《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課件-第9章

第9章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)9.1多媒體技術(shù)概述9.2常用圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫文件格式9.3多媒體的采集與處理9.4多媒體數(shù)據(jù)量計(jì)算9.5常用多媒體處理技術(shù)9.6Windows中的多媒體處理軟件

9.1多媒體技術(shù)概述9.1.1多媒體1．媒體媒體一詞源于英文Medium(復(fù)數(shù)media)，又稱媒介或媒質(zhì)。它是指人們用于傳播和表示各種信息的載體，如文本、聲音、圖形、圖像等。計(jì)算機(jī)能處理的這些媒體信息從時(shí)效性上又可分為兩大類：靜態(tài)媒體，包括文字、圖形、圖像；時(shí)變媒體，包括聲音、動(dòng)畫、活動(dòng)影像。由于信息被人們感覺、表示、顯示、存儲(chǔ)和傳輸?shù)姆椒ǜ饔胁煌虼藢⒚襟w分為以下幾類(如表9.1所示)：

(1)感覺媒體(PerceptionMedium)：人們的感覺器官所能感覺到的信息。

(2)表示媒體(RepresentationMedium)：為了加工、處理和傳輸感覺媒體而構(gòu)造出來的一種媒體，用以定義信息的特性。表示媒體以語音編碼、圖像編碼和問題編碼等形式來描述。

(3)顯示媒體(PresentationMedium)：顯現(xiàn)信息或獲取信息的物理設(shè)備。

(4)存儲(chǔ)媒體(StorageMedium)：存儲(chǔ)媒體數(shù)據(jù)的物理設(shè)備。

(5)傳輸媒體(TransmissionMedium)：媒體傳輸用的一類物理載體。

2．多媒體

多媒體(Multimedia)由multiple和media復(fù)合而成，指多種信息表示和傳輸?shù)妮d體，通常指文字、圖形、圖像、音頻、視頻、動(dòng)畫等多種媒體。

3．多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)把數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等各種媒體進(jìn)行有效組合，并對(duì)這些媒體同時(shí)同步地獲取、編輯、存儲(chǔ)、顯示和傳輸?shù)囊婚T綜合技術(shù)。

4．多媒體特性

(1)集成性：能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行多通道統(tǒng)一獲取、存儲(chǔ)、組織與合成。

(2)交互性：多媒體應(yīng)用有別于傳統(tǒng)信息交流媒體的主要特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)信息交流媒體只能單向地、被動(dòng)地傳播信息，而多媒體技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)人對(duì)信息的主動(dòng)選擇和控制。

(3)實(shí)時(shí)性：當(dāng)用戶給出操作命令時(shí)，相應(yīng)的多媒體信息都能夠得到實(shí)時(shí)控制。

(4)非線性：多媒體技術(shù)的非線性特點(diǎn)將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)循序性的讀寫模式。以往人們讀寫方式大都采用章、節(jié)、頁(yè)的框架，循序漸進(jìn)地獲取知識(shí)，而多媒體技術(shù)將借助超文本鏈接(HypertextLink)的方法，把內(nèi)容以一種更靈活、更具變化的方式呈現(xiàn)給讀者。

(5)互動(dòng)性：多媒體可以形成人與機(jī)器、人與人及機(jī)器間的互動(dòng)，形成互相交流的操作環(huán)境及身臨其境的場(chǎng)景，人們可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行控制。人機(jī)相互交流是多媒體最大的特點(diǎn)。

(6)信息使用的方便性：用戶可以按照自己的需要、興趣、任務(wù)要求、偏愛和認(rèn)知特點(diǎn)來使用信息，任取圖、文、聲等信息表現(xiàn)形式。

(7)信息結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性：可以說“多媒體是一部永遠(yuǎn)讀不完的書”，用戶可以按照自己的目的和認(rèn)知特征重新組織信息，增加、刪除或修改節(jié)點(diǎn)，重新建立鏈接。

9.1.2多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

所謂多媒體計(jì)算機(jī)(MultimediaPersonalComputer，MPC)就是具有了多媒體處理功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般所用的個(gè)人機(jī)并無太大的差別，其最大特點(diǎn)，一是計(jì)算機(jī)主機(jī)具有高性能的信息處理能力，二是增加了多媒體信息輸入、輸出處理的硬件和軟件?？梢杂靡韵鹿叫蜗蟮孛枋龆嗝襟w計(jì)算機(jī)：

MPC?=?PC?+?CD-ROM?+?SOUNDBOARD?+?顯示卡?+?多媒體操作系統(tǒng)?+?媒體應(yīng)用軟件

多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是指能夠提供交互式處理文本、聲音、圖像和視頻等多種媒體信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一個(gè)完整的多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由如下四個(gè)部分組成：多媒體處理硬件系統(tǒng)、多媒體操作系統(tǒng)、多媒體處理軟件和多媒體應(yīng)用軟件，其相互關(guān)系見圖9.1所示。圖9.1多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

(1)多媒體硬件系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)硬件設(shè)備如光盤存儲(chǔ)器(CD/DVD-ROM)、音頻輸入/輸出和處理設(shè)備、視頻輸入/輸出和處理設(shè)備等選擇性組合而成，如圖9.2所示。

(2)多媒體操作系統(tǒng)：或稱為多媒體核心系統(tǒng)(MultimediaKernelSystem)，具有實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度、多媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和同步控制、對(duì)多媒體設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制以及圖形用戶界面管理等特點(diǎn)。圖9.2多媒體硬件系統(tǒng)組成

(3)多媒體處理系統(tǒng)工具：或稱為多媒體系統(tǒng)開發(fā)、創(chuàng)作工具軟件，是多媒體系統(tǒng)的重要組成部分。

(4)用戶應(yīng)用軟件：根據(jù)多媒體系統(tǒng)終端用戶要求而定制的應(yīng)用軟件或面向某一領(lǐng)域的用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)，它是面向大規(guī)模用戶的軟件產(chǎn)品。

9.1.3多媒體的基本元素

從多媒體技術(shù)來看，多媒體是由文本、圖形、圖像、音頻、視頻以及動(dòng)畫等基本要素組成的。

(1)文本(Text)：計(jì)算機(jī)中基本的信息表示方式，包含了字母、數(shù)字以及各種專用符號(hào)。

(2)圖形(Graphics)：一般是指通過繪圖軟件繪制的由直線、圓、圓弧、任意曲線等組成的畫面，圖形文件中存放的是描述生成圖形的指令(圖形的大小、形狀及位置等)，以矢量圖形文件形式存儲(chǔ)。

(3)圖像(Image)：通過掃描儀、數(shù)字照相機(jī)、攝像機(jī)等輸入設(shè)備捕捉的真實(shí)場(chǎng)景的畫面，數(shù)字化后以位圖格式存儲(chǔ)。靜態(tài)的圖像在計(jì)算機(jī)中可以分為矢量圖和位圖。

(4)音頻(Audio)：包括話語、音樂以及各種動(dòng)物和自然界(如風(fēng)、雨、雷等)發(fā)出的各種聲音。

(5)視頻(Video)圖像：來自錄像帶、攝像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號(hào)源的影像，是對(duì)自然景物的捕捉，數(shù)字化后以視頻文件格式存儲(chǔ)。常見的視頻文件類型有AVI、MOV、MPG、DAT等。

(6)動(dòng)畫(Animation)：計(jì)算機(jī)動(dòng)畫通常通過Flash、3DMax等軟件制作。

9.1.4多媒體技術(shù)的應(yīng)用范圍

(1)教育與培訓(xùn)，如多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件、虛擬課堂、虛擬實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字圖書館、多媒體技能培訓(xùn)系統(tǒng)。

(2)出版與圖書，如E-Book、E-newspaper、E-magazine等電子出版物，它具有容量大、體積小、成本低、檢索快，易于保存和復(fù)制，能存儲(chǔ)圖文聲像的特點(diǎn)。

(3)商業(yè)與咨詢，如商業(yè)簡(jiǎn)報(bào)、產(chǎn)品演示、查詢服務(wù)等，將各種服務(wù)指南存放在多媒體系統(tǒng)中向公眾展示。

(4)網(wǎng)絡(luò)與通信，如數(shù)字家電(電話、電視、傳真、音響)、多媒體視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)等。

(5)軍事與娛樂，如軍事遙感、核武器模擬、戰(zhàn)場(chǎng)模擬、CD、MIDI、VCD、DVD、(三維)游戲等。

多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可能不在于某些具體的應(yīng)用，而是在于它能把復(fù)雜的事物變得簡(jiǎn)單、把抽象的東西變?yōu)榫唧w。

9.2常用圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫文件格式

9.2.1圖像文件格式1．圖像軟件環(huán)境及應(yīng)用多媒體系統(tǒng)中，圖像處理是最廣泛的應(yīng)用，涉及圖像與色彩、分辨率和圖像存儲(chǔ)(位圖與矢量圖)等。

1)色彩基礎(chǔ)知識(shí)

色彩可用亮度、色調(diào)和飽和度來描述，常稱為色彩三要素。人眼看到的任一彩色光都是這三個(gè)特征的綜合效果。

(1)亮度是光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺，它與被觀察物體的發(fā)光強(qiáng)度有關(guān)。

(2)色調(diào)是當(dāng)人眼看到一種或多種波長(zhǎng)的光時(shí)所產(chǎn)生的彩色感覺，它反映顏色的種類，是決定顏色的基本特性，如紅色、棕色就是指色調(diào)。

(3)飽和度指的是顏色的純度，即摻入白光的程度，或者說指顏色的深淺程度。對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，飽和度越深顏色越鮮明或說越純。通常把色調(diào)和飽和度通稱為色度。

亮度是用來表示某彩色光的明亮程度的，而色度則表示顏色的類別與深淺程度的。除此之外，自然界常見的各種顏色光，都可由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色光按不同比例相配而成；同樣地，絕大多數(shù)顏色光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光，這就形成了色度學(xué)中最基本的原理—三原色原理(RGB)。圖9.3為三原色原理(RGB)圖。圖9.3三原色原理(RGB)圖

色彩數(shù)和圖形灰度用位(bit)表示，一般寫成2n，n代表位數(shù)。常用的色彩數(shù)(黑白圖用灰度等級(jí)表示)有：24?=?16色、28?=?256色、216?=?65?536(64K)色、224?=?16M色、232?=?

4G色。當(dāng)圖形(圖像)達(dá)到24位時(shí)，可表現(xiàn)1677萬種顏色，即所謂的真彩色?；叶鹊谋硎痉愃?。

2)分辨率基礎(chǔ)知識(shí)

分辨率分為屏幕分辨率、輸出分辨率兩種，前者用每英寸行數(shù)表示，數(shù)值越大圖形(圖像)質(zhì)量越好，一般以“橫向點(diǎn)數(shù)?×?縱向點(diǎn)數(shù)”來表示一幅圖的分辨率，如640?×?480、800?×?600、2048?×?1024等。數(shù)碼照相機(jī)常用像素值來表示其照片的分辨率，像素即是“橫向點(diǎn)數(shù)?×?縱向點(diǎn)數(shù)”乘積的值，如640?×?480為30萬像素，2048?×?1024可達(dá)200萬像素。輸出分辨率是衡量輸出設(shè)備的精度的，以每英寸的像素點(diǎn)數(shù)(dpi)表示，如噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)的精度表示為300dpi、600dpi等。

3)位圖與矢量圖基礎(chǔ)知識(shí)

(1)位圖(點(diǎn)陣)圖像由一個(gè)矩陣描述，矩陣中的元素對(duì)應(yīng)圖像中的點(diǎn)，而相應(yīng)的值對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)的灰度(或顏色)等級(jí)。該元素稱為像素，與顯示器上的顯示點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)稱位圖圖像。計(jì)算機(jī)上常用的位圖文件類型有PSD(Photoshop生成格式)、BMP(Windows位圖格式)、GIF、JPG/JPEG、TIFF、PCX等格式。

(2)矢量圖指用計(jì)算機(jī)繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。它不直接描述數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)，而是描述產(chǎn)生這些點(diǎn)的過程及方法。計(jì)算機(jī)上常用的矢量圖文件類型有DXF(CAD文件格式)、MAX(用3Dmax生成三維造型)、WMF(用于桌面出版)、C3D(用于三維文字)、CDR(CoralDRAW矢量文件)、SWF等。

(3)位圖與矢量圖的比較。

①?gòu)拇鎯?chǔ)空間來看：矢量圖所需空間遠(yuǎn)比位圖圖像小。

②從顯示效果來看：位圖不如矢量圖逼真，如圖9.4和圖9.5所示。

③從運(yùn)行速度來看：矢量圖不如位圖圖像快。圖9.4位圖放大了3倍前后的效果對(duì)比圖9.5矢量圖放大了3倍前后的效果對(duì)比

2.常見的圖像文件格式

1)常見的位圖文件格式

常見位圖文件格式如表9.2所示。

(1)?BMP格式。BMP(BitMapPicture)是Windows中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式，PC上最常用的位圖格式，有壓縮和非壓縮兩種形式。該格式可表現(xiàn)從2位到24位的色彩，分辨率也可從480?×?320至1024?×?768。該格式在Windows環(huán)境下相當(dāng)穩(wěn)定，在文件大小沒有限制的場(chǎng)合中運(yùn)用極為廣泛。

(2)?GIF文件格式。GIF(GraphicsInterchangeFormat，圖形交換格式)主要用于圖像文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸，GIF圖像文件的尺寸通常比其他圖像文件小很多，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前Internet上大量采用的彩色動(dòng)畫文件多為這種格式的文件。

(3)?PNG文件格式。PNG(PortableNetworkGraphicFormat，流式網(wǎng)絡(luò)圖形格式)，名稱來源于非官方的“PNG’NotGIF”，是一種位圖文件存儲(chǔ)格式，讀成“ping”，其圖像質(zhì)量遠(yuǎn)勝過GIF。同GIF一樣，PNG也可使用無損壓縮方式來減少文件的大小。目前，越來越多的軟件開始支持這一格式，PNG圖像可以是灰階的(位)也可是彩色的(位)。與GIF不同的是，PNG圖像格式不支持動(dòng)畫。

(4)?JPG/JPEG文件格式。JPG/JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)是可以大幅度地壓縮圖形文件的一種圖形格式。對(duì)于同一幅畫面，JPG/JPEG格式存儲(chǔ)的文件是其他類型圖形文件的1/10到1/20，而且色彩數(shù)最高可達(dá)到24位，所以它被廣泛應(yīng)用于Internet上或homepage的圖片庫(kù)。

(5)?PSD文件格式。PSD(PhotoshopStandard)是Photoshop中的標(biāo)準(zhǔn)文件格式，是專門為Photoshop而優(yōu)化的格式。

(6)?DIF文件格式。DIF(DrawingInterchangeFormat)是AutoCAD中的圖形文件，它以ASCII方式存儲(chǔ)圖形，在圖形尺寸大小方面表現(xiàn)得十分精確，可以被CorelDRAW、3DS等大型軟件調(diào)用和編輯。

2)常見的矢量圖格式

(1)?WMF文件格式：常見的一種圖元文件格式，它具有文件短小、圖案造型化的特點(diǎn)，整個(gè)圖形常由各個(gè)獨(dú)立的組成部分拼接而成，但其圖形往往較粗糙。WMF文件的擴(kuò)展名為.wmf。

(2)?EMF文件格式：微軟公司開發(fā)的一種Windows32位擴(kuò)展圖元文件格式。其總體目標(biāo)是彌補(bǔ)使用WMF的不足，使得圖元文件更加易于接受。EMF文件的擴(kuò)展名為?.emf。

(3)?EPS文件格式：用PostScript語言描述的一種ASCII碼文件格式，既可以存儲(chǔ)矢量圖，也可以存儲(chǔ)位圖，最高能表示32位顏色深度，特別適合PostScript打印機(jī)。

(4)?DXF文件格式：AutoCAD中的矢量文件格式，它以ASCII碼方式存儲(chǔ)文件，在圖形的大小方面表現(xiàn)得十分精確。DXF文件可以被許多軟件調(diào)用或輸出。DXF文件的擴(kuò)展名為?.dxf。

(5)?SWF(ShockwaveFormat)文件格式：二維動(dòng)畫軟件Flash中的矢量動(dòng)畫格式，主要用于Web頁(yè)面上的動(dòng)畫發(fā)布。目前已成為網(wǎng)上動(dòng)畫的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。SWF文件的擴(kuò)展名為?.swf。

9.2.2音頻文件格式

音頻文件通常分為兩類：聲音文件和MIDI文件，聲音文件指的是通過聲音錄入設(shè)備錄制的原始聲音，直接記錄了真實(shí)聲音的二進(jìn)制采樣數(shù)據(jù)，通常文件較大，而MIDI文件則是一種音樂演奏指令序列，相當(dāng)于樂譜，可以利用聲音輸出設(shè)備或與計(jì)算機(jī)相連的電子樂器進(jìn)行演奏，由于不包含聲音數(shù)據(jù)，所以其文件較小。

1．聲音文件

1)?WAV文件格式

WAV文件格式是PC標(biāo)準(zhǔn)聲音格式，是Windows使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻文件格式。WAV文件由文件首部和波形音頻數(shù)據(jù)塊組成。文件首部包括標(biāo)志符、語音特征值、聲道特征以及脈沖編碼調(diào)制格式類型等標(biāo)志，是PC上最為流行的聲音文件格式，但其文件較大，多用于存儲(chǔ)簡(jiǎn)短的聲音片斷。

2)?WMA文件格式

WMA(WindowsMediaAudio，微軟音頻格式)是微軟公司制定的一種流式聲音格式。采用WMA格式壓縮的聲音文件比起由相同文件轉(zhuǎn)化而來的MP3文件要小得多，并且在音質(zhì)上也毫不遜色。

3)?MPEG文件格式

MPEG(MovingPictureExpertsGroup，動(dòng)態(tài)圖像專家組)音頻文件的壓縮是一種有損壓縮，根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼復(fù)雜程度的不同可分為三層，分別對(duì)應(yīng)MP1、MP2和MP3這三種聲音文件。MPEG音頻編碼具有很高的壓縮率，MP1和MP2的壓縮率分別為4∶l和6∶1～8∶1，而MP3的壓縮率則高達(dá)10∶1～12∶l，也就是說一分鐘CD音質(zhì)的音樂，未經(jīng)壓縮需要10MB存儲(chǔ)空間，而經(jīng)過MP3壓縮編碼后只有1MB左右，同時(shí)其音質(zhì)基本保持不失真，因此目前使用最多的是MP3文件格式。

4)?CD文件格式

CD文件即CD唱片，一張CD可以播放45分鐘左右的聲音文件，Windows系統(tǒng)中自帶了一個(gè)CD播放機(jī)，另外多數(shù)聲卡所附帶的軟件都提供了CD播放功能，甚至有一些光驅(qū)脫離計(jì)算機(jī)，只要接通電源就可以作為一個(gè)獨(dú)立的CD播放機(jī)使用。

5)?VOC文件格式

VOC文件格式是Creative公司波形音頻文件格式，也是聲霸卡(soundblaster)使用的音頻文件格式。每個(gè)VOC文件由文件頭塊(headerblock)和音頻數(shù)據(jù)塊(datablock)組成。文件頭包含一個(gè)標(biāo)識(shí)版本號(hào)和一個(gè)指向數(shù)據(jù)塊起始的指針。數(shù)據(jù)塊分成各種類型的子塊，如聲音數(shù)據(jù)靜音標(biāo)識(shí)ASCII碼文件重復(fù)的結(jié)果以及終止標(biāo)志、擴(kuò)展塊等。

6)?MIDI文件格式

MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface，樂器數(shù)字接口)是數(shù)字音樂和電子合成樂器的統(tǒng)一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它定義了計(jì)算機(jī)音樂程序、合成器及其他電子設(shè)備交換音樂信號(hào)的方式，還規(guī)定了不同廠家的電子樂器與計(jì)算機(jī)連接的電纜和硬件及設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，可用于為不同樂器創(chuàng)建數(shù)字聲音，可以模擬大提琴、小提琴、鋼琴等常見樂器。

在MIDI文件中，只包含產(chǎn)生某種聲音的指令，這些指令包括使用什么MIDI設(shè)備的音色、聲音的強(qiáng)弱、聲音持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間等，計(jì)算機(jī)將這些指令發(fā)送給聲卡，聲卡按照指令將聲音合成出來。MIDI聲音在重放時(shí)可以有不同的效果，這取決于音樂合成器的質(zhì)量。相對(duì)于保存真實(shí)采樣數(shù)據(jù)的聲音文件，MIDI文件顯得更加緊湊，其文件通常比聲音文件小得多。

9.2.3視頻文件格式

1.?AVI視頻文件

AVI(AudioVideoInterleaved，音頻視頻交錯(cuò))文件格式只是作為控制界面上的標(biāo)準(zhǔn)，不具有兼容性。用不同壓縮算法生成的AVI文件，必須使用相應(yīng)的解壓算法才能播放出來。AVI文件目前主要應(yīng)用在多媒體光盤上，用來保存電影、電視等各種影像信息，有時(shí)也出現(xiàn)在Internet上，供用戶下載、欣賞新影片的精彩片段。

2．MPEG/MPG/DAT視頻文件

MPEG/MPG/DAT文件格式是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它采用有損壓縮方法減少了運(yùn)動(dòng)圖像中的冗余信息，同時(shí)保證每秒30幀的圖像動(dòng)態(tài)刷新率，幾乎所有的計(jì)算機(jī)平臺(tái)共同支持該文件格式。MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)(視頻、音頻同步)三個(gè)部分，MP3音頻文件就是MPEG音頻的一個(gè)典型應(yīng)用，而CD(VCD)、DVD則是全面采用MPEG技術(shù)所產(chǎn)生的新型消費(fèi)類電子產(chǎn)品。MPEG的平均壓縮比為50∶1，最高可達(dá)200∶1，壓縮效率非常高，同時(shí)圖像和音響的質(zhì)量也非常好，并且在微機(jī)上有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，兼容性相當(dāng)好。

3．ASF視頻文件

ASF視頻文件是一個(gè)獨(dú)立于編碼方式的在Internet上實(shí)時(shí)傳播多媒體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4．DVI視頻文件

DVI視頻圖像的壓縮算法的性能與MP1相當(dāng)，即圖像質(zhì)量可達(dá)到VHS(VideoHomeSystem，家用錄像系統(tǒng))的水平，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)率約為1.5Mb/s。為了擴(kuò)大DVI技術(shù)的應(yīng)用，Intel公司又推出了DVI算法的軟件解碼算法，稱為Indeo技術(shù)，它能將未壓縮的數(shù)字視頻文件壓縮為原來的五分之一到十分之一大小。

9.2.4動(dòng)畫文件格式

1.?SWF格式

SWF是動(dòng)畫文件標(biāo)準(zhǔn)格式，既可以獨(dú)立播放，也可以嵌入網(wǎng)頁(yè)、Office文檔中進(jìn)行播放，在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著越來越大的作用。

2.?GIF格式

GIF動(dòng)畫文件格式采用無損數(shù)據(jù)壓縮中的壓縮率較高的LZW算法，這種算法利用串表壓縮將每個(gè)第一次出現(xiàn)的串放在一個(gè)串表中，用一個(gè)數(shù)字來表示串，壓縮文件只存儲(chǔ)數(shù)字，不存儲(chǔ)串，從而使圖像文件的壓縮效率得到較大的提高。因此，GIF動(dòng)畫文件的尺寸較小。

3.?FLIC格式

FLIC(FreeLosslessAudioCodec，無損音頻壓縮編碼)動(dòng)畫文件格式是Autodesk公司出品的Autodesk系列2D/3D動(dòng)畫軟件中采用的彩色動(dòng)畫文件格式。該文件格式采用了高效的無損壓縮技術(shù)，被廣泛用于動(dòng)畫圖形中的動(dòng)畫序列、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)游戲應(yīng)用程序中。

9.3多媒體的采集與處理

1.文本素材的采集與編輯軟件1)文本素材的獲取方式文本素材的獲取方式有：(1)在著作工具中直接輸入(適合少量文字)；(2)利用文字處理軟件載入(適合大量文字錄入)；(3)利用OCR技術(shù)(光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)，需要使用掃描儀)；(4)利用語音識(shí)別(需要話筒和聲卡)；(5)利用手寫體識(shí)別技術(shù)(需要手寫板的支持)。

2)文本素材的編輯軟件

常用的文本編輯軟件有Word、WPS、記事本、寫字板、Phtoshop等。在制作多媒體項(xiàng)目時(shí)如果需要使用藝術(shù)文字，可以采用兩種方案解決：一是使用Office中的藝術(shù)字庫(kù)；二是使用專業(yè)軟件制作藝術(shù)字，如Photoshop、Cool3D等。

2．音頻素材采集與制作軟件

聲音是多媒體的又一重要方面，它除了給多媒體帶來令人驚奇的效果外，還最大限度地影響展示效果，聲音可使電影從沉悶變得熱鬧，從而引導(dǎo)、刺激觀眾的興趣。

1)數(shù)字聲音的獲取方式

數(shù)字聲音的獲取方式：

(1)網(wǎng)上下載；

(2)自己錄制；

(3)借助聲音捕獲工具。

2)音頻素材的編輯

多媒體制作中所用的音頻主要包括背景音樂、語言信息及音效三部分。音頻數(shù)據(jù)來源有立體聲混音器(StereoMixer)、麥克風(fēng)(Microphone)、線入(Line-In)、CD模擬聲音輸入(CDPlayer)、視頻(Video)等。采集與制作聲音文件可在Windows系統(tǒng)的“錄音機(jī)”中進(jìn)行，也可以應(yīng)用CreativeWaveStudio、SoundSystem、GoldWave及SoundForge等音頻處理軟件。

3．圖像素材的獲取與創(chuàng)作

創(chuàng)建每個(gè)多媒體項(xiàng)目都會(huì)包含圖形元素，如背景、人物、界面、按鈕等，多媒體產(chǎn)品不能缺少直觀的圖像，就像報(bào)刊離不開文字一樣，圖形圖像是多媒體最基本的要素。

1)電子出版物圖像的獲取途徑

電子出版物中所需的圖像可以通過以下三種途徑獲得。

(1)掃描。

(2)捉幀。

(3)創(chuàng)建。

2)數(shù)字圖像的編輯

在獲得數(shù)字化的圖像之后，還需用圖像編輯、處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行編輯和調(diào)整。編輯圖像是一項(xiàng)細(xì)致的工作，要求具備一定的審美能力。編輯圖像包括調(diào)整圖像的色彩、大小和形狀，控制圖像的亮度、飽和度及色度，使圖像在多媒體中表現(xiàn)出最佳效果。比較流行的圖像處理軟件有CorelDRAW、Photoshop、Painter等。

(1)?Photoshop主要用于圖像合成編輯。利用Photoshop的層、通道、路徑，可以將多個(gè)圖像合成為一幅超現(xiàn)實(shí)主義的藝術(shù)品。另外，利用Photoshop提供的各種濾鏡來實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的模擬(如風(fēng)、光)、對(duì)各種藝術(shù)模式的仿真(如浮雕、水彩畫、版畫)以及各種攝影暗房的特技處理(如雙重曝光、淡入淡出)等。當(dāng)然，比如修復(fù)照片、去除污垢、去折痕、調(diào)整色調(diào)也是Photoshop的特色。

(2)?Painter是一種計(jì)算機(jī)繪圖軟件。有人稱其為“自然繪筆”，它是給畫家“換筆”的優(yōu)秀軟件。它包含豐富的畫筆，如鉛筆、油畫筆、麥克筆、粉彩筆、蠟筆、水彩筆、噴槍等，讓畫家用計(jì)算機(jī)作畫與用筆作畫有同樣的感覺。另外，它還提供豐富的筆觸，如筆尖的粗細(xì)、大小，筆觸的寬窄、濃淡變化等。

(3)?CorelDRAW是一種可以創(chuàng)作出具有印刷質(zhì)量美術(shù)作品的軟件。它不僅具有一般圖形處理軟件對(duì)于點(diǎn)、線、面的繪制、修改、編輯，閉合區(qū)域的填充以及版面的布置等功能，而且個(gè)性鮮明，具有一些讓藝術(shù)家們使用起來得心應(yīng)手的特色工具，如畫筆中的“PowerLine”選項(xiàng)能繪制出傳統(tǒng)木質(zhì)風(fēng)格的線條，再比如“智能紋理”包含了大量的模板(如“月球表面”“湖面”“布紋”等)。

4．?dāng)?shù)字視頻素材的獲取與創(chuàng)作

數(shù)字視頻是將傳統(tǒng)模擬視頻片段捕獲轉(zhuǎn)換成電腦能調(diào)用的數(shù)字信號(hào)，因?yàn)橐曨l是我們利用攝像機(jī)直接從實(shí)景中拍攝的，比較容易取得，經(jīng)過編輯再創(chuàng)作后成為我們需要的數(shù)字視頻，也就是電影文件，數(shù)字視頻總能使多媒體作品變得更加生動(dòng)、完美，而其制作難度一般低于動(dòng)畫創(chuàng)作。

1)數(shù)字視頻的獲取

數(shù)字視頻的獲取方式包括網(wǎng)上下載、DV拍攝、采集卡采集。

2)數(shù)字視頻處理軟件

QuickTime是著名的Apple公司的一款視頻編輯、播放、瀏覽軟件，是當(dāng)今使用最廣泛的跨平臺(tái)多媒體技術(shù)，已經(jīng)成為世界上第一個(gè)基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Internet流(Stream)產(chǎn)品。使用QuickTime可以處理視頻、動(dòng)畫、聲音、文本、平面圖形、三維圖形、交互圖像等內(nèi)容。

AdobePremiere是Adobe公司推出的一個(gè)功能十分強(qiáng)大的處理影視作品的視頻和音頻編輯軟件。

UleadMediaStudioPro是友立公司推出的一款非常著名的視頻編輯軟件。

5．動(dòng)畫素材的獲取與創(chuàng)作

動(dòng)畫通常分為二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫。二維動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)平面上的一些簡(jiǎn)單動(dòng)畫，常見的制作軟件包括AnimatorStudio、Flash、GIFAnimator等。三維動(dòng)畫可以實(shí)現(xiàn)三維造型、各種具有真實(shí)感的物體的模擬等，常見的制作軟件為Cool3D、3DStudioMAX。

9.4多媒體數(shù)據(jù)量計(jì)算9.4.1圖像文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算圖像數(shù)據(jù)(ImageData)是指用數(shù)值表示的各像素(pixel)的灰度值的集合。真實(shí)世界的圖像一般由圖像上每一點(diǎn)光的強(qiáng)弱和頻譜(顏色)來表示，把圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息時(shí)，須將圖像分解為很多小區(qū)域，這些小區(qū)域稱為像素。可以用一個(gè)數(shù)值來表示圖像的灰度，對(duì)于彩色圖像，常用紅、綠、藍(lán)三原色(trichromatic)分量表示。順序地抽取每一個(gè)像素的信息，就可以用一個(gè)離散的陣列來代表一幅連續(xù)的圖像。

圖像是由很多個(gè)點(diǎn)組成的，所謂像素就是構(gòu)成圖像的點(diǎn)，像素越多圖像越清晰。圖像的深度是指一個(gè)像素能表示的色彩范圍，如明度范圍、飽和度范圍、色相表示等。

不經(jīng)過壓縮的圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式為：

【例9-1】請(qǐng)計(jì)算一幅分辨率為640?×?480的256色的未壓縮圖像的數(shù)據(jù)量。

因此，圖像的未壓縮數(shù)據(jù)量約為0.29MB。

計(jì)算時(shí)要注意幾個(gè)單位的換算細(xì)節(jié)：

①圖像深度量化位數(shù)計(jì)算：28?=?256色，故圖像深度為8；

②數(shù)據(jù)量單位換算：1MB?=?1024?×?1024B?=?1?048?576B。

9.4.2聲音文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算

聲卡對(duì)聲音的處理質(zhì)量可以用三個(gè)基本參數(shù)來衡量，即采樣頻率、位數(shù)和聲道數(shù)。

采樣頻率是指單位時(shí)間內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣頻率越大，采樣點(diǎn)之間的間隔就越小，數(shù)字化后得到的聲音就越逼真，但相應(yīng)的數(shù)據(jù)量就越大。聲卡一般提供11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz等不同的采樣頻率。

采樣位數(shù)是記錄每次采樣值大小的位數(shù)。采樣位數(shù)通常有8bit或16bit兩種，采樣位數(shù)越大，所能記錄聲音的變化度就越細(xì)膩，相應(yīng)的數(shù)據(jù)量就越大。

采樣聲道數(shù)是指處理的聲音是單聲道還是立體聲。單聲道在聲音處理過程中只有單數(shù)據(jù)流，而立體聲則需要左、右聲道的兩個(gè)數(shù)據(jù)流。顯然，立體聲的效果要好些，但相應(yīng)的數(shù)據(jù)量要比單聲道的數(shù)據(jù)量加倍。

不經(jīng)過壓縮的聲音數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式為：

其中，單聲道的聲道數(shù)為1，立體聲的聲道數(shù)為2。

【例9-2】請(qǐng)計(jì)算對(duì)于5分鐘雙聲道、16位采樣位數(shù)、44.1kHz采樣頻率聲音的不壓縮數(shù)據(jù)量。

因此，聲音的不壓縮數(shù)據(jù)量約為50.47MB。

計(jì)算時(shí)要注意幾個(gè)單位的換算細(xì)節(jié)：

①時(shí)間單位換算：1min?=?60s；

②采樣頻率單位換算：1kHz?=?1000Hz；

③數(shù)據(jù)量單位換算：1MB?=?1024?×?1024?=?1?048?576B。

【例9-3】請(qǐng)計(jì)算對(duì)于雙聲道立體聲、采樣頻率為44.1kHz、采樣位數(shù)為16位的激光唱盤(CD-A)，用一個(gè)650MB的CD-ROM可存放多長(zhǎng)時(shí)間的音樂。

解已知音頻文件大小的計(jì)算公式如下：

因此，一個(gè)650MB的CD-ROM可存放的音樂時(shí)間為(650/0.168)/(60?×?60)?=?1.07h。

9.4.3視頻文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算

視頻文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式如下：

幀率：PAL制(25幀/秒)、NTSC制(30幀/秒)。

【例9-4】計(jì)算2minPAL制720?×?576分辨率24位真彩色數(shù)字視頻的不壓縮的數(shù)據(jù)量。

9.5常用多媒體處理技術(shù)

9.5.1音頻處理技術(shù)1.?AdobeAudition窗口界面介紹AdobeAudition滿足了個(gè)人錄制工作室的需求，可借助相關(guān)軟件，以前所未有的速度和控制能力錄制、混合、編輯和控制音頻。啟動(dòng)AdobeAudition后，該軟件的主界面如圖9.6所示，該界面主要由標(biāo)題欄、菜單欄、軌道區(qū)、功能選項(xiàng)欄、直面板區(qū)、多種其他功能面板和工程狀態(tài)欄組成。圖9.6AdobeAudition基本編輯界面

2.?AdobeAudition的基本操作

1)錄音

【例9-5】新建一個(gè)聲音文件，并錄制一段音頻。

(1)新建一個(gè)聲音文件。點(diǎn)擊“文件”菜單，選擇“新建”命令。在打開的新建波形對(duì)話框中，選擇采樣率為88?200，點(diǎn)擊“確定”按鈕完成新建，如圖9.7所示。圖9.7新建對(duì)話框

(2)點(diǎn)擊左下側(cè)傳送器上的錄音按鈕，開始錄音。

(3)錄音完成后，單擊左下側(cè)傳送器上的停止按鈕，停止錄音。

(4)單擊插入按鈕，試聽所錄制的聲音文件。

(5)選擇“文件”→“另存為”命令，保存聲音文件。

2)降噪處理

【例9-6】為所錄制的音頻文件進(jìn)行降噪處理，去除無效的雜音。

主要操作過程如下：

(1)打開錄制好的音頻文件。

(2)點(diǎn)擊工具欄上的“水平放大”按鈕。

(3)用拖動(dòng)的方式選擇起始部分波形，點(diǎn)擊“編輯”→“復(fù)制”選項(xiàng)。

(4)在“效果”菜單下，依次點(diǎn)擊“修復(fù)”→“降噪器”命令。

(5)在降噪處理對(duì)話框中，點(diǎn)擊“獲取特性”和“波形全選”，最后點(diǎn)擊“確定”按鈕完成降噪處理。

3)混音處理

【例9-7】為經(jīng)過降噪處理后的音頻文件添加背景音樂。

主要操作步驟如下：

(1)打開經(jīng)過降噪處理的音頻文件。

(2)點(diǎn)擊工具欄上的“導(dǎo)入文件”按鈕，找到背景音樂，導(dǎo)入進(jìn)來。

(3)點(diǎn)擊工具欄上的“多軌”按鈕，將背景音樂放到音軌1，錄音文件放到音軌2，選擇移動(dòng)工具調(diào)整音頻位置。

(4)選擇音軌1后半部分，點(diǎn)擊“剪切”；選擇音軌2沒有波形部分，點(diǎn)擊“剪切”。

(5)調(diào)節(jié)音軌音量。

(6)選擇“編輯”菜單下的“混縮到新文件”→“會(huì)話中的主控輸出文件”→“另存為”命令，保存混音處理后的音頻文件。

9.5.2圖像處理技術(shù)

1.?Photoshop窗口界面介紹

Photoshop是Adobe公司推出的一款專業(yè)的圖像處理軟件，憑著簡(jiǎn)單易學(xué)、人性化的工作界面，并集圖像設(shè)計(jì)、掃描、編輯、合成以及高品質(zhì)輸出功能于一體，而深受用戶的好評(píng)。

Photoshop可以進(jìn)行圖像編輯、圖像合成、調(diào)整色調(diào)和特效制作等操作。Photoshop應(yīng)用領(lǐng)域主要包括數(shù)碼照片處理、視覺創(chuàng)意、平面設(shè)計(jì)、建筑效果圖后期處理及網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等。

啟動(dòng)AdobePhotoshopCC2015后，其工作界面如圖9.8所示，該界面主要由菜單欄、工具欄、屬性欄、控制面板、工具箱、圖像窗口和狀態(tài)欄等部分組成。圖9.8Photoshop窗口的組成

1)菜單欄

菜單欄中包括了Photoshop的所有操作命令。PhotoshopCC2015將所有的操作命令分類后，分別放置在11個(gè)菜單中，即文件、編輯、圖像、圖層、文字、選擇、濾鏡、3D、視圖、窗口和幫助。

2)工具欄

工具欄位于菜單欄的下方，用戶可以很方便地利用它來設(shè)置工具的各種屬性，它的外觀也會(huì)隨著選取工具的不同而改變。

3)工具箱

PhotoshopCC2015的工具箱中包含了用于創(chuàng)建和編輯圖像、頁(yè)面元素等的工具和按鈕。工具箱中并沒有顯示出全部的工具，細(xì)心觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)有些工具圖標(biāo)的右下角有一個(gè)小三角的符號(hào)，這就表示在該工具中還有與之相關(guān)的工具。打開這些工具的方法有以下兩種：

(1)把鼠標(biāo)指針移到含有三角的工具上，右擊即可打開隱藏的工具；或者在工具上按住鼠標(biāo)左鍵不放，稍等片刻也可打開隱藏的工具，然后選擇工具即可。

(2)可以按下Alt鍵不放，再單擊工具圖標(biāo)，多次單擊可以在多個(gè)工具之間切換。

4)圖像窗口

圖像窗口位于工具欄的正下方，用來顯示圖像的區(qū)域，可以編輯和修改圖像。圖像窗口由標(biāo)題欄、圖像顯示區(qū)和控制窗口圖標(biāo)組成。

(1)標(biāo)題欄：顯示圖像文件名、文件格式、顯示比例大小、層名稱以及顏色模式。

(2)圖像顯示區(qū)：用于編輯圖像和顯示圖像。

(3)控制窗口圖標(biāo)：雙擊此圖標(biāo)可以關(guān)閉圖像窗口。單擊此圖標(biāo)，可以打開一個(gè)菜單，選擇其中的命令即可進(jìn)行相應(yīng)操作。

5)控制面板

窗口右側(cè)的小窗口稱為控制面板，用于改變圖像的屬性?？刂泼姘蹇梢酝瓿筛鞣N圖像處理操作和工具參數(shù)設(shè)置。PhotoshopCC2015提供了20多個(gè)控制面板，包括導(dǎo)航器、信息、顏色、色板、圖層、通道、路徑、歷史記錄、動(dòng)作、工具預(yù)設(shè)、樣式、字符面板等。

6)狀態(tài)欄

狀態(tài)欄位于文檔窗口的底部，用于顯示諸如當(dāng)前圖像的縮放比例、文件大小以及有關(guān)使用當(dāng)前工具的簡(jiǎn)要說明等信息。

7)屬性欄

屬性欄又稱“選項(xiàng)欄”。會(huì)隨著工具的改變而改變，用于設(shè)置工具屬性。

2.?Photoshop的基本操作

1)新建圖像文件

【例9-8】新建一個(gè)名稱為“我新建的第一個(gè)圖像文件”、大小為800?×?600的圖像。

新建圖像的操作步驟如下：

(1)選擇“文件”→“新建”命令或者按下Ctrl?+?N組合鍵。

(2)彈出“新建”對(duì)話框，在“名稱”文本框中輸入“我新建的第一個(gè)圖像文件”，在“寬度”“高度”文本框中分別輸入800、600，分辨率、顏色模式、背景內(nèi)容等保持默認(rèn)設(shè)置，如圖9.9所示。

(3)完成設(shè)置后單擊“確定”按鈕，這樣就新建了一個(gè)空白圖像文件。

圖9.9設(shè)置“新建”對(duì)話框

2)打開圖像文件

在處理圖像文件時(shí)，經(jīng)常需要打開保存的素材圖像進(jìn)行編輯。在PhotoshopCC2015中打開和導(dǎo)入不同格式的圖像文件非常簡(jiǎn)單，具體操作步驟如下：

(1)選擇“文件”→“打開”命令或者按下Ctrl+O組合鍵。

(2)在彈出的“打開”對(duì)話框中，選擇需要打開的素材圖片，如圖9.10所示。

(3)單擊“打開”按鈕，即可將所選圖片在PhotoshopCC2015中打開。圖9.10“打開”對(duì)話框

3)保存圖像文件

當(dāng)完成了自己的作品后，需要將圖像文件保存起來。

【例9-9】將實(shí)例9-8中創(chuàng)建的文件保存為JPG格式。

將文件保存為JPG格式的具體操作步驟如下：

(1)選擇“文件”→“存儲(chǔ)”命令或者按下Ctrl+S組合鍵。

(2)彈出“存儲(chǔ)為”對(duì)話框，文件名保持不變，在“格式”下拉列表中選擇JPEG(*.JPG、*.JPEG、*.JPE)選項(xiàng)，如圖9.11所示。圖9.11“存儲(chǔ)為”對(duì)話框

(3)單擊“保存”按鈕即可將文件保存起來。

提示上述保存方法主要適用于第一次文件的保存(通常也稱原文件)，如果既想保存原文件的樣式又希望對(duì)新文件進(jìn)行保存，則可以通過選擇“文件”→“存儲(chǔ)為”命令或者按下Shift?+?Ctrl?+?S組合鍵，將文件另存為一個(gè)新的文件，則原文件不會(huì)被覆蓋。

PhotoshopCC2015還提供了“存儲(chǔ)為Web所用格式”的保存方法，這種方法的好處是可以對(duì)現(xiàn)有文件進(jìn)行分割，以便在網(wǎng)頁(yè)中使用。

9.5.3數(shù)字視頻技術(shù)

數(shù)字化視頻可以同時(shí)包含畫面和聲音，也可以只包含畫面，而不包含聲音。視頻的畫面可以包含文字、圖像和活動(dòng)影像，并且主要表現(xiàn)這些視覺對(duì)象的動(dòng)態(tài)效果。視頻不具有交互性，因此它本身不是多媒體，而是多媒體的一種素材形式。

1.?AdobePremierePro簡(jiǎn)介

要對(duì)數(shù)字視頻影像進(jìn)行處理需要借助專門的計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行，AdobePremierePro是AdobeSystems公司推出的優(yōu)秀視頻編輯軟件，它融視頻、音頻處理功能于一體，無論對(duì)于專業(yè)人士還是新手都是一個(gè)得力助手。安裝完AdobePremierePro，用戶就可以啟動(dòng)AdobePremierePro來創(chuàng)作影片了。雙擊AdobePremierePro的啟動(dòng)圖標(biāo)，將出現(xiàn)AdobePremierePro啟動(dòng)畫面，然后會(huì)出現(xiàn)如圖9.12所示的歡迎窗口。圖9.12AdobePremierePro歡迎窗口

2.?AdobePremierePro的基本操作

1)新建項(xiàng)目

【例9-10】新建一個(gè)名稱為“我的校園”的視頻項(xiàng)目。

(1)在AdobePremierePro的歡迎窗口中點(diǎn)擊“新建項(xiàng)目”(圖9.13)。

(2)在“位置”處點(diǎn)擊“瀏覽”設(shè)置存放位置，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕。

(3)設(shè)置序列名稱為“我的校園”。圖9.13AdobePremierePro新建項(xiàng)目窗口

2)導(dǎo)入素材

【例9-11】為“我的校園”視頻項(xiàng)目導(dǎo)入相應(yīng)的圖片素材。

操作步驟如下：

(1)選擇“文件”菜單下的“導(dǎo)入”命令