多媒體技術(shù)理論教案

信程教案

課程名稱：多媒體技術(shù)

任課教師：___________________

所屬系部：____________________

教學(xué)班級：____________________

教學(xué)時間：學(xué)年第學(xué)期

課程基本信息

課程課程代碼F0101154

多媒體技術(shù)總計：學(xué)時

名稱

學(xué)分講課：學(xué)時

實驗：36學(xué)時

類別必修課（V）選修課（）理論課（V）實驗課（）

上機：12學(xué)時

任課課程設(shè)計：周

職稱

教師

授課

專業(yè)班級：共個班

對象

多媒體信息的廣泛應(yīng)用和多媒體技術(shù)的日益成熟促進了信息技術(shù)的發(fā)

展。無論是用計算機處理聲音、圖形圖像、視頻信號還是在Internet訪問和

搜索各類信息都離不開多媒體技術(shù)的支持，多媒體技術(shù)是當(dāng)今計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)

展的新領(lǐng)域，其涉及面廣、實用性強，是一門應(yīng)用計算機綜合處理聲音、文

課

字、圖像和視頻等多種媒體的技術(shù)。多媒體技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)

程必修課。

本課程的主要任務(wù)是講授多媒體技術(shù)的基本概念、多媒體數(shù)據(jù)的格式和

簡處理技術(shù)、多媒體硬件和軟件環(huán)境的建立，多媒體應(yīng)用設(shè)計原理；使學(xué)生了

解多媒體計算機發(fā)展趨勢，掌握多媒體計算機的基礎(chǔ)理論知識、熟悉多媒體

介

計算機的應(yīng)用領(lǐng)域，從而使學(xué)生具備多媒體素材制作和編寫小規(guī)模多媒體應(yīng)

（不用軟件基本能力，培養(yǎng)具有實踐技能的應(yīng)用型人才。

超過

1000

字）

本

基

材

教1、教材：

主

和《多媒體技術(shù)教程》第2版，朱潔主編，機械工業(yè)出版社出版社

參

要2、參考資料?：

資

考[1]《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》，林福宗主編，清華大學(xué)出版社

料[2]《多媒體技術(shù)教程》，胡曉峰主編，人民郵電出版社

第1章引論

教學(xué)目的要求：

了解多媒體的基本含義，研究的主要內(nèi)容，以及多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的組成。

教學(xué)重點與難點：

1.媒體、多媒體、多媒體技術(shù)的基本概念

2、多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容

3、多媒體技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)組成

教學(xué)時數(shù)：共計2學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

1.1多媒體技術(shù)的基本概念

(1)媒體

媒體(media),也稱媒介或傳播媒體。媒體就是信息的載體。媒體是信息得以存

儲和傳播的介質(zhì)。

(2)多媒體

多媒體源自英語“MultiMedia”一詞，就是多種媒體的結(jié)合應(yīng)用。在計算機和網(wǎng)

絡(luò)領(lǐng)域中，常見的信息表達形式為文本、音頻、視頻、圖形、圖像、動畫和影視等。

(3)多媒體技術(shù)

多媒體的產(chǎn)生必定是經(jīng)過數(shù)據(jù)獲取、整理、編輯、存儲、展示和傳遞等多種處理

過程，這些處理過程也必定有一系列的方法和技術(shù)的支持，稱為多媒體技術(shù)。

(4)流媒體

流媒體(StreamingMedia)是多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新概念。用戶在網(wǎng)上可以直接點

播歌曲或影視節(jié)目，并不需要將完整的音、視頻文件下載到當(dāng)?shù)赜嬎銠C上，就可以利

用多媒體播放軟件收聽和收看多媒體節(jié)目

1.2多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容

多媒體技術(shù)主要分為兩類：

(1)多媒體計算機技術(shù)

計算機綜合處理多種媒體信息，在文本、圖形、圖像、音頻和視頻等多種信息之

間建立邏輯關(guān)系，并連同多媒體設(shè)備一起集成為一個具有交互性能的應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)。

(2)多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是綜合性的技術(shù)，它的目標(biāo)是要實現(xiàn)多個多媒體計算機系統(tǒng)的聯(lián)

合應(yīng)用。

1.3多媒體技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)組成

(1)MPC應(yīng)用系統(tǒng)組成

-?般多媒體系統(tǒng)由計算機硬件和軟件兩大部分組成。

多媒體計算機的硬件部分包括：計算機多媒體基本處理部件、多媒體輸入/輸出設(shè)

備、多媒體附加設(shè)備。信號轉(zhuǎn)換裝置、通信傳輸設(shè)備及接口裝置等。

計算機多媒體軟件主要分為四類：系統(tǒng)軟件、多媒體素材創(chuàng)作軟件、多媒體應(yīng)用

系統(tǒng)開發(fā)軟件和多媒體應(yīng)用軟件。

多媒體系統(tǒng)具有：三大聲鍵特征信息載體的:集成性、交互性、實時性。

多媒體應(yīng)用軟件

多媒體開發(fā)工具

多媒體系統(tǒng)軟件

多媒體設(shè)備控制

多媒體計算機硬件設(shè)備

圖1T多媒體應(yīng)用系統(tǒng)層次模型

課后教學(xué)小結(jié)：

1.多媒體與多媒體技術(shù)的基本概念

2.多媒體計算機的組成與多媒體的層次結(jié)構(gòu)

作業(yè)布置：

P13思考題

本章小結(jié)：

多媒體是多種信息載體的表現(xiàn)形式、存儲和傳遞方式的有機集合，多媒體技術(shù)產(chǎn)

生和發(fā)展建立在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和數(shù)字信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)上。多媒體的

關(guān)鍵特征是信息載體的集成性、交互性和實時性，為人類對信息的利用提供了實用、

方便、有效的手段。

多媒體信息處理依靠多媒體計算機技術(shù)和多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多媒體計算機技術(shù)研

究的是如何利用計算機技術(shù)模擬表達和處理多媒體信息，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的是網(wǎng)

絡(luò)設(shè)備如何實現(xiàn)多媒體信息的接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、傳遞和輸出等問題。多媒體技術(shù)包

括存儲與訪問技術(shù)、表現(xiàn)與表達技術(shù)、實時處理技術(shù)、接口技術(shù)和人機交互技術(shù)等。

多媒體技術(shù)的研究領(lǐng)域涉及計算機軟硬件技術(shù)、計算機體系結(jié)構(gòu)、數(shù)值處理技術(shù)、編

輯技術(shù)、聲音信號處理、圖形學(xué)及圖像處理、動態(tài)技術(shù)、人工智能、計算機網(wǎng)絡(luò)和高

速通訊技術(shù)等很多方面。

更廣闊的市場需求將要求多媒體朝著高速化、綜合化和智能化方向發(fā)展。

第2章多媒體設(shè)備

教學(xué)目的要求：

認識與多媒體相關(guān)的硬件設(shè)備，了解多媒體處理器中的重要指令集，熟悉多媒體

常用接口的主要功能，熟悉多媒體存儲中的各種存儲設(shè)備。

教學(xué)重點與難點：

多媒體設(shè)備的基本原理

教學(xué)時數(shù)：共計2學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

多媒體的硬件系統(tǒng)：基本處理部件（核心設(shè)備）、輸入/輸出設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備、存

儲設(shè)備

2.1多媒體核心設(shè)備

多媒體計算機核心設(shè)備所具有的多媒體處理能力主要體現(xiàn)在多媒體的處理器、總

線和多媒體接口幾個方面。

（1）處理器

CPU指令集分為兩類：

基本指令集：CISC（復(fù)雜指令集）和RISC（精簡指令集）兩部分。

擴展指令集：主要是在多媒體和網(wǎng)絡(luò)功能上擴大了指令集，擴展的指令集定義了

新的數(shù)據(jù)和指令，如Intel的MMX、SSE、SSE2和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指

令集，能夠極大地提高某方面數(shù)據(jù)處理能力，增強了CPU的多媒體、圖形圖象和

Internet等的處理能力。

（2）總線

總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線?？偩€主要有三

類：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線?？偩€的性能參數(shù)：位數(shù)、頻率

多媒體總線如下：

PCI總線:PCI（PeripheralComponentInterconnect）是--種先進的局部總線,

而且已成為局部總線的一個標(biāo)準。PCI首先由Intel公司提出，并由PCISIGCPeripheral

ComponentInterconnectSpecialInterestGroup）研制開發(fā)。

AGP總線:AGP（加速圖形接口，AcceleratedGraphicsPort）是Intel于1996

年7月正式推出的，它也被稱為圖形顯示卡專用總線。AGP總線只負責(zé)控制芯片和AGP

顯卡之間的指令、數(shù)據(jù)和地址的傳輸，并可以和PCI總線共同存在。

（3）硬件接口

多媒體接口解決計算機與外設(shè)之間的通訊，由于多媒體外部設(shè)備品種多，物理性

能相差大，且數(shù)據(jù)交換的方式不同，因此在PC的主板上設(shè)置了不同的設(shè)備接口，較重

要的多媒體接口主要是IDE、SCSI和USBo

IDE：IDE（IntegratedDriveElectronics,集成驅(qū)動電子接口）接口，主要用

來連接硬盤或光驅(qū)并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

SCSI：SCSI（Smal1ComputerSystemInterface）接口又稱為小型計算機系統(tǒng)接

口，用來連接主機和外圍設(shè)備。它由SCSI控制器進行數(shù)據(jù)操作，SCSI控制器相當(dāng)于一

塊小型CPU,有自己的命令集和緩存。

USB：USB（UniversalSerialBus,通用串行總線）是一種新型的PC接口技術(shù)。

USB使用一個4針插頭作為標(biāo)準（采用菊花鏈形）插頭，可以將外部設(shè)備連接到計算機

主板上。

分類：USB1.EUSB2.0、USB3.0

傳輸模式：等時傳輸方式(Isochronous)(麥克風(fēng)、音箱等)、中斷傳輸方式

(Interrupt)(鍵盤、鼠標(biāo)等)、控制傳輸方式(Control)、批傳輸方式(Bulk)(打印

機、掃描儀等)。

2.2多媒體輸入/輸出設(shè)備

(1)掃描儀

掃描儀工作的過程就是光機電部件聯(lián)合的工作過程。在控制電路的控制下，機械

傳動機構(gòu)帶動裝有光學(xué)系統(tǒng)和CCD的掃描頭對圖像進行相對運動。當(dāng)光源發(fā)出的光線

照在圖稿上，便會產(chǎn)生表示圖像特征的反射光，這些采集而得的光線經(jīng)組合光路的導(dǎo)

向聚集在CCD上，就可由CCD將光信號轉(zhuǎn)換為電信號傳入電路部分。接著經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)

換器將電信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，最后傳送給計算機。

反射平臺原稿

./反射鏡

反射鏡/

%射鏡

CCD

、，射鏡------

圖2-1掃描儀原理

(2)數(shù)碼照相與攝像

數(shù)碼照相機的成像使用CCD矩形網(wǎng)格陣列。CCD(ChargeCoupledDevice)電荷

耦合器件是一種特殊半導(dǎo)體器件，CCD的表面由光敏元件排列成矩陣網(wǎng)格，光敏元件應(yīng)

不同的影像光而聚集一定強度的電荷，所以CCD也稱為影像感應(yīng)器，每個感光元件感

應(yīng)一個像素。數(shù)碼照相機首先通過色彩分離器把射入的光線分離成紅、綠、藍三色，

采用CCD來接收不同顏色的光。這些電子信號通過A/D轉(zhuǎn)換器可以轉(zhuǎn)換數(shù)字數(shù)據(jù)保存

到記憶媒體中，同時，影像可以即時顯示在液晶顯示屏上，而且可以直接進行打印。

圖2-2數(shù)碼相機原理

(3)觸摸設(shè)備

觸摸屏是為人機交互設(shè)計的一種定位裝置，一般安裝在顯示屏的表面，通過觸摸

屏上的觸摸控制器可以檢測觸摸信號并精確地計算出觸摸位置，然后通過串接口或其

他接口傳送到CPU。觸摸屏按安裝方式分可分為外掛式、內(nèi)置式、整體式和投影儀式。

按照使用技術(shù)分主要可分為電阻觸摸屏、電容觸摸屏、紅外觸摸屏、表面聲波觸摸屏

和電磁感應(yīng)觸摸屏。

電阻觸摸屏、電容觸摸屏、紅外線觸摸屏、聲波觸摸屏等。

(4)三維交互工具

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality簡稱VR)技術(shù)就是采用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高

科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實必須符合三項

指標(biāo)：實時性(realtime)沉浸性(immersion)和交互性(interactivity)。

3D數(shù)字手套、電子手套等

2.3音頻、視頻轉(zhuǎn)換卡

(1)聲卡

音頻卡可對聲音的構(gòu)成模式進行轉(zhuǎn)換，并且可對聲音文件進行編輯、合成、特技

效果和播放。

聲卡由聲音控制/處理芯片、功放芯片、聲音輸入/輸出端口等部分組成。聲音控

制/處理芯片由音頻處理單元和多媒體數(shù)字信號編/解碼器組成。音頻處理單元只處理

數(shù)字信號，多媒體數(shù)字信號編/解碼器主要用來實現(xiàn)模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換。

(2)圖形加速卡

在CPU和顯示器之間需要一種個接口，這種接口常被稱為顯示卡。根據(jù)顯示卡所

使用的總線，顯示卡可分成PCI(PeripheralCircuitsInterface周邊總線接口)、

AGP(AccelerateGraphicPort,加速圖形接口)。AGP接口卡也就是常說的圖形加速

卡或圖形顯示卡，它能夠充分滿足快速顯示復(fù)雜圖像的要求。顯卡主要由圖形處理芯

片'顯示內(nèi)存和BIOS芯片等組成。

2.4閃存

閃存(FlashMemory)是一種半導(dǎo)體存儲芯片，也稱為“快閃存儲器”，在斷電情

況下仍能保持所存儲的數(shù)據(jù)信息的存儲器。數(shù)據(jù)是以固定的區(qū)塊為單位，區(qū)塊大小一

般為256KB到20MB,在各種設(shè)備上都有連接閃存的接口。

閃存分類

閃存主要分為AND、NAND、NOR、DiNOR等

2.5光存儲設(shè)備

CD-ROM(CompactDiskReadOnlyMemory)即光盤及其驅(qū)動器。CD-ROM驅(qū)動器-

般通過IDE接口連接到系統(tǒng)主機板上，IDECD-ROM與主機之間的數(shù)據(jù)傳輸要通過BIOS,

所以容易產(chǎn)生瓶頸問題。CD-RW(CD-ReWriteable)指可擦寫式光盤驅(qū)動器和光盤，或

稱為刻錄機，它替代了早期的產(chǎn)品CD-R(CD-Recordable)

課后教學(xué)小結(jié)：

多媒體硬件設(shè)備的分類與原理

作業(yè)布置：

P36思考題

教學(xué)后記：

熟悉多媒體硬件設(shè)備的組成與原理

本章小結(jié)：

多媒體設(shè)備中的多媒體處理器，它依靠多媒體指令集來執(zhí)行計算和控制系統(tǒng)，指

令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。多媒體處理器主要是在多媒體和網(wǎng)絡(luò)功

能上擴大了指令集，多媒體總線負責(zé)計算機內(nèi)部各部件之間通訊，由于應(yīng)用環(huán)境的要

求不斷提高，一些新型總線相繼推出，如AGP總線、PCI-X局部總線。

通過IDE、SCSI、USB和IEEE1394等多媒體接口，可以連接多媒體輸入、輸出設(shè)備，

從而實現(xiàn)多媒體的處理。

多媒體存儲中，光系列存儲具有重要作用。從CD-ROM發(fā)展到納米級的DVD-ROM,

不僅存儲容量越來越大，而且速度也越來越高。在光系列的基礎(chǔ)上，建立起大型的存

儲設(shè)備，如磁帶庫、磁盤陣列和光盤庫等都成為主流的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備。

第3章多媒體軟件

教學(xué)目的要求：

認識多媒體軟件的服務(wù)層次與基本分類；理解多媒體計算機的核心服務(wù)軟件以及

主要任務(wù)，熟悉常用的操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、實用維護工具，了解常用的多媒體應(yīng)用

軟件。

教學(xué)重點與難點：

1.多媒體軟件的分類與構(gòu)成

2.常用的多媒體軟件

教學(xué)時數(shù)：共計2學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

3.1多媒體軟件概述

多媒體計算機緊密結(jié)合的多媒體軟件可以分成四類：多媒體系統(tǒng)軟件、多媒體素

材創(chuàng)作軟件、多媒體應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)軟件、多媒體應(yīng)用軟件。

多媒體系統(tǒng)軟件提供硬件層上的基礎(chǔ)服務(wù)，擁有一系列的服務(wù)軟件，包括對多種

硬件設(shè)備的連接、控制，對用戶使用的語言環(huán)境的支持和解釋，不僅要向用戶提供一

個易于操作的環(huán)境，同時要維護這個環(huán)境以保證運行正常。

3.2多媒體系統(tǒng)軟件

(1)多媒體操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是用來管理計算機資源的軟件，多媒體操作系統(tǒng)除了具有CPU管理、存

儲管理、設(shè)備管理、文件管理、進行管理五大基本功能外，還增加了多媒體功能和通

訊支持功能。多媒體操作系統(tǒng)都采用圖像界面來實現(xiàn)人機交互功能。

常見Windows家族。

(2)設(shè)備驅(qū)動軟件

設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H上是指一系列控制硬件設(shè)備的函數(shù)，是操作系統(tǒng)中控制和連接

硬件的關(guān)鍵模塊。它提供連接到計算機的硬件設(shè)備的軟件接口。也就是說，安裝了對

應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動程序后。設(shè)備驅(qū)動程序可向操作系統(tǒng)提供一個訪問、使用硬件設(shè)備的接

口，操作系統(tǒng)就可以正確的判斷出它是什么設(shè)備、如何使用這個設(shè)備。

(3)系統(tǒng)維護軟件

多媒體的應(yīng)用對環(huán)境要求比較高，需要功能強、效率高的系統(tǒng)維護軟件。最常用

的多媒體系統(tǒng)維護軟件包含以下兒個方面：系統(tǒng)設(shè)置、殺毒、備份恢復(fù)等

3.3多媒體素材創(chuàng)作軟件

獲取多媒體素材的途徑通常有三種，就是完全計算機創(chuàng)作、通過網(wǎng)絡(luò)或外接設(shè)備

獲取、通過現(xiàn)有的電子多媒體素材庫。

音頻創(chuàng)作軟件：CoolEdit

圖形和圖像創(chuàng)作軟件：Pohotoshop、Fireworks

動畫和影視創(chuàng)作軟件：Flash、Premiere

3.4多媒體應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)

(1)集成工具

多媒體集成工具的工作重點是集成、調(diào)試和生成應(yīng)用系統(tǒng)，被集成的多媒體對象

應(yīng)該事先用其他多媒體素材制作軟件進行創(chuàng)作。

要求：界面友好、面向?qū)ο?、支持編?/p>

(2)多媒體語言

多媒體集成工具具有環(huán)境集成度高、編程技巧容易掌握、操作簡便等許多優(yōu)點，

比較適合于非計算機專業(yè)的設(shè)計人員去實現(xiàn)多媒體系統(tǒng)的創(chuàng)作。對于計算機專業(yè)的設(shè)

計者更愿意用編程語言去開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。目前使用較廣泛的面向?qū)ο笈c可視化編程工

具有VisualBasic>VisualC++、Delphi>java。

3.5多媒體應(yīng)用軟件

壓縮與解壓縮軟件：WinRAR

播放器:WindowsMediaPlayer

輔助軟件：CAECAT、CAM

課后教學(xué)小結(jié)：

認識與了解常見的多媒體軟件的名稱與分類

作業(yè)布置：

P49思考題

教學(xué)后記：

多媒體軟件種類非常多，其中系統(tǒng)軟件是基礎(chǔ)，然后是集成軟件，創(chuàng)作軟件，掌

握各種軟件的基本使用是重點。

本章小結(jié)：

公用的多媒體軟件具有一定的服務(wù)層次，多媒體系統(tǒng)軟件提供硬件層上的基礎(chǔ)服

務(wù)，其核心是多媒體操作系統(tǒng)，正常的操作環(huán)境和豐富的多媒體支持功能，是進一步

成功進行多媒體數(shù)據(jù)處理前提。為了開發(fā)實用的多媒體應(yīng)用軟件，必須準備必要的多

媒體基本素材，然后使用多媒體系統(tǒng)集成軟件進行開發(fā)。

本章從服務(wù)層次的角度闡述了多媒體軟件的構(gòu)成、作用和原理，并簡單介紹了服務(wù)于

各層上的流行軟件以及主要功能，包括常用的操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、實用維護工具、

音/視頻和圖形/像創(chuàng)作軟件、多媒體集成工具、多媒體編程語言和常用應(yīng)用軟件。

第4章計算機圖類技術(shù)

教學(xué)目的要求：

認識視覺的特征，理解計算機圖形與圖像的基本原理、色彩模式、熟悉圖類文件

的常見分類，了解計算機圖類軟件和常規(guī)的處理方法，熟練掌握Photoshop和

Fireworks軟件的使用。

教學(xué)重點與難點：

1.數(shù)字圖類的基本原理

2.Photoshop與Fireworks的基本使用

教學(xué)時數(shù)：共計6學(xué)時

4.1視覺特性

1.視覺的基本特性

(1)光的自然特性

太陽光線折射而成的光譜(specturm)是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色所

組成，與這七種顏色對應(yīng)的波長和頻率見表4-1。

表4-1各顏色的波長與頻率表

顏色波長頻率

紅色625~740納米480~405

橙色590~625納米510^480

黃色565~570納米530^510

綠色500~565納米600~530

青色485~500納米620~600

藍色440~485納米680~620

紫色380~440納米790~680

(2)三原色原理

1765年，有俄羅斯學(xué)者提出白色光和其他色光都可由紅、黃、青三種色光合成的

臆說，1807年，英國的Young提出，適當(dāng)混合紅、綠、紫三種光線，可成白光及其他

各色的光。1860年，德國的Helmholtz加以補充和證實而成為Young-Helmholtz理論。

該理論認為一切顏色和白光都能由光譜中的紅、綠、紫(或紅、綠、藍)三原色混合

而成。

(3)人眼的感光特性

感光的敏感點不同，人眼對亮度光強變化的響應(yīng)是非線性的，通常把人眼主觀上

剛剛可辨別亮度差別所需的最小光強差值稱為亮度的可見度閾值。眼對于運動圖像的

對比靈敏度與時間軸上信息的變化速度也有關(guān)，事實上，隨著時間軸變化頻率的增加,

人眼所能感受到的圖像信息的誤差閾值呈上升趨勢，視覺上的這種動態(tài)對比靈敏度特

性表現(xiàn)為圖像序列之間相互掩蓋效應(yīng)。人眼分辨景物細節(jié)的分辨率能力是有限的。

2.視覺的心理特性

顏色是通過眼、腦和我們的生活經(jīng)驗所產(chǎn)生的一種對光的視覺效應(yīng)。人對顏色的

感覺不僅僅由光的物理性質(zhì)所決定，比如人類對顏色的感覺往往受到周圍顏色的影響。

不同的顏色心理作用不同，人對亮度的感覺也不同。根據(jù)人眼的視覺特征，對色彩的

感知程度用色調(diào)、飽和度和明亮度來描述。

4.2數(shù)字圖類原理

4.2.1數(shù)字圖類的基本概念

1.圖類媒體的類型

圖類媒體按照它們在計算機中的描述和處理方式，包括符號、圖表、圖形、圖像

等幾種種類。

2.色彩空間

為表示圖的顏色而建立一組抽象的數(shù)學(xué)模型，這種數(shù)學(xué)模型被稱之為色彩模型。

色彩模型就是用于描述和重現(xiàn)色彩的方法，例如：HSB模型、RGB模型、CMYK模

型、和L*a*b顏色模型等。同時，對于某種色彩模型所組成的色彩的集合被稱為“色

彩空間”或“色域”，實際上就是顏色范圍。也就是說，色彩空間中包括了基于某種色

彩模型的所有可以用來描述圖像的顏色。例如，采用RGB模型的RGB模式可以用三

個字節(jié)分別表示R、G、B三種顏色，由三個字節(jié)混合產(chǎn)生一種顏色，只要每個字節(jié)的

值不同，R、G、B混合后將會產(chǎn)生許多不同的顏色。所以，采用不同的色彩模型就可以

建立不同的色彩模式。

常見的彩色模式包括：位圖模式、灰度模式、索引顏色模式、HSB模式、RGB模

式、CMYK模式、Lab模式等。

由于色彩模式不同，所產(chǎn)生的色彩總數(shù)也是不相同的，因此由各個色彩模式所產(chǎn)

生的色彩總數(shù)構(gòu)成的“色彩空間”也就不相同了。

3.色彩深度

色彩深度是指構(gòu)成圖像顏色的總數(shù)目，常用bit來表示。

4.2.2圖像的色彩模式

位圖色彩模式、索引色彩模式、灰度色彩模式、HSB色彩模式等

4.2.3位圖圖像的原理

計算機位圖圖像，其基本數(shù)據(jù)單位是像素。與圖像有關(guān)的分辨率包括：圖像分辨

率、顯示分辨率、打印分辨率、掃描分辨率、像素分辨率。

4.2.4矢量圖的原理

圖形(VectorGraphic)又稱矢量圖，是一種抽象化的圖像。矢量圖的基本單位

是直線、圓、圓弧、矩形等兒何圖形，這些兒何圖形是用指令的方法來描寫的。使用

多個簡單的圖形可合成一個復(fù)雜的圖形，由此可知，復(fù)雜圖形實際上是用一個指令的

集合描述的，其中每條指令分別描述組合圖形中的直線、圓、圓弧、矩形等元素。

4.2.6三維視圖的基本原理

三維立體畫是利用人眼立體視覺現(xiàn)象制作的繪畫作品。普通繪畫、攝影作品以及

計算機三維動畫，只利用了人眼對光影、明暗、虛實的感覺得到立體的感覺，并沒有

利用雙眼的視覺差別。利用雙眼立體視覺構(gòu)成的立體畫，將得到更精彩的效果。

視差可分為四種類型：零視差、正視差、負視差和發(fā)散視差。

4.2.7圖類數(shù)據(jù)的文件類型

位圖格式：BMP、DIP、TIF、GIF、JPG

矢量圖格式：PS、EPS、PDF

課后教學(xué)小結(jié)：

數(shù)字圖類的基本原理與技術(shù)

作業(yè)布置：

P86思考題

教學(xué)后記：

理解數(shù)字圖類的基本原理是本節(jié)課的重點

4.3Photoshop軟件的應(yīng)用

1.工作環(huán)境

psAdobePhotoshopCS3Extended13回區(qū)

文件9編輯d）圖像d）圖層&）選擇⑤）濾鏡Q）分析?視圖9窗口世）幫助國）

回■的喃|羽化:恒二

樣式:正常寬度：||J高度

o一%

RU

n

XX

出6

夕

,■

5■r

、

圖4-1Photoshop界面

2.基本工具的使用

（1）選擇工具

（2）繪畫工具

（3）路徑工具

（4）文字工具

3.層

層的混合模式與圖層的樣式

4.蒙版的效果

5.濾鏡的使用

課后教學(xué)小結(jié)：

本節(jié)課主要重點演示Photoshop軟件的基本使用技巧

作業(yè)布置：

制作一張賀卡

教學(xué)后記：

演示是重點，主要講解層、通道、蒙版技術(shù)

4.4Fireworks軟件的應(yīng)用

1.工作環(huán)境

［屬性面板一

圖4-2Fireworks界面

2.工具使用

矢量工具、矢量命令、文字工具

3.蒙版特性

4.動畫制作技術(shù)

二維矢量繪圖軟件以niustrator、CorelDRAW和FreeHand為主流。FreeHand的

優(yōu)勢在于體積小于Hlustrator、CorelDRAW,運行速度快，與Macromedia的其他產(chǎn)品

如Flash、Fireworks等相容性極好，被廣泛應(yīng)用于出版印刷、插畫制作、網(wǎng)頁制作、

Flash動畫等方面。三維矢量圖繪制軟件的典型代表就是AutoCAD。下面就FreeHand

和AutoCAD的基本功能作簡單介紹。

課后教學(xué)小結(jié)：

重點演示軟件的使用方法

作業(yè)布置：

上交蒙版與動畫制作作品

教學(xué)后記：

演示是本節(jié)課的重點，首先演示基本工具的使用，然后通過實例講解層、蒙版、

動畫的制作技術(shù)。

本章小結(jié)：

大多數(shù)光源的光譜是由不同的強度和波長的光混合組成的，人眼的可見光的波長

大約在380~780nm之間，人對顏色的感覺取決于光的物理性質(zhì)和環(huán)境因素的影響。

雙目立體視覺的基本原理是，由于人的兩眼之間存在著一定的距離，因此在觀察物體

時就可能產(chǎn)生…定的視差，從而觀察事物具有立體感。根據(jù)這個原理可以模擬出三維

立體信息。

在進行圖形和圖像處理時，所使用的色彩模式是以建立好的描述和重現(xiàn)色彩的模

型為基礎(chǔ)。常見的彩色模式包括位圖模式、灰度模式、索引顏色模式、HSB模式、RGB

模式、CMYK模式、Lab模式等。

位圖以像素為基本數(shù)據(jù)單位，每個像素具有不同顏色和亮度，圖像的質(zhì)量與圖像

分辨率、顯示分辨率、打印分辨率、掃描分辨率、像素分辨率都有關(guān)。圖形以兒何圖

形為基本單位，圖形文件的數(shù)據(jù)量比較小，而且容易進行修飾和處理。

圖類文件格式中，位圖格式適用于照片，而矢量格式則適用于圖表。選擇圖類格

式時應(yīng)需要考慮輸出介質(zhì)、圖像格式的特點以及工作流程。圖類文件可以從掃描儀或

攝像機等設(shè)備中獲取，通過OCR技術(shù)還可以從文字圖像中識別出可編輯的文字。圖類

文件也可以使用專用軟件來創(chuàng)作和編輯，Photoshop、Freehand和Autocad是目前最流

行的圖形和圖像創(chuàng)作和編輯軟件。

第5章音頻技術(shù)

教學(xué)目的要求：

認識聲音的物理特征和人的聽覺心理特性，掌握聲音的數(shù)字化原理，了解計算機

對語音的主要處理技術(shù)，了解MIDI標(biāo)準的內(nèi)涵與基本設(shè)備，掌握音頻文件的基本格式,

學(xué)會常用的音頻創(chuàng)作軟件的使用。

教學(xué)重點與難點：

1.數(shù)字聲音的原理

2.語音的原理

3.常見的音頻格式與原理

教學(xué)時數(shù)：共計4學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

5.1聲音

1.聲音的物理特性

聲音是縱波，基本形式是正弦波形，決定聲波的物理特性有振幅、頻率和相位。

振幅是聲壓的大小，即聲音的強度，指正弦波形的高度，聲壓值的單位為帕（Pa）。在

圖中表示為兩個波谷（峰）之間的距離稱為一個周期，頻率是單位時間內(nèi)聲音的變化

周期，單位是赫茲Hz。相位是聲音變化的方向。

2.聽覺的心理特征

聽覺心理的主觀感受主要有響度、音高、音色、音量、密度、諧和、噪聲、掩蔽

效應(yīng)、高頻定位等特性。其中響度、音度、音色可以在主觀上用來描述具有振幅、頻

率和相位三個物理的任何復(fù)雜的聲音，而對于多種音源場合的人的耳掩蔽效應(yīng)等特性

尤為重要。

3.聲音數(shù)字原理

模擬聲音的信號是個連續(xù)量，可能由許多具有不同振幅和頻率的正弦波組成。必

須將模擬聲音數(shù)字化后才能在計算機中進行處理。實際聲音信號的計算機獲取過程就

是聲音的數(shù)字化的處理過程。經(jīng)過數(shù)字化之后的聲音文件就能夠像文字和圖形信息一

樣進行存儲、檢索、編輯或其它處理。

主要實現(xiàn)模數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。

圖5-1聲波

采樣->量化->編碼

5.2語音

語音是音素、音位到句子音段、輕重音到語調(diào)等語音手段的統(tǒng)稱。語音以語言系

統(tǒng)有聲單位的形式出現(xiàn)，具有語言學(xué)區(qū)別功能。

計算機對語音進行處理的任務(wù)主要包括對語音的采樣、識別、模擬和合成。數(shù)字語音

也是通過對模擬語音采樣、A/D轉(zhuǎn)換、并按一定的方式進行編碼而形成的，其記錄方式

同一般聲音一樣，可以用波形文件保存。

5.3MIDI音樂

MIDI(MusicInstrumentDigitalInterface)即音樂設(shè)備的數(shù)字化界面。實質(zhì)

上，它是人們可以利用多媒體計算機和電子樂器去創(chuàng)作、欣賞和研究音樂的標(biāo)準協(xié)議。

圖5-2MIDI音樂原理

課后教學(xué)小結(jié)：

聲音、語音的特性與原理、MIDI音樂的特性

作業(yè)布置：

P11I思考題

教學(xué)后記：

聲音與語音的數(shù)字化編碼過程是重點

5.4音頻文件的格式

WAV：波形文件中包含了模擬聲音的采樣數(shù)據(jù)，以二進制碼的形式編排而成。這種

格式的文件一般占有較大的存儲空間，具體數(shù)據(jù)量與采樣的精度和頻率有關(guān)。

MIDI：MIDI就正式地成為了一種數(shù)字音頻格式。MIDI文件儲存著MIDI資料和命令，

包括音色、音符、時間碼、速度、調(diào)號、拍號、鍵號等樂譜指令，能保存多達16個通

道的音樂信息。按照指令中時間碼的順序，音序器能夠精確地按時間合成音樂，再現(xiàn)

文件內(nèi)部的樂譜指令所包含的音樂旋律。

MP3：mp3文件的壓縮比例通常用比特率bps來表示。通常比特率越高，壓縮文件

就越大，音質(zhì)就越好。

5.5音頻文件制作

CoolEditPro2.0軟件提供32-bit高精度音頻處理，支持SMPTE/MTCMaster>

視頻、CD、MIDI,等設(shè)備。支持US-428硬件控制器。能方便地抓取CD音軌，也能抽

取并編輯視頻文件中的音頻。

1.界面構(gòu)成

圖5-3CoolEdit界面

2.CoolEdit的編輯過程

（1）創(chuàng)建新文件，錄制聲音或從CD、視頻文件中導(dǎo)入音頻?；虼蜷_現(xiàn)有音頻的文件。

（2）設(shè)置音頻文件必要的參數(shù)。

（3）對需要處理的各個音頻文件進行單軌編輯和效果處理。

（4）在多軌模式下，對多個音軌進行剪切、粘貼、合并、重疊聲音等編輯。

（5）保存或輸入所編輯的音頻文件。

課后教學(xué)小結(jié)：

熟悉常見的視頻文件的格式，已經(jīng)音頻素材創(chuàng)作軟件的使用技巧。

作業(yè)布置：

自己錄制一段聲音并進行特性處理。

教學(xué)后記：

音頻的理論與音頻軟件的使用是本節(jié)課的重點，演示為主。

本章小結(jié)：

數(shù)字音頻主要分為聲波、語音和音樂三類。聲音是縱波，形如正弦形，聲音與強

度、時空性、方向性取決于聲波的振幅、頻率和相位等物理特性。復(fù)雜的聲波就是由

多個具有不同特性的縱波組成的。語音是音素、音位到句子音段、輕重音到語調(diào)等語

音手段的統(tǒng)稱。

MIDI是數(shù)字化音樂設(shè)備的標(biāo)準協(xié)議，MIDI音樂也被稱為合成音樂或電腦。

人耳聽覺心理的主觀感受主要有響度、音高、音色、音量、密度、諧和、噪聲、

掩蔽效應(yīng)、高頻定位等特性。我們所創(chuàng)建數(shù)字音頻必須要符合人類的聽覺特征和聽力

范圍。

模擬聲音經(jīng)過采樣、量化和編碼后才能在計算機中進行處理。而通過脈沖編碼調(diào)

制技術(shù)，可以同樣的采樣頻率轉(zhuǎn)換為電壓值去還原聲音。

計算機對語音的處理主要包括對語音的采樣、識別、模擬和合成。目前，語音的

自動識別基本上采用孤立詞的模式匹配識別和有限詞匯的連續(xù)識別。

MIDI標(biāo)準文件包括通信協(xié)議、連接器和傳播格式。MIDI的基本設(shè)備包括音源、音序器、

輸入設(shè)備。目前的MIDI設(shè)備和計算機合成音樂基本上都建立在GM標(biāo)準的基礎(chǔ)上。

第6章動畫、視頻技術(shù)

教學(xué)目的要求:

了解動畫的基本知識和分類，了解動態(tài)視頻的顏色空間和色彩空間的變換，初步

了解數(shù)字視頻的基本概念和三大制式，了解常見的動畫、視頻數(shù)據(jù)文件的分類。熟練

掌握Flash軟件使用，初步了解Premiere軟件。

教學(xué)的重點與難點：

1.動畫的原理

2.視頻的基礎(chǔ)

3.Flash與Premiere軟件的基本使用

教學(xué)時數(shù)：共計6學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

6.1動畫基礎(chǔ)

1.動畫原理

動畫是由一系列靜態(tài)畫面，利用人的視覺暫留現(xiàn)象，快速按序顯示而成。

2.動畫類型

按照計算機動畫實現(xiàn)的方式可分為幀動畫和造型動畫。

按動作的表現(xiàn)形式可分為“完善動畫”和簡化的“局限動畫二

按空間視覺效果可分為二維動畫和三維動畫。

按播放進行方式可分為順序動畫和交互動畫。

6.2視頻基礎(chǔ)

1.數(shù)字視頻

色彩系統(tǒng)有RGB、YIQ、YUVO

RGB：使用了紅（R）、綠（G）、藍（B）三原色圖像，利用RGB三原色的信號強度來記

錄和表述圖像信息。

YUV：YUV顏色空間是歐洲電視系統(tǒng)（PAL制式）所采用的顏色編碼方法。與RGB視頻

信號傳輸相比，YUV編碼只占用極少的帶寬（RGB要求三個獨立的視頻信號同時傳輸）,

可以優(yōu)化彩色視頻信號的傳輸。由于亮度信號是單獨傳輸?shù)模钥杉嫒莺诎纂娨暋?/p>

2.彩色空間變換

彩色空間變換有三種：YIQ、YUV和YCrCb。每種變換使用的參數(shù)是為了適應(yīng)某種類型

的顯示設(shè)備。

YUV和RGB的對應(yīng)關(guān)系近似換算式如下：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

U=-0.147R-0.289G+0.436B

V=0.615R-0.515G-0.100B

YIQ與RGB彩色空間變換所對應(yīng)關(guān)系表示如下：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

I=0.596R-0.275G-0.321B

Q=0.212R-0.523G+0.311B

YCrCb和RGB色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

R'=1.164(Y-16)+1.596(Cr-128)

G*=1.164(Y-16)-0.813(Cr-128)-0.392(Cb-128)

B'=1.164(Y-16)+1.596(Cr-128)

3.視頻顯示和格式

模擬視頻信號通過光柵掃描的方法顯示在屏幕上。通過一定的掃描行數(shù)和速度，在屏

幕上從上到下進行掃描，從而產(chǎn)生圖像的集合信號。動態(tài)的視頻圖像就是連續(xù)顯示的

不同掃描圖像。獲取模擬視頻圖像的設(shè)備可以是模擬或數(shù)字的顯示設(shè)備。所不同的是,

使用數(shù)字顯示設(shè)備時，必須要經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

模擬視頻的常用格式有專用格式的BetacamSP,家用格式的VHS、8mm和Hi8等。

4.模擬視頻標(biāo)準

模擬視頻的標(biāo)準也稱為電視制式，目前流行的模擬彩色電視有三大制式，即PAL制、

NTSC制和SECAM制。

在這三種制式中，NTSC制式最早研究成功，PAL制式和SECAM制式分別針對NTSC制式

的缺點而提出的改進制式。

制式的主要區(qū)別在于其幀頻不同、分辨率不同、信號的帶寬不同、可載頻率不同或色

彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不同。

6.3數(shù)字視頻

1.數(shù)字視頻概述

數(shù)字視頻(DigitalVideo-DV)是定義壓縮圖像和聲音數(shù)據(jù)記錄及回放過程的標(biāo)準。

數(shù)字視頻的特點影像質(zhì)量好、音響效果好、設(shè)備價格較低、不會導(dǎo)致制作過程的質(zhì)量

損失、不需要視頻捕捉卡和幀同步卡，捕捉和錄制是實時的。

有關(guān)數(shù)字視頻(DV)的格式要從兩個方面來討論，一是具有DV格式的設(shè)備，另一方面

是數(shù)字視頻壓縮技術(shù)。從具有DV格式的設(shè)備來講，相關(guān)的錄像機系列有DI、D2、D3、

D5等標(biāo)準格式，按其記錄方式又分數(shù)字分量(DI、D5)和數(shù)字復(fù)合(D2、D3)。從數(shù)字

視頻壓縮技術(shù)方面來講，數(shù)字錄像機的記錄格式分有非壓縮和壓縮兩大類。

2.CCIR標(biāo)準

CCIR標(biāo)準是有關(guān)于廣播電視以及有關(guān)的通信設(shè)備方面的標(biāo)準。該標(biāo)準以國際電信組織

下屬的國際無線電協(xié)商委員會(CCIR)命名。1993年已并入國際電信聯(lián)盟(ITU)標(biāo)準

中，CCIR標(biāo)準對應(yīng)于ITU標(biāo)準中的ITU-R。該標(biāo)準主要規(guī)定了數(shù)字地面電視廣播的業(yè)

務(wù)復(fù)用、傳送和識別方法、HDTV演播信號系統(tǒng)。

3.數(shù)字電視

數(shù)字電視就是采用數(shù)字技術(shù)的電視。數(shù)字電視的含義除了是指數(shù)字電視接收機外，還

包含了從發(fā)送、傳輸?shù)浇邮盏娜^程。由電視臺送出的圖像及聲音信號，經(jīng)數(shù)字壓縮

和數(shù)字調(diào)制后，形成數(shù)字電視信號，經(jīng)過無線介質(zhì)或有線介質(zhì)傳送到數(shù)字電視接收機,

然后通過數(shù)字解調(diào)和數(shù)字視音頻解碼處理還原出圖像及伴音。

數(shù)字電視可以按以下幾種方式分類：

(1)按信號傳輸方式分類：可以分為地面無線傳輸(地面數(shù)字電視)、衛(wèi)星傳輸(衛(wèi)

星數(shù)字電視)、有線傳輸(有線數(shù)字電視)三類。

(2)按產(chǎn)品類型分類：可以分為數(shù)字電視顯示器、數(shù)字電視機頂盒、一體化數(shù)字電視

接收機。

4.HDTV

HDTV是數(shù)字電視標(biāo)準中最高級的一種。國際無線電咨詢委員會對HDTV系統(tǒng)的定義是：

“當(dāng)觀看距離約為屏幕高度的3倍時，該系統(tǒng)能使顯像的實際效果等于或接近于由視

力正常的觀眾觀看原始景物或表演時所取得的印象?！?/p>

高清晰度數(shù)字電視建立在數(shù)字信號處理、大規(guī)模集成電路制造和計算機科學(xué)技術(shù)的基

礎(chǔ)上。主要采用了抗干擾性能極強的數(shù)字信號傳輸技術(shù)，將顯示分辨率提高到1000線

以上，從而顯著地提高了圖像的清晰度。接收圖像的寬和高之比由原來的4：3增加到

16：9,并增加了家庭影院效果的5.1聲道環(huán)繞聲，同時消除了傳輸過程中可能帶來的

重影和噪聲影響。HDTV的實現(xiàn)的是真正將電影院的視聽效果帶入到了家庭當(dāng)中。

6.4動畫、視頻文件格式

SWF：swf文件是由文件頭和文件體組成，兩者都不定長，文件頭定義了本swf文

件的版本、是否壓縮、文件大小、場景大小、幀率、總幀數(shù)共6個內(nèi)容，

MOV：MOV(Moviedigitalvideotechnology)是Apple公司開發(fā)的,相應(yīng)的視

頻應(yīng)用軟件為QuickTime?，F(xiàn)在有適用于Macintosh和Windows兩個版本。

AVI：AVI(AudioVideoInterleave)即音頻視頻交錯格式。它是將音頻和視頻

同步組合在一起的多媒體文件格式，這種方式不僅可以提高系統(tǒng)的工作效率，同時也

可以實現(xiàn)迅速地加載和快速地啟動播放程序，減少播放AVI視頻數(shù)據(jù)時用戶的等待時

間。

課后教學(xué)小結(jié)：

動畫的原理、視頻的接觸式重點，介紹常用的視頻文件格式

作業(yè)布置：

P151思考題

教學(xué)后記：

讓學(xué)生了解視頻與動畫的原理，掌握常用的視頻、動畫文件格式

6.5Flash軟件的應(yīng)用

1.軟件簡介

Flash的主要特點是能繪制圖形、創(chuàng)建動畫和建立交互功能。

2.基本使用

MacromediaFlashProfessional0-Q

圖6TFlash軟件界面

舞臺、時間軸（幀的概念與使用）、菜單與工具欄、環(huán)境設(shè)置

3.基本動畫的制作

變形動畫、色變動畫、移動和運動引導(dǎo)動畫

4.Flash剪輯制作

影片剪輯、動畫圖形元件、遮罩動畫

5.交互動畫

交互式按鈕、交互式影片

AS腳本制作

課后教學(xué)小結(jié)：

動畫的制作技巧、交互式動畫設(shè)計是重點

作業(yè)布置：

上交Flash作品

教學(xué)后記：

掌握基本動畫與交互式動畫的基本制作

6.6Premiere軟件的應(yīng)用

(1)Premiere的功能特點

Premiere可以以NTSC、PAL格式、或者對VGAmonitors提供編輯時的實時全解析

度畫面。在音/視頻方面，它能較好地支持聲道環(huán)繞立體聲、音頻注解錄制，提供增強

色彩控制特性、增強的交互式項目窗口、增強DV采集和輸出特性，并支持實時效果的

處理和支持多文件格式。

(2)Premiere影片的制作過程

一般經(jīng)過準備素材、建立新項目、素材導(dǎo)入到新項目、修剪導(dǎo)入到以后的素材.、

編輯影片和添加效果、編輯音頻和效果、保存并發(fā)布影片。

1.環(huán)境和項目

回]

QAdobePremierePro-D:\jie\Documents\Adobe\PremierePro\3.0\abc.prproj[0|

文件(￡)編母包項目⑻素材g序列⑤標(biāo)記(M)字幕CD?Q(W)幫助但)

項目：abcx素材源:優(yōu)素材)、X效果控，?[I節(jié)百:麗血而

abc.prpraj1項分類

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圖6-2Premiere工作界面

2.電影編輯

導(dǎo)入素材->連接視頻素材->設(shè)置關(guān)鍵幀->改變素材顯示時間->添加視頻效果->預(yù)

覽->保存文件和導(dǎo)出影片

3.聲音編輯

調(diào)節(jié)音質(zhì)與增益、提那家音頻特效。

課后教學(xué)小結(jié)：

視頻制作與編輯

作業(yè)布置：

上交Premiere作品

教學(xué)后記：

掌握視頻編輯的整個過程

本章小結(jié)：

本章在分析了動畫、視頻原理的基礎(chǔ)上，介紹了模擬視頻和數(shù)字視頻的基本概念、

標(biāo)準和技術(shù)，最后結(jié)合兒個流行的軟件介紹計算機動畫、視頻創(chuàng)作和編輯的基本方法。

第七章多媒體壓縮技術(shù)

教學(xué)目的要求：

了解數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)中的編碼方法（統(tǒng)計編碼、預(yù)測編碼、變化編碼）、了解數(shù)據(jù)壓

縮技術(shù)的重要性能指標(biāo)，了解音頻信號與圖形數(shù)據(jù)壓縮的關(guān)鍵技術(shù)。

教學(xué)的重點與難點：

1.壓縮的原理

2.常用的壓縮編碼

3.音頻與圖像的壓縮標(biāo)準與格式

教學(xué)時數(shù)：共計4學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

7.1數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法

1.壓縮方法的分類

無損壓縮編碼和有損壓縮編碼。

無損壓縮編碼具有可恢復(fù)性和可逆性。該編碼在壓縮時不丟失任何數(shù)據(jù)，即把所

有的數(shù)據(jù)都作為比特序列，解壓后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)完全一致。

有損壓縮編碼不具有可恢復(fù)性和可逆性，該編碼在壓縮時舍棄冗余的數(shù)據(jù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)壓縮的原理可以分為統(tǒng)計編碼、預(yù)測編碼、變換編碼、分析-合成編碼和

其他編碼。

2.壓縮的性能標(biāo)準

壓縮比、壓縮速度、壓縮質(zhì)量、計算量

7.2統(tǒng)計編碼

統(tǒng)計編碼屬于一種無失真的編碼，具體實現(xiàn)的方法有多種，包括行程編碼、LZW

編碼、Huffman編碼、算術(shù)編碼。本節(jié)在介紹了統(tǒng)計編碼的基本思想之后，為讀者引見

LZW編碼、Huffman編碼、算術(shù)編碼等兒種實現(xiàn)方法。

1.原理

統(tǒng)計編碼又稱嫡編碼。根據(jù)信息論的原理，我們可以找到最佳的壓縮編碼方法，

數(shù)據(jù)壓縮的理論極限是信息嫡。也就是說，信息中可能存在著冗余信息，要去除信息

的冗余部分，使編碼后單位數(shù)據(jù)量等于其信息源的嫡，就達到了壓縮極限。

2.LZW編碼

LZW壓縮的基本原理是:LZW壓縮把每一個第一次出現(xiàn)的字符串用一個數(shù)值來編碼,

在還原程序中再將這個數(shù)值還成原來的字符串。

3.赫夫曼編碼

Huffman編碼的基本原理是用較短的代碼代替出現(xiàn)概率較高的數(shù)據(jù)，用較長的代碼

代替出現(xiàn)概率較低的數(shù)據(jù)，所有代碼都采用二進制碼，其碼的長度是可變的，且每個

數(shù)據(jù)的代碼各不相同。

4.算術(shù)編碼

算術(shù)編碼的基本原理是將出現(xiàn)概率較多的“事件”（可以是字符或字符串），用盡

可能少的位或字節(jié)來表示。算術(shù)編碼是一種變長碼，主要針對出現(xiàn)的概率高的事件序

列標(biāo)識的信息進行壓縮。

7.3預(yù)測編碼

1.概述

預(yù)測編碼是根據(jù)離散信號之間存在一定的相關(guān)性的特點，利用前面的一個或多個

信號對下一個信號進行預(yù)測，然后對實際值和預(yù)測值的差值進行編碼。預(yù)測編碼根據(jù)

預(yù)測器的設(shè)計分為線性預(yù)測和非線性預(yù)測。但為了預(yù)測的效率，大多采用線性預(yù)測。

2.DPCM編碼

PCM是脈沖編碼調(diào)制，它首先對原始的模擬數(shù)據(jù)進行采樣、量化，然后作為數(shù)字信

號傳輸。DPCM(DifferentialPulseCodeModulation)是差分脈沖編碼調(diào)制算法。

3.ADPCM編碼

ADPCM(AdaptiveDifferentialPulseCodeModulation)自適應(yīng)差分編碼，它

具有自適應(yīng)編碼的特性，該編碼包括自適應(yīng)量化和自適應(yīng)預(yù)測兩種形式。ADPCM編碼的

方法是針對輸入樣值進行自適應(yīng)預(yù)測，然后對預(yù)測誤差進行量化編碼。

課后教學(xué)小結(jié)：

編碼的原理與常見的編碼算法

作業(yè)布置：

P171思考題

教學(xué)后記：

掌握編碼的原理，了解統(tǒng)計編碼、預(yù)測編碼的基本思想

7.4變換編碼

1.概述

變換編碼是一種重要的編碼類型，屬于有失真的編碼，變換編碼技術(shù)起源比較早,

理論上和技術(shù)上都比較成熟，被廣泛應(yīng)用于單色圖像、彩色圖像、靜止圖像、運動圖

像，以及多媒體計算機技術(shù)中的電視幀內(nèi)圖像壓縮和幀間圖像壓縮中。

2.最佳變換編碼

K-L(Karhvnen-Loeve)變換編碼，即最佳變換編碼是建立在圖像的統(tǒng)計特性的基

礎(chǔ)上的一種正交變換，也被稱為特征向量變換或主分量變換。K-L變換的計算比較復(fù)雜,

必須對不同的信號，先求出其協(xié)方差矩陣，然后分別計算其特征根和對應(yīng)的特征向量。

3.離散余弦變換

離散余弦變換(DCT)的目的也是要去除信號元素之間的相關(guān)性。要尋找一個能使

協(xié)方差矩陣為一個對角矩陣的正交變換T,并非一件容易的事。如果用固定的正交變換

T來對不同的信源進行數(shù)據(jù)壓縮，變換后能使協(xié)方差矩陣接近對角矩陣，這種變換就是

一種準最佳變換。準最佳變換方法有DCT、DFT、WHT、HrT等多種。其中離散余弦變換

DCT最方便，速度也最快。

7.5音頻數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準

音頻信號可分為電話質(zhì)量的語音、調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻、高保真立體聲信號，它

們分別對應(yīng)著不同的頻率范圍。

音頻編碼常采用有損的編碼，主要分為波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼。

1.電話語音

電話質(zhì)量的語音信號的頻率范圍是200Hz~3.4kHz,在ISO公布的ITU-T一系列音

頻編碼標(biāo)準中,用于電話語音壓縮的有G.711、G.72kG.723、G.728、G.729和G.729A

等標(biāo)準。在選擇語音壓縮標(biāo)準時，應(yīng)綜合考慮帶寬、時延、算法復(fù)雜度等各種因素。

2.調(diào)頻廣播質(zhì)量和壓縮標(biāo)準

調(diào)幅廣播質(zhì)量音頻信號的頻率范圍是50Hz~7kHz。比傳統(tǒng)的窄帶話音(200-3.4kHz)

有更好的主觀質(zhì)量。但50-200Hz的低頻頻段使語音更加自然。ITU于1986年通過G.722

標(biāo)準。

3.高表針立體聲音

高保真立體聲音頻范圍是50Hz~20kHz。由ISO和ITU-T聯(lián)合制訂的標(biāo)準被稱為

MPEG-音頻，它是動態(tài)圖像編碼的國際標(biāo)準MPEG中的一個部分。MPEG音頻和視頻已廣

泛用于VCD、CDT、多媒體、PC中。

7.6圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準

在國際標(biāo)準化協(xié)會ISO批準制定的多媒體國際標(biāo)準中，用于圖像數(shù)據(jù)壓縮的重要

標(biāo)準有JPEG、MPEG和H(H.261H.263)系列三種。從圖像壓縮編碼的發(fā)展過程來說，

可以分成三個階段：第一階段著重于圖像信息冗余度的壓縮方法，第二階段著重于圖

像視覺冗余信息的壓縮方法，第三階段基于模型的圖像壓縮方法。

1.靜態(tài)圖像

靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準主要指JPEG(JointPhotographicExpertGroup)標(biāo)準，

它是由聯(lián)合圖形專家組開發(fā)的，該專家小組由國際標(biāo)準化組織(ISO)和國際電報電話

咨詢委員會(CCITT)兩家聯(lián)合成立的。該小組一直致力于建立研究適用于彩色和單色

的，多灰度連續(xù)色調(diào)的，靜態(tài)數(shù)字圖像壓縮的國際標(biāo)準。該標(biāo)準是于1991年提出的，

并在1992年后被廣泛采納后成為國際標(biāo)準。

2.動態(tài)圖像

動態(tài)圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準主要包括MPEG、H(H.261H.263)、DVIO

課后教學(xué)小結(jié)：

變換編碼、音視頻壓縮標(biāo)準、圖像壓縮標(biāo)準

作業(yè)布置：

P171思考題

教學(xué)后記：

編碼的思想，音頻、視頻、圖像的壓縮標(biāo)準以及壓縮格式

本章小結(jié)：

本章主要講解了壓縮的基本原理與分類以及常用的壓縮編碼算法，最后對音頻、

圖像的壓縮標(biāo)準進行了介紹。

第8章多媒體存儲技術(shù)

教學(xué)目的要求：

理解光盤存儲的基本結(jié)構(gòu)、存儲介質(zhì)與相關(guān)存儲技術(shù)，理解與存儲相關(guān)的重要指

標(biāo)，了解光存儲技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。

教學(xué)重點與難點：

1.光盤系統(tǒng)的構(gòu)成與原理

2.各種光盤存儲技術(shù)

教學(xué)時數(shù)：共計4學(xué)時

教學(xué)內(nèi)容與方法：

8.1光盤存儲基礎(chǔ)

1.光盤存儲系統(tǒng)的構(gòu)成

光存儲系統(tǒng)是由光盤驅(qū)動器和光盤組成。光盤驅(qū)動器面板上設(shè)有收回托盤、彈出

托盤、播放、停止以及音量控制等功能，有些產(chǎn)品還有遙控功能。

按照與主機的接法，光盤驅(qū)動器可分為內(nèi)置式和外置式兩種類型。內(nèi)置式光盤驅(qū)動器

裝在機箱內(nèi)，外置式光盤驅(qū)動器放在主機箱的外部，自帶電源并通過串口與主機相連。

2.光盤的構(gòu)造和特性

光盤外觀是中心有一個15mm主軸孔的圓形薄片，實際上是一個多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)組成。

無論是CD光盤還是DVD光盤，其構(gòu)造特點主要表現(xiàn)在光盤的結(jié)構(gòu)層、信道間距和記錄

信息的坑區(qū)。

圖8-1光盤的結(jié)構(gòu)

3.格式標(biāo)準和類型

紅皮書、黃皮書、綠皮書、藍皮書等

4.光驅(qū)的構(gòu)造和工作原理

光盤驅(qū)動器如圖8-2所示，它是一個結(jié)合光學(xué)、機械及電子技術(shù)的產(chǎn)品。即其內(nèi)

部是激光引導(dǎo)測距系統(tǒng)的精密光學(xué)結(jié)構(gòu)，采用一系列透鏡和反射鏡，將微細的激光束

引導(dǎo)到光盤表面的微小部位。

圖8-2光驅(qū)的構(gòu)造

8.2CD存儲技術(shù)

1.概述

CD-ROM光盤的基層是的聚碳酸酯層(Poly-carbonate),其表面含有凹形和凸形相

間區(qū)域。聚碳酸酯層的表面覆蓋著一層反射鋁或鋁合金膜，也被稱為“銀盤”，反射鋁

的作用是增加記錄面的反射性能。反射層上用漆膜層(UV-Lacquer)保護以防止金屬層

的氧化。

2.CD存儲技術(shù)

CD-R(Recordable)即可寫的。CD-R信息的寫入系統(tǒng)主要由寫入器和寫入控制軟

件構(gòu)成。寫入器也稱為光刻機，是寫入系統(tǒng)的核心，目前的CD-R都支持多次寫入，而

且可以在CD-ROM驅(qū)動器上讀出所有逐步累加錄入的任何數(shù)據(jù)。

3.可擦寫型CD光存儲技術(shù)

目前，可擦寫式光盤存儲主要包括兩種技術(shù)，一種是利用激光改變材料狀態(tài)變化

的相變方式記錄信息，另一種是利用激光與磁性共同作用的結(jié)果記錄信息的。

8.3DVD存儲技術(shù)

1.概述

對于只讀式DVD光盤，與只讀式CD光盤一樣，由專業(yè)化工廠規(guī)模生產(chǎn)。在可寫的

DVD中，主要有三種標(biāo)準：DVD-RAM、DVD-RW和DVD+R/RW。

2.編碼技術(shù)

CSS、APS

3.DVD音頻/視頻標(biāo)準

畫面、清晰度、系統(tǒng)碼流、播放功能

8.4高密度技術(shù)

1.短波激光技術(shù)

從提高光盤的存儲容量的角度出發(fā)，還可以考慮在激光和記錄層方面進一步改革。

采用短波激光和大數(shù)值孔徑的物鏡技術(shù)，可縮小激光束光斑，記錄標(biāo)記和軌道間距也

就成比例地縮小，從而可提高光盤的刻錄密度，增大了光盤容量。

2.磁超分辨技術(shù)

高分辨率讀出技術(shù)是高密度光盤技術(shù)的關(guān)鍵。目前，由于光學(xué)分辨率等問題，記

錄密度一直受到讀出技術(shù)的制約。8.5網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)