分，電視信號(hào)的相鄰兩幀之間可能只有少量變化的影像是不同的，聲音信號(hào)有時(shí)具有一定的規(guī)律性和周期性等。因此，有可能利用某些變換來(lái)盡可能地去掉這些相關(guān)性。但這種變換有時(shí)會(huì)帶來(lái)不可恢復(fù)的損失和誤差，因此稱為不可逆壓縮（有損壓縮），或稱有失真編碼、摘壓縮等。多媒體信息的數(shù)據(jù)量1.3)音頻——假定模擬聲音頻率22050Hz，其數(shù)字采樣頻率44100Hz，采樣精度為16bit，雙聲道立體聲模式，則1min所需數(shù)據(jù)量為：

44100Hz×2B(16bit采樣精度)×2(雙聲道)×60s=10MB/min數(shù)據(jù)量計(jì)算：(采樣頻率×采樣精度×通道數(shù)×?xí)r間)/8字節(jié)聲音產(chǎn)生的波形數(shù)單聲道、立體聲道、5.1聲道4)視頻——采用帶寬為5MHz的PAL制視頻信號(hào)，掃描速度25幀/s，樣本寬度24bit，采樣頻率最低10MHz，則一幀數(shù)字化圖像所占用的最少存儲(chǔ)空間為：

10(采樣頻率)÷25(掃描速度)×24(樣本寬度)=9.6Mbit(合1.2MB)數(shù)據(jù)壓縮的條件2●

數(shù)據(jù)冗余度(重復(fù)數(shù)據(jù)、可忽略數(shù)據(jù))●

信息傳輸與存儲(chǔ)的限制(壓縮→傳輸或存儲(chǔ)→解壓縮)■

44.1kHz/Stereo1.3MB■

22.0kHz/Mono0.3MB■Stop重復(fù)數(shù)據(jù)可忽略數(shù)據(jù)●

人類不敏感因素(顏色、亮度、細(xì)節(jié)等)224顏色(16,777,216色)28顏色(256色)●音頻不敏感因素(試聽(tīng))●

顏色不敏感因素?cái)?shù)據(jù)冗余3●

冗余基本概念●

冗余——信息所具有的各種性質(zhì)中多余的無(wú)用空間●

冗余度——多余的無(wú)用空間的程度I=D－duI—信息量D—數(shù)據(jù)量du—冗余量，包含在D中●

信息量與冗余的關(guān)系●

冗余舉例播音員——180字/分鐘，2Byte一個(gè)字，360Byte

(合0.35KB/分鐘)音頻數(shù)據(jù)——8kHz采樣×8bit×60秒=3840KBit(合480KB/分鐘)冗余分類●[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余冗余分類[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余●數(shù)據(jù)冗余的種類空間冗余：在同一幅圖像中，規(guī)則物體和規(guī)則背景的表面物理特性具有相關(guān)性，這些相關(guān)性的光成像結(jié)果在數(shù)字化圖像中就表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余。時(shí)間冗余：時(shí)間冗余反映在圖像序列中就是相鄰幀圖像之間有較大的相關(guān)性，一幀圖像中的某物體或場(chǎng)景可以由其它幀圖像中的物體或場(chǎng)景重構(gòu)出來(lái)。音頻的前后樣值之間也同樣有時(shí)間冗余。冗余分類[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余●統(tǒng)計(jì)冗余

空間、時(shí)間冗余是我們將圖像信號(hào)看作概率信號(hào)所反映出的統(tǒng)計(jì)特性，也被稱為統(tǒng)計(jì)冗余。圖像數(shù)據(jù)存在大量的統(tǒng)計(jì)特征的重復(fù)，這種重復(fù)包括靜態(tài)單幀圖像數(shù)據(jù)在空間上的冗余和音頻、視頻數(shù)據(jù)在時(shí)間上的冗余。

在動(dòng)態(tài)圖像序列中，前后兩幀圖像之間具有較大的相關(guān)性，表現(xiàn)出幀與幀之間的重復(fù)，因而存在時(shí)間冗余。

冗余分類[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余●結(jié)構(gòu)冗余

有些圖像從大面積上或整體上看存在著重復(fù)出現(xiàn)的相同或相近的紋理結(jié)構(gòu)，例如布紋圖像和草席圖像，被稱為結(jié)構(gòu)冗余。

冗余分類[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余10110001110010110001110001011010101010111100010111111010●冗余分類[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時(shí)間冗余——視頻與動(dòng)畫(huà)畫(huà)面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計(jì)冗余——具有空間冗余和時(shí)間冗余[6]視覺(jué)冗余——視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)敏感度和非線性感覺(jué)[7]知識(shí)冗余——憑借經(jīng)驗(yàn)識(shí)別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息[8]其他冗余——上述7種以外的冗余224色28色●視覺(jué)冗余

人類的視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)際上只在一定程度上對(duì)圖像的變化產(chǎn)生敏感，即圖像數(shù)據(jù)中存在著大量人類視覺(jué)覺(jué)察不到的細(xì)節(jié)。事實(shí)上，人類視覺(jué)系統(tǒng)的一般分辨力為64灰度級(jí)，而一般圖像量化采用的是256灰