多媒體技術(shù)第一章

多媒體技術(shù)

任課老師：詹玲超電話一章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)1.1多媒體介紹1.1.1什么是多媒體一、人類感知信息的途徑：（1）視覺，70%-80%；（2）聽覺，10%；（3）嗅覺、味覺、觸覺，約占10%。二、計算機的發(fā)展歷史：（1）計算機發(fā)展初期：用0、1兩種符號表示信息，應(yīng)用領(lǐng)域局限于專業(yè)人員。（2）20世紀(jì)50年代到70年代：文字作為信息的載體，一般科技人員也可使用計算機。（3）從80年代開始：聲音、圖形、圖像等新的媒體，計算機的應(yīng)用擴展到一般公眾。三、媒體的含義媒體(medium)在計算機領(lǐng)域有兩種含義：指存儲信息的實體，如磁盤、光盤、硬盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲器等，中文常譯為媒質(zhì)；指傳遞信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和視頻等，中文譯作媒介，多媒體技術(shù)中的媒體是指后者。四、媒體的類別：感覺媒體，表示媒體，顯示媒體，存儲媒體，傳輸媒體1、感覺媒體：能直接作用于人們的感覺器官，從而能使人產(chǎn)生直接感覺的媒體。如語言、音樂、自然界中各種聲音、各種圖形、圖像、動畫、文本等。2、表示媒體：為了傳送感覺媒體而人為研究出來的定義信息特性的數(shù)據(jù)類型，用信息的計算機內(nèi)部編碼表示。借助于此種媒體，能更有效地存儲感覺媒體或?qū)⒏杏X媒體從一個地方傳送到另一個地方。3、顯示媒體

用于將表示媒體和感覺媒體之間相互轉(zhuǎn)換用的媒體。指人們再現(xiàn)信息的物理工具和設(shè)備（輸出設(shè)備），或者獲取信息的工具和設(shè)備（輸入設(shè)備）。4、存儲媒體

用于存放表示媒體的媒體。5、傳輸媒體

用于傳輸表示媒體的媒體。五、多媒體技術(shù)定義“多媒體”是指能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和展示兩個以上不同類型信息媒體的技術(shù)，這些信息媒體包括：文字、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等。從這種意義中可以看到，“多媒體”最終被歸結(jié)為是一種“技術(shù)”，即多媒體技術(shù)。1.1.2多媒體的特征和組成一、多媒體的基本特性（1）多樣性：多種媒體（文本、圖形、聲音、動畫、視頻等）；（2）交互性：指用戶可以與計算機的多種信息媒體進行交互操作；（3）集成性：指以計算機為中心綜合處理多種信息媒體，包括信息媒體的集成和處理這些媒體的設(shè)備的集成。二、把一臺普通的計算機變成多媒體計算機要解決的關(guān)鍵技術(shù)：（1）視頻音頻信號獲取技術(shù)；（2）多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼和解碼技術(shù)；（3）視頻音頻數(shù)據(jù)的實時處理和特技；（4）視頻音頻數(shù)據(jù)的輸出技術(shù)；三、多媒體計算機的分類，從開發(fā)和生產(chǎn)廠商以及應(yīng)用的角度出發(fā)可以分成兩大類：（1）家電制造廠商研制的電視計算機Teleputer，是把CPU放到家電中，通過編程控制管理電視機、音響，有人稱它為“靈巧”電視（SmartTV）；（2）計算機制造廠商研制的計算機電視Compuvision，采用微處理器作為CPU，其他設(shè)備還有VGA卡、CDROM、音響設(shè)備以及擴展的多窗口系統(tǒng)，有人說它的發(fā)展方向是TV-KILLER。四、多媒體系統(tǒng)的組成多媒體的組成實際就是多媒體系統(tǒng)的組成，凡是由文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻等形式的兩種或兩種以上組合而成的應(yīng)用系統(tǒng)都可稱為多媒體系統(tǒng)，分為如下幾種：（1）音頻/視頻數(shù)據(jù)的實時處理系統(tǒng)，包括視頻會議、視頻點播、可視電話、網(wǎng)絡(luò)音/視頻聊天、網(wǎng)絡(luò)電話等。（2）遠(yuǎn)程教育，包括遠(yuǎn)程教學(xué)、電視教學(xué)、計算機輔助教學(xué)、計算機輔助學(xué)習(xí)等。（3）遠(yuǎn)程醫(yī)療，包括遠(yuǎn)程手術(shù)、病理信息交換、遠(yuǎn)程診斷等。（4）協(xié)同工作環(huán)境，包括幾個人編輯一個共享的文檔或玩同一個游戲的工作環(huán)境等。（5）基于內(nèi)容檢索，包括在大型視頻和圖像數(shù)據(jù)庫中搜索可視化對象等。（6）虛擬現(xiàn)實及場景重建，包括將計算機制作的圖形或視頻對象放入場景或計算機構(gòu)建場景等。（7）基于語音識別的系統(tǒng)，包括語音輸入、基于語音的計算機交互系統(tǒng)等。1.1.3多媒體的研究內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：一、多媒體制作①電子商務(wù)②多媒體課件③多媒體游戲娛樂④影視創(chuàng)作⑤家居設(shè)計與裝潢、商業(yè)廣告⑥電子出版

二、多媒體數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)①多媒體信息檢索和查詢；②商用電話系統(tǒng)；③旅游業(yè)信息管理。

三、多媒體通信的業(yè)務(wù)①遠(yuǎn)程教育；②多媒體會議與協(xié)同工作；③點播電視；④多媒體信件；⑤遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷；⑥遠(yuǎn)程圖書館。

1.2多媒體項目創(chuàng)作簡介一、多媒體創(chuàng)作：將多媒體素材（聲音、圖形、圖像、視頻、動畫等）有機地結(jié)合在一起，成為交互式多媒體應(yīng)用。二、多媒體創(chuàng)作工具：完成多媒體創(chuàng)作的工具。典型的多媒體創(chuàng)作工具：Authorware、Flash、Dreamweaver等1.3顏色基礎(chǔ)1.3.1顏色的表示方法一、物體的顏色物體由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，受光線照射后，產(chǎn)生光的分解現(xiàn)象，一部分光線被物體吸收，其余的被物體反射或透射出來，成為物體的顏色。二、可見光顏色是通過光被感知的，光是電磁波，當(dāng)電磁波的波長在380-780nm之間時，可以被人感知到，就成為可見光。頻率

(Hz)波長

(m)無線電波紅外線紫外線X-外線宇宙外線可見光源紅橙黃綠青藍(lán)紫三、視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)特性

視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)情況是不同的，人眼對亮度比對顏色敏感。四、三基色原理自然界常見的各種彩色光，都可由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種顏色按不同的比例相配而成，同樣絕大多數(shù)顏色也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光，這是色度學(xué)中最基本的原理——三基色原理。將光譜中不能再分解的可見光稱為單色光，由單色光混合而成的光稱為混合光。三基色的選擇必須遵循一條規(guī)律：任一種顏色都不能由其他兩種顏色合成。人的眼睛對紅、綠、藍(lán)這三種色光最敏感，以這三種顏色作為基色相配來獲得彩色得到了最為廣泛的應(yīng)用。五、色彩的三要素：任何色彩都有色相、亮度、飽和度三個方面的性質(zhì)，又稱色彩的三要素。人眼看到的任意彩色都是這三個特性的綜合效果。1、亮度亮度即顏色明亮的程度，是光作用于人眼時引起的明亮程度的感覺。亮度最高的是白色，最低的是黑色。

在彩色中，黃色為亮度最高的顏色，紫色是亮度最低的顏色。2、色相色相指的是色彩的相貌，反映顏色的種類，是彩色光的基本特性。光譜中各色相由可見光光譜中各分量成分的波長來決定，它們構(gòu)成了色彩體系中的基本色調(diào)。色相與波長的關(guān)系光色波長λ（nm)代表波長紅（Red）780～630700橙（Orange）630～600620黃（Yellow）600～570580綠（Green）570～500550青（Cyan）500～470500藍(lán)（Blue）470～420470紫（Violet）420～3804203、飽和度

飽和度體現(xiàn)了色彩的飽和程度?？梢姽庾V的各種單色光是最飽和的彩色。當(dāng)光譜色加入白光成分時，就變得不飽和。

物體顏色的飽和度取決于該物體表面選擇性反射光輻射能力。物體對光譜某一較窄波段的反射率高，而對其它波長的反射率很低或沒有反射，則表明它有很高的選擇性反射的能力，這一顏色的飽和度就高。圖中分光反射率曲線A比曲線B顯示的顏色飽和度高。飽和度與反射率的關(guān)系亮度中亮度高紅色相黃色相飽和度中飽和度高藍(lán)色相飽和度低亮度低4、亮度、色相和飽和度的對比1、補色：某一間色與另一原色之間互相補足三原色成分，即任何兩種色光相加后如能產(chǎn)生白光，這兩種色光就互稱為補色光。2、鄰近色：鄰近色是色輪中相近的兩種顏色，往往是互相摻雜在一起。在色輪中，凡在60度范圍之內(nèi)的顏色都屬鄰近色的范圍。六、補色與鄰近色1.3.2圖像中的顏色模型1、RGB彩色空間（1）形成：顏色可以由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種色光按不同的比例相加混色來得到，如果將R、G、B看成三個變量，就形成RGB三維彩色空間。（2）重要性：計算機彩色監(jiān)視器的輸入需要RGB三個分量，不管采用什么形式的彩色空間表示方法，多媒體系統(tǒng)最終的輸出一定要轉(zhuǎn)換成RGB空間表示。二、CMYK模型

彩色印刷使用的一種顏色模式。由青（Cyan）、洋紅（Magenta）、黃（Yellow）和黑（Black）四種顏色組成。其中黑色之所以用K來表示，是為避免和RGB三基色中的藍(lán)色發(fā)生混淆。

CMYK模型不是靠增加光線，而是靠減去光線。下表為相加色和相減色的關(guān)系。相加混色(RGB)相減混色(CMY)生成的顏色000111黑001110藍(lán)010101綠011100青100011紅101010品紅110001黃111000白

因為所有打印油墨都包含一些雜質(zhì)，青色、品紅和黃色三種油墨實際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色(K)油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色。所以，將這些油墨混合產(chǎn)生顏色叫做四色印刷。RGB彩色空間和CMY彩色空間的對比如下圖所示：三、Lab顏色模型

Lab顏色模型由亮度分量（L）和兩個色度分量組成：兩個色度分量即a分量和b分量。

Lab顏色是由RGB三基色轉(zhuǎn)換而來的，它是由RGB模式轉(zhuǎn)換為HSB模式和CMYK模式的橋梁。四、HSB顏色模型（1）定義：指從人的視覺系統(tǒng)出發(fā)，用色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）和亮度（Brightness）來描述色彩。（2）表示：用一個三維空間的棗形立體圖來表示。圓錐截面的圓周一圈上的顏色為完全飽和的純顏色。1.3.2視頻圖像中的顏色模型一、YUV顏色模型

YUV顏色模型應(yīng)用于PAL制彩色電視，德國、英國等一些西歐國家，以及中國、朝鮮等國家采用這種制式。（1）“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰階值；（2）“U”和“V”表示的則是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。采用YUV顏色空間的好處如下：解決了彩色電視機與黑白電視機的兼容問題；

亮度信號（Y）和色度信號（U、V）是相互獨立的。其中，Y信號分量構(gòu)成黑白灰度圖，U、V信號構(gòu)成另外兩幅單色圖，這樣黑白電視能接收彩色電視信號。利用人眼的特性來降低數(shù)字彩色圖像所需要的存儲容量；人眼對彩色圖像細(xì)節(jié)的分辨本領(lǐng)比黑白的低的多，即可以用亮度信號保證圖像的清晰度，把色度信號的帶寬變窄。2、YIQ顏色空間

YIQ顏色模型應(yīng)用于NTSC制彩色電視，是美國、加拿大等大部分西半球國家，以及日本、韓國、菲律賓等國和中國臺灣采用的制式。

Y表示亮度，I、Q是兩個彩色分量，YIQ格式與YUV格式類似，但在色度矢量圖中的位置不同，IQ為互相正交的坐標(biāo)軸，與UV正交軸之間有33度夾角。IQ分量與UV分量之間的換算關(guān)系為：

YIQ與YUV顏色模型的區(qū)別

使用YIQ彩色空間的好處：

I對應(yīng)于人眼最敏感的色度，而Q對應(yīng)于人眼最不敏感的色度。這樣傳送I時用較寬的頻帶，傳送Q時用較窄的頻帶，節(jié)省了帶寬。三、YCbCr顏色模型

YCbCr顏色空間是由YUV顏色空間派生的一種顏色空間,主要用于數(shù)字電視系統(tǒng)中，也適用于計算機用的顯示器。

YCbCr彩色空間是以演播室質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)的CCIR601編碼方案中采用的彩色表示模型。

Cb與U分量對應(yīng)，而Cr與V分量對應(yīng)。在該編碼方案中，亮度信號Y與色度信號Cb、Cr的采樣比率為4:2:2。1.4美學(xué)基礎(chǔ)美學(xué)是哲學(xué)的一個分支，論述美和美的事物，尤其指對審美鑒賞力的判斷。多媒體領(lǐng)域的美學(xué)通過繪畫、色彩和版面展現(xiàn)自然美感的學(xué)科。1.4.1美學(xué)的作用（1）產(chǎn)生更好的視覺效應(yīng)，增加用戶的知覺和注意力。（2）將復(fù)雜和抽象的內(nèi)容進行形象化表達(dá)。（3）提高產(chǎn)品的價值。在用戶的眼中，即使是同樣的產(chǎn)品，具有精美包裝的要比包裝簡陋的具有更高的價格。（4）提高產(chǎn)品的親和力。美的東西總是讓人感覺到親切和喜歡。1.4.2平面構(gòu)圖構(gòu)圖是增加多媒體美感的快速有效的手段。以下為幾種最基本的方法：分割構(gòu)圖，軸線構(gòu)圖，對角線構(gòu)圖，三角形構(gòu)圖，環(huán)形構(gòu)圖，重復(fù)構(gòu)圖。

分割構(gòu)圖是將畫面進行不同比例的水平或垂直的分割，這是影視畫面構(gòu)圖最常用的方法之一。分割構(gòu)圖軸線構(gòu)圖軸線構(gòu)圖以畫面中心的軸線形成等分的構(gòu)圖形式，使畫面達(dá)到均衡和對稱的美感。對角線構(gòu)圖對角線構(gòu)圖是結(jié)構(gòu)景物空間的最基本的構(gòu)圖方法之一。對角線可以有效地引導(dǎo)目光，從畫面的四周向視覺中心聚攏。三角形的構(gòu)圖是以一個中心軸為基礎(chǔ)的穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)。它擁有的兩條邊向一個角匯聚的運動，所以方向性更強。三角形構(gòu)圖象征著穩(wěn)定和崇高。三角構(gòu)圖環(huán)形構(gòu)圖環(huán)形構(gòu)圖與三角形構(gòu)圖一樣，環(huán)形構(gòu)圖也顯示同一種穩(wěn)定感。環(huán)形構(gòu)圖是一種封閉的構(gòu)圖形式，可以有方形、圓形等幾種，都會將視線引導(dǎo)向封閉的中心。重復(fù)構(gòu)圖在平面設(shè)計中，一個完整、獨立的形象被稱為單形，單形若同時出現(xiàn)兩次以上，這就是重復(fù)。重復(fù)能夠加深形象的印象，形成節(jié)奏感、統(tǒng)一感。大多數(shù)物形都是由許多相似、相同的形象所組成的整體。1.4.2平面構(gòu)圖1.4.3色彩美學(xué)一、色彩的作用色彩具有冷暖感，這是從人們的生活經(jīng)驗中產(chǎn)生的。如：（1）太陽、火焰的溫度很高，它們所發(fā)散的紅橙色光使人感覺到溫暖。（2）冰雪、海洋溫度很低，它們反射的藍(lán)色有寒冷的感覺。這些生活中的經(jīng)驗積累，使人一看到紅色就感到溫暖，一看到藍(lán)色就感到寒冷。每一種顏色也能給人不同的感覺，使人聯(lián)想到不同的東西。

在色環(huán)中，可以簡單地將所有顏色分為冷色和暖色兩大類，如下圖所示：二、顏色的對比（1）色調(diào)的對比：類似色對比，三原色對比，互補色對比；（2）亮度的對比；（3）飽和度的對比；（4）并存的對比。二、顏色的對比三原色對比類似色對比互補色對比亮度的對比飽和度對比三、顏色搭配顏色搭配的主要原則如下：（1）用盡量少的顏色來突出要點；（2）要有一種主色調(diào)，裝飾色也盡量不要超過三種；（3）主色調(diào)盡量采用相近色進行搭配；（4）占用圖像畫面面積較小的內(nèi)容，如前景文字，可以用亮度較高的白色、黃色等顏色；占用圖像畫面的面積較大的內(nèi)容，如背景，盡量使用亮度低的藍(lán)色、黑色等顏色。1.5多媒體設(shè)備多媒體計算機實際上是對具有多媒體處理能力的計算機系統(tǒng)的總稱。1.5.1激光存儲器1、光驅(qū)類型：

CD-ROM驅(qū)動器、DVD光驅(qū)（DVD-ROM）、康寶（COMBO）和刻錄光驅(qū)等。2、安裝方式