高等教育大学计算机多媒体技术基础.pptx
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1、1/1078.1 8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述8.2 8.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统8.3 8.3 音频信息音频信息8.4 8.4 图形与图像信息图形与图像信息8.5 8.5 视频信息视频信息8.6 8.6 动画动画8.7 8.7 多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术8.8 8.8 多媒体素材处理多媒体素材处理 2/107通信技术(电话、传真)广播技术(广播、电视)计算机技术文本图形图像音频视频动画存储传送处理多媒体技术多媒体技术3/1078.1 8.1 多媒体技术概述多媒体技术概述 多媒体技术发展历程多媒体技术发展历程 19841984年:年:美国美国AppleApple公
2、司开创了用计算机进行公司开创了用计算机进行图像处理图像处理的先河,的先河,首次使用首次使用BitmapBitmap(位图)(位图)概念对图像进行描述。概念对图像进行描述。19851985年:年:美国美国CommodoreCommodore公司推出了首台公司推出了首台多多媒体计算机系统媒体计算机系统 4/10719861986年:年:PHILIPSPHILIPS公司和公司和SONYSONY公司共同制定了公司共同制定了CD-I(CD-I(交互式光盘系统标准交互式光盘系统标准)19901990年:年:MicrosoftMicrosoft和和SONYSONY等公司成立了多媒等公司成立了多媒体个人计算机
3、市场协会体个人计算机市场协会19911991年:年:制订出多媒体计算机(制订出多媒体计算机(MPCMPC)硬件配)硬件配置的最低标准,即置的最低标准,即MPC1MPC1标准标准 19931993年:年:推出了推出了MPC2MPC2标准标准19951995年:年:推出了推出了MPC3MPC3标准,此后:推出了标准,此后:推出了MPC4MPC4标准标准5/107 多媒体一词来自于英文多媒体一词来自于英文“MultimediaMultimedia”multiple:有有“多重、复合多重、复合”之意。之意。media:则是指则是指“介质、媒介和媒体介质、媒介和媒体”。按照字面理解,按照字面理解,多媒体
4、就是多媒体就是“多重媒体多重媒体”或或“多重多重介质介质”的意思。的意思。Multimediamultiplemedia=+多媒体基本概念多媒体基本概念6/107感感觉觉媒媒体体:它它们们直直接接作作用用于于人人的的感感官官,使使人人能直接产生感觉。能直接产生感觉。表表示示媒媒体体:是是信信息息在在计计算算机机中中的的表表示示,通通常常是信息的各种编码是信息的各种编码。显显示示媒媒体体:用用于于表表达达信信息息,是是信信息息的的输输入入和和输出设备输出设备。存存储储媒媒体体:用用于于存存储储信信息息,是是存存放放表表示示媒媒体体的实体。的实体。传传输输媒媒体体:用用于于信信息息的的传传输输,是
5、是传传输输介介质质。它是媒体从一处传到另一处的物理载体。它是媒体从一处传到另一处的物理载体。多多媒媒体体技技术术中中媒媒体体主主要要是是指指信信息息的的表表示示形形式式,即即信息在计算机内部信息在计算机内部的表示。的表示。1.1.媒体几种形式媒体几种形式 例如,语言、声音、文字、图形、例如,语言、声音、文字、图形、图像和动画等。图像和动画等。例如例如,ASCII编码、汉字编码、语音编码编码、汉字编码、语音编码和图像编码等。和图像编码等。例如,键盘、鼠标、摄像机、话筒、光例如,键盘、鼠标、摄像机、话筒、光笔、显示器、扫描仪和打印机等。笔、显示器、扫描仪和打印机等。例如,软盘、硬盘、磁带、光盘和半
6、导体例如,软盘、硬盘、磁带、光盘和半导体存储器等。存储器等。例如,双绞线、同轴电缆和光纤等。例如,双绞线、同轴电缆和光纤等。7/107 多媒体是文本、图形、图像、音频、视频多媒体是文本、图形、图像、音频、视频和动画等和动画等“多重媒体多重媒体”的集合。多媒体信息的集合。多媒体信息从时效上可分为两大类:从时效上可分为两大类:2.2.多媒体多媒体 静态媒体:静态媒体:包括文本、图形和图像。包括文本、图形和图像。动态媒体:动态媒体:包括音频、视频和动画。包括音频、视频和动画。文本、图形、图像、音频、视频文本、图形、图像、音频、视频和和动画动画8/1073.3.多媒体信息的类型多媒体信息的类型 文文本
7、本(Text):是是计计算算机机中中基基本本的的信信息息表表示示方方式式,包包含含数数字字、字字母母、符符号号和和汉汉字字。以以文文本本文文件件形形式式存存储储。可可用用文文字字处处理理软软件件(如如记记事事本本和和WordWord等等)对对文文本本进进行行编编辑辑,也也可可对对文文本本进进行行识识别、翻译和发声等操作。别、翻译和发声等操作。图图形形(Graphics):一一般般是是指指由由计计算算机机通通过过绘绘图图软软件件绘绘制制的的画画面面,由由点点、线线、面面、体体等等组组合合而成,以而成,以矢量图形文件矢量图形文件形式存储。形式存储。9/107图图像像(Image):实实际际场场景景
8、的的静静止止画画面面,经经数数字字化化后后以以位位图图格格式式存存储储。如如照照片片和和画画片片等。等。音音频频(Audio):自自然然界界的的声声音音经经数数字字化化后后以以音频文件音频文件格式存储。格式存储。视视频频(Video):是是由由摄摄像像机机等等输输入入设设备备获获取取的的活活动动画画面面,数数字字化化后后以以视视频频文文件件格格式式存储。存储。动动画画(Animation):是是利利用用了了人人眼眼的的视视觉觉特特性性所所得得到到的的,当当一一系系列列形形或或像像的的画画面面按按一一定定时时间间在在人人的的视视线线中中经经过过时时,人人脑脑就就会会产生产生物体运动的印象物体运动
9、的印象。10/107多媒体技术特点 多多媒媒体体技技术术是是指指利利用用计计算算机机技技术术将将多多种种媒媒体体信信息息综综合合一一体体化化,使使它它们们建建立立起起逻逻辑辑联联系系,并并能能进进行行加加工工处处理理的的技技术术。“加加工工处处理理”主主要要是是对对这这些些媒媒体体进进行行录录入入、压压缩缩、存存储储、传传输输、解解压压和和显显示示等等。多多媒媒体体技技术术是是一一种种基基于于计计算算机机的、跨学科的的、跨学科的综合技术综合技术,具有许多特点。具有许多特点。多样性多样性集成性集成性交互性交互性实时性实时性数字化数字化多媒体技术涉及到多样化信息,多样性是多媒体技术涉及到多样化信息
10、,多样性是多媒体技术的主要特征多媒体技术的主要特征 集成性是指以计算机为中心,综合处集成性是指以计算机为中心,综合处理多种信息媒体的特性理多种信息媒体的特性 交互性是指用户与计算机之间进行数据交换、交互性是指用户与计算机之间进行数据交换、媒体交换和控制权交换的一种特性。媒体交换和控制权交换的一种特性。意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的时序要求和很高的速度要求。时序要求和很高的速度要求。数字化是指各种媒体信息都以数字形式(数字化是指各种媒体信息都以数字形式(0和和1的方式)进行存储和处理的方式)进行存储和处理 11/107多媒体信息处理关键技术多媒体信息
11、处理关键技术 多媒体信息处理与应用需要一系列多媒体信息处理与应用需要一系列相关技术的支持,以下几个方面是相关技术的支持,以下几个方面是多媒多媒体信息处理的关键技术体信息处理的关键技术,也是多媒体研,也是多媒体研究的热点。究的热点。计算机系统技术计算机系统技术 多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术 多媒体数据存储技术多媒体数据存储技术 多媒体数据库技术多媒体数据库技术 多媒体网络与通信技术多媒体网络与通信技术多媒体系统的物质基础多媒体系统的物质基础 多媒体技术中最关键的一环多媒体技术中最关键的一环 模拟信号模拟信号数字信号数字信号编码压编码压缩缩CD-ROM光盘容量光盘容量650MB左右左右DV
12、D光盘,单面单密度容量为光盘,单面单密度容量为4.7GB,双面双密度容量可达,双面双密度容量可达17GB 多媒体数据库存储大量图形、图多媒体数据库存储大量图形、图像、音频和视频等非结构化数像、音频和视频等非结构化数据据 通过宽带高速网络系统将多个通过宽带高速网络系统将多个独立的多媒体计算机连接成独立的多媒体计算机连接成局域网,或者是跨地区的广局域网,或者是跨地区的广域网,实现多媒体通信和多域网,实现多媒体通信和多媒体信息资源共享媒体信息资源共享 12/107教育与培训教育与培训教育与培训教育与培训电子出版物电子出版物电子出版物电子出版物多媒体网络多媒体网络多媒体网络多媒体网络 商业广告商业广告
13、商业广告商业广告 多媒体技术应用多媒体技术应用 互联网直播互联网直播视频点播视频点播视频会议视频会议远程教育远程教育13/1078.2 8.2 多媒体计算机多媒体计算机系统系统 在普通在普通计算机系统计算机系统基础上,增加一基础上,增加一些些硬件设备硬件设备和和相应软件相应软件就构成了多媒体就构成了多媒体个人计算机,通常简称为个人计算机,通常简称为MPC。多媒体个人计算机多媒体个人计算机 随着计算机硬件技术的发展,随着计算机硬件技术的发展,今天的个人电脑,基本都今天的个人电脑,基本都能达到能达到MPC的要求的要求14/107 19901990年年1111月,美国月,美国MicrosoftMic
14、rosoft和日本和日本SONYSONY等等公司成立的公司成立的“多媒体个人计算机市场协会多媒体个人计算机市场协会”,先,先后发布了后发布了4 4个个MPCMPC标准。标准。MPC4MPC4要求在要求在PCPC机的基础上机的基础上增加四类软、硬件产品:增加四类软、硬件产品:声声/像像输输入入设设备备:光光驱驱、话话筒筒、扫扫描描仪仪、录录音音机机和摄像机等。和摄像机等。声声/像像输输出出设设备备:音音频频卡卡、刻刻录录光光驱驱、投投影影仪仪和和打印机等。打印机等。多媒体计算机标准多媒体计算机标准15/107功功能能卡卡:电电视视卡卡、视视频频采采集集卡卡、视视频频输输出出卡、网卡和卡、网卡和V
15、CDVCD压缩卡等。压缩卡等。软软件件支支持持:音音响响、视视频频和和通通信信信信息息以以及及实实时、多任务处理软件。时、多任务处理软件。MPCMPC标标准准对对多多媒媒体体技技术术的的发发展展和和普普及及起起到到了重要的推动作用。了重要的推动作用。16/107多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统是在个人计算机是在个人计算机基础上,增加各种基础上,增加各种多媒体输入和输出设备及多媒体输入和输出设备及其接口卡。其接口卡。多媒体计算机硬件配置的多媒体计算机硬件配置的基本要求基本要求基本要求基本要求是:是:功能强大的功能强大的CPUCPU和和内存储器内存
16、储器;可高分辨率处理图像的可高分辨率处理图像的视频显示卡视频显示卡和和显示设备显示设备;17/107可高保真处理音频的可高保真处理音频的声卡声卡和和设备设备;可存放海量多媒体数据的可存放海量多媒体数据的存储设备存储设备以及其以及其他他输入、输出设备输入、输出设备。打印机打印机扫描仪扫描仪光盘机光盘机话筒话筒音响设备音响设备MIDIMIDI电视机电视机录像机录像机影碟机影碟机摄像机摄像机网卡网卡网络通讯网络通讯视视频频卡卡显示器显示器声声音音卡卡扬声器扬声器主机多媒体计算机硬件系统示意图多媒体计算机硬件系统示意图 18/1071.1.主机主机 多媒体信息处理器多媒体信息处理器 第一类第一类 采用
17、超大规模集成电路实现的采用超大规模集成电路实现的通用通用和和专用专用的数字信号处理芯片(的数字信号处理芯片(DSPDSP)第二类第二类 在现有在现有CPUCPU芯片上增加芯片上增加数据处理指令数据处理指令和数据类型和数据类型,Pentium 4Pentium 4微处理器包含了微处理器包含了144144条条多媒体及图形处理指令多媒体及图形处理指令第三类第三类 为媒体处理器(为媒体处理器(Media ProcessorMedia Processor)以多媒体和通信功能为主,具有以多媒体和通信功能为主,具有可编程性可编程性,通,通过软件可增加新功能过软件可增加新功能 多媒体信息多媒体信息处理器不能处
18、理器不能取代通用处取代通用处理器,通常理器,通常与通用处理与通用处理器配合,可器配合,可在功能上互在功能上互补补 19/1072.多媒体接口卡多媒体接口卡 多媒体接口卡将计算机与各种外部设备多媒体接口卡将计算机与各种外部设备相连,构成一个多媒体计算机。常用接口卡相连,构成一个多媒体计算机。常用接口卡有有声卡声卡、视频采集卡视频采集卡、图形加速卡图形加速卡和和IEEE1394IEEE1394卡卡等。等。声卡声卡声卡声卡:又称:又称音频音频卡卡,它使计算机,它使计算机可以录制和播放可以录制和播放声音。有些主机声音。有些主机板上集成了声卡板上集成了声卡功能。与单独声功能。与单独声卡相比,集成声卡相比
19、,集成声卡功能较差。卡功能较差。声卡外观声卡外观 20/107音乐合成发音音乐合成发音:调频(调频(FMFM)合成法)合成法 将将多个频率多个频率的简单声音合成的简单声音合成复合音复合音来模拟各种乐来模拟各种乐器的声音。器的声音。波形表合成法波形表合成法先将各种真正乐器的声音录下来,再进行先将各种真正乐器的声音录下来,再进行数字化数字化处理形成波形数据,然后将处理形成波形数据,然后将各种波形数据各种波形数据存储在存储在只读存储器中。发音时通过只读存储器中。发音时通过查表查表找到所找到所选乐器的选乐器的波形数据波形数据,再经过调制、滤波、再合成等处理形,再经过调制、滤波、再合成等处理形成立体声。
20、成立体声。声卡的主要功能声卡的主要功能 21/107混音器和数字声音效果处理器功能混音器和数字声音效果处理器功能 混音器混音器的作用是将来自音乐合成器、的作用是将来自音乐合成器、CD-ROM、话筒输入、话筒输入(MIC)等不同来源的声音组等不同来源的声音组合在一起再输出。每种声音卡都有混音器合在一起再输出。每种声音卡都有混音器。数字声音效果处理器数字声音效果处理器是对数字化的声音信号是对数字化的声音信号进行处理以获得所需要的音响效果进行处理以获得所需要的音响效果(混响、混响、延时和合唱等延时和合唱等),数字声音效果处理器是高,数字声音效果处理器是高档声卡应该具备的功能档声卡应该具备的功能。22
21、/107模拟声音输入输出功能模拟声音输入输出功能 主要是主要是A/D、D/A转换转换声音声音 模拟信号模拟信号计算机计算机 数字信号数字信号A/DD/A扬声器扬声器 模拟信号模拟信号专业声卡接口面板专业声卡接口面板23/107视视频频采采集集卡卡:可可以以获获取取数数字字化化视视频频信信息息,并并将将其其存存储储或或播播放放出出来来。多多数数视视频频采采集集卡卡能能在在捕捕捉捉视视频频信信息息的的同同时时获获得得伴伴音音。一一些些视视频频采采集集卡卡还还提提供供了了硬硬压压缩缩功功能能。视视频频采采集集卡卡还还能能提提供供许许多多播播放放效效果果,如如:冻冻结结、淡淡入入淡淡出出、旋转、镜像和
22、透明色等。旋转、镜像和透明色等。视频采集卡外观视频采集卡外观 声音采集声音采集24/107图图形形加加速速卡卡:工工作作在在CPUCPU和和显显示示器器之之间间,控控制制计计算算机机图图形形的的输输出出。通通常常图图形形加加速速卡卡是是以以附附加卡的形式安装在计算机的扩展槽中。加卡的形式安装在计算机的扩展槽中。IEEE1394卡卡:作作为为一一种种数数据据传传输输的的开开放放式式技技术术标标准准,通通常常用用于于数数码码设设备备的的数数据据传传输输。包包括括数数码码摄摄像像机机、高高速速外外接接硬硬盘盘、打打印印机机和和扫扫描描仪仪等等多多种种设设备备。标标准准的的IEEE1394接接口口可可
23、以以同同时时传传送送数数字字视视频频信信号号以以及及数数字字音音频频信信号号,相相对对于于模模拟拟视视频频接接口口,IEEE1394技技术术在在采采集集和和回回录录过程中没有任何信号损失。过程中没有任何信号损失。25/1073.信息获取设备信息获取设备 多媒体计算机必须配置一定的外部设备以多媒体计算机必须配置一定的外部设备以便获取多媒体信息,常见设备有便获取多媒体信息,常见设备有扫描仪、扫描仪、数码照相机、数码摄像机数码照相机、数码摄像机和和触摸屏触摸屏等设备。等设备。26/107 扫描仪扫描仪:是一种图形输入设备,由是一种图形输入设备,由光源、光源、光学镜头、光敏元件、机械移动部件和电子光学
24、镜头、光敏元件、机械移动部件和电子逻辑部件逻辑部件组成。组成。该设备主要用于对图片资料、该设备主要用于对图片资料、图形方式的文字资料等图形方式的文字资料等纸制材料纸制材料的的电子数据电子数据化化。平板扫描仪 馈纸式扫描仪 底片扫描仪 工程图纸扫描仪 类型有类型有:平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描平板扫描仪、馈纸式扫描仪、底片扫描仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪仪、工程图纸扫描仪和和和和鼓形扫描仪鼓形扫描仪鼓形扫描仪鼓形扫描仪等。等。27/107 扫描仪的主要参数扫描仪的主要参数 :光学分辨率光学分辨率:
25、指图像扫描过程中扫描仪本身在:指图像扫描过程中扫描仪本身在每英寸内所能识别图像的点数,即每英寸内所能识别图像的点数,即dpidpi(dots(dots per inch,per inch,每英寸数)。每英寸数)。色彩描述色彩描述:指扫描仪所能识别的色彩范围,一:指扫描仪所能识别的色彩范围,一般用像素的位数表示。普通中档平板扫描仪的般用像素的位数表示。普通中档平板扫描仪的色彩可达到每个像素色彩可达到每个像素2424位,即通常所说的位,即通常所说的2424位位真彩色。真彩色。灰度层次灰度层次:指图像亮度的层次范围,用级数表:指图像亮度的层次范围,用级数表示。级数越大,表明图像层次越丰富,一般分示。
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