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1、2022年11月24日,第7章,多媒体技术及其应用,本章主要介绍多媒体技术及其应用，包括多媒体、超媒体、超文本的概念，视频、音频等各种媒体技术及综合应用技术。 通过学习，初步掌握多媒体技术及其应用，了解超文本、超媒体的组成和虚拟现实等多媒体应用。,本章重点及教学目标,7.1 多媒体,媒体:媒体(Media)是指承载或传递信息的载体。 在计算机领域中，媒体一方面是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；另一方面是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像。多媒体:多媒体就是运用多种方法、以多种形态传输信息的 介质或载体。例如:电影、电视都是很好的多媒体例子。 一般所说的“多媒体
2、”不仅指多种媒体信息本身，而且还指处理和应用多媒体信息的相应技术。因此，在计算机世界里“多媒体”常被当作“多媒体技术”的同义词。,7.1多媒体,感知媒体：通过视觉、听觉和嗅觉来感知周围的信息。存储媒体：存储多媒体信息的一个数据载体。传输媒体：信息在有线媒体或无线媒体连接的网络上传输。 媒体的表示:媒体的内部表示：计算机内部表示多媒体信息的方法。媒体的外部表示：输入输出多媒体信息的工具和设备。,媒体的分类：,7.1多媒体,几种媒体形式,图图形和静止图像,文文本,声声音,像动画和运动图像,天空、白云、海洋、空气,媒体的多样性：文本、声音、图形、图像、动画和视频等。技术的集成性：新的软件和硬件技术，
3、并将不同性质的设备和信息媒体集成为一体，以计算机为中心综合处理各种信息。处理过程的交互性：交互性使得人们更加具有主动性和可控制性。信息的共享性：计算机网络/通信实现多媒体信息的共享和分发。 信息量大。,多媒体系统的特征,多媒体系统的组成,多媒体硬件系统：支持多媒体信息交互处理所需的硬件设备，如大容量内存、声卡、CD-ROM或DVD-ROM驱动器、显卡、视频卡以及显示器、扫描仪、数码相机、摄像机等。多媒体操作系统：提供程序执行的工作环境，如Windows 98/2000/XP/7/8等。多媒体创作工具：开发多媒体应用程序的软件系统，如Powerpoint、Photoshop图像处理、Flash动
4、画制作、Authorware等。多媒体应用系统：与特定多媒体应用有关的应用程序和设备，如CD播放器、录音机、支持VCD的豪杰超级解霸、Realplayer等。,多媒体计算机系统组成,多媒体计算机的接口与设备,多媒体的数据的表示与存储技术；多媒体数据的存储设备与技术；多媒体创作和编辑与工具；多媒体的应用开发。,多媒体技术与应用,多媒体文档文档：由一组不同形式媒体组成的结构化信息体。 多媒体文档：由至少一个连续媒体和一个离散媒体组成的文档。连续媒体：视频(动态图像)、音频（声音、音乐等）等与时间相关的数据。离散媒体：静态文字、图片等与时间无关的数据。通过工具软件，例如编辑器、桌面出版程序等，可以操
5、纵多媒体文档的数据。,7.2 超文本与超媒体,多媒体数据的操纵工具软件： 编辑器桌面出版程序其他文本处理程序,多媒体数据的操纵,超文本系统：通过指示器连接非线性的基本信息单元不同信息单元的数据可以由一个或多个媒体表示。多媒体系统：包含连续和离散编码的信息。例如，在视频会议应用中，同时传输文档处理程序产生的文本（离散）和图像（连续），就是一个多媒体应用系统。超媒体系统：包括超文本系统的非线性信息链和多媒体系统中的连续和离散媒体。,超文本与超媒体的概念,超文本：Windows中的“帮助”使用了超文本的方式。 超媒体：MP3网站上的音乐，娱乐网站的视频（电影）。,超文本与超媒体举例,存储层：又称数据
6、库层，涉及所有存储数据的问题。超文本抽象机：该层以存储层在分布式环境中存储的多媒体数据的数据库功能为基础，决定超文本系统的结点和链的基本特征，记录结点之间的链接关系以及相关链的属性。表现层：又称用户界面层，它根据给定的结构和用户所期望的显示，决定了超文本系统的人机交互界面、信息的表现方式、交互操作方式以及浏览导航方式。,超文本系统的体系结构,结点：结点是超文本中的信息单元，是围绕某一特殊主题组织起来的数据集合。如文本、图形、图像、动画、视频和音频、计算机程序等。表现型：表现型结点用于记录各种媒体信息。组织型：组织型结点用于组织并记录各结点间的连接关系，是连接超文本网状结构的纽带。,结点与同步,
7、同步：多媒体系统中的同步指的是，多媒体系统中媒体对象之间的时间关系点为超文本中的信息单元，是围绕某一特殊主题组织起来的数据集合。系统中各媒体在不同的通信路径上传输，将分别产生不同的延迟和损耗，造成媒体之间协同性的破坏，为了解决声音、图像、文字等多媒体信息的时空同步问题。媒体同步是一个关键问题。,结点与同步,指示器是一个超文本网状结构的边或链。 简单指示器：链接超文本网状图中的两个结点，但不包含任何其他信息。链接指示器：除了链接两个结点外，还包含进一步的信息。例如作者和创作日期。隐式指示器：结点之间的关系由超文本系统自动设立，创作者只需根据需要编制设立指示器的算法。显式指示器：指作者创建的固定的
8、所有链接。,指示器,多媒体技术是一种将文字、声音、图像、动画、视频与计算机集成在一起的技术，而不是指多种媒体本身。定义：利用计算机把文本、声音、图形、图像、动画和视频等多种媒体进行综合处理，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统。,7.3多媒体技术,文本信息的数字化 图形信息的数字化 图像信息的数字化 音频信息的数字化 动画信息的数字化 视频信息的数字化,多媒体信息的数字化,文本信息的数字化,文本（Text）由字符型数据（数字、字母、符号、汉字等）组成，文本信息的数字化主要是对文本信息在计算机中的表示进行统一的二进制编码。,图形信息的数字化,矢量图形 矢量图形是用一组指令集合来描述
9、图形的内容 。,矢量图形（左）和点阵图形（右）,图像信息的数字化,图像的数字化 数字图像（Image）由多媒体设备获取，这些多媒体设备按照计算机能够接受的格式，对自然图像进行数字化处理，然后通过多媒体设备与计算机之间的接口传输到计算机，并且以文件的形式存储在计算机中。,图像的色彩深度,不同色彩深度的图像,图像信息的数字化,图像文件格式BMP格式 TIF格式 JPG格式 GIF格式 PNG格式,图像信息的数字化,音频信息的数字化,音频信号的数字化处理,音频文件的格式 音频文件可分为： 波形文件（如WAV、MP3音乐） 音乐文件（如手机MIDI音乐）两大类,音频信息的数字化,动画信息的数字化,动画
10、的类型 动画（Animation）是多幅按一定频率连续播放的静态图像。帧动画是由多帧内容不同而又相互联系的画面，连续播放而形成的视觉效果。矢量动画是一种纯粹的计算机动画形式。变形动画是把一个物体从原来的形状改变成为另一种形状，在改变过程中，把变形的参考点和颜色有序地重新排列，就形成了变形动画。,三维动画（1） 建模。（2） 材质。（3） 动画。,基于三角形面和四边形面形成的立体模型,动画信息的数字化,视频信息的数字化,模拟视频标准 目前国际上流行的视频制式标准分别为：NTSC（美国国家电视标准和员会）制式 PAL（隔行倒相）制式 SECAM制式。,模拟视频信号数字化 NTSC制式和PAL制式的
11、电视是模拟信号，计算机要处理这些视频图像，必须进行数字化处理。 模拟视频信号的数字化一般采样以下方法： (1) 复合数字化 (2) 分量数字化,视频信息的数字化,音频技术用于处理声波，它涉及编码、录音机或数字音频磁带上的存储以及音乐和语音的处理。音频的文件格式：WAV文件：又称波形文件，Microsoft公司的音频文件格式。VOC文件：是Creative公司波形音频文件格式，声霸卡常使用该格式。RMI文件：MIDI是数字化乐器接口，是一种将电子乐器与计算机相连接的标准，RMI文件是Microsoft公司的MIDI文件格式Windows 98/2000/XP中的“Windows Media Pl
12、ayer”提供音频操作的功能。它可以播放多种多媒体文件。,音频技术,多媒体技术,图像是一个对象的立体表现，它可以是两维或三维的景色。 数字图像的表示：数字图像用矩阵表示，矩阵中每个元素值表示图像的一个像素。黑白图像：由0或1表示。具有灰度或彩色的图像，每个像素需要多位二进制表示。 图像的格式：BMP格式：一种与设备无关的图像文件。GIF格式：Compu-Serve公司为制订彩色图像传输协议所开发。TIFF格式：Alaus和Microsoft公司为扫描仪和桌面出版系统研制所开发。PCX格式：Zsoft公司研制开发的，主要与商业性PC-Paint brush图像软件一起使用。TGA格式：Truev
13、ision公司用于Targe和VISTA图像获取电路板中的TIPS软件。,图像,图形的表示：用直观的位图形式显示。图形的格式：图形格式通过图形的基本元素和属性来表示。 基本元素：线、矩形、圆和椭圆属性：表示诸如线的风格、宽度和色彩等影响图形输出效果的内容,图形,计算机视频：计算机的视频格式与视频媒体的输入输出设备有很大的关系，多媒体计算机中常用的有MPG、AVI以及AVS。MPG是ISO/1993年8月1日正式颁布的国际标准，即MPEG。AVI和AVS是Intel和IBM公司共同研制开发的数字视频交互系统的动态图像文件格式。 计算机动画：计算机使用图形软件工具所完成的具有视觉效果的动画。它一般
14、也是以视频的方式进行存放，最常用的文件格式就是AVI。,视频和动画,压缩数据是对数据重新进行编码，以减少所需要的存储空间，缩短信息传输的时间.当需要使用这些数据时,则需要通过“解压缩”的过程来还原。 压缩方法：有损编码和无损编码。静态图像压缩编码的国际标准：连续色调、多级灰度、静止图像的JPEG数字压缩编码方法。运动图像压缩编码的国际标准：MPEG。,可以安装压缩软件：WinRAR实现对文件的压缩与解压。,多媒体数据压缩技术,7.4多媒体通信系统技术,多媒体通信：通过已存在的网络,传输压缩的数字图像和声音信号。 电视会议 可视电话 IP电话,声音的制作 多媒体技术的特点是对声音、文字和图像等多
15、种媒体信息进行综合式交互处理。声音则是多媒体信息的重要组成部分之一，是多媒体技术研究中的一个重要内容。它能与文字、图像等一并传递信息。今天的多媒体计算机早已不像以前，通过语音识别技术，它可以听懂人们说话；通过音乐合成技术，它可以唱歌。,7.5 多媒体创作工具,计算机上常用的声音文件格式 MIDI格式文件 ( 美国 CakeWalk公司的CakeWalk pro) WAV格式文件 MP3格式 RM格式 CD-DA(Compact Disk-Digital Audio)格式,7.5 多媒体创作工具,图形、图像处理软件主要包括桌面出版、图像编辑和绘图程序。 桌面出版程序：允许用户混合文本和图形创建具
16、有专业水准的出版物。常用的桌面出版程序包括Adobe FrameMaker、Adobe PageMaker、QuarkXpress以及北大方正。,图形与图像制作,7.5 多媒体创作工具,图像编辑程序:用于创建和修改位图（bitmap）图像文件，当前使用的多数图像编辑程序具有对不同图像文件格式进行自动转换的功能，流行的图像编辑器有Adobe Photoshop、Corel Photo以及Macromedia xRes。绘图程序：用于修改矢量图形、图像，常用的绘图程序有Adobe Illustrator、CorelDraw、Macromedia FreeHand以及Micrografx Desig
17、ner。,图形与图像制作,7.5 多媒体创作工具,图形、图像的数字化是对所要处理的画面的每一个象素进行采样，并且按颜色和灰度进行量化，得到图形、图像的数字化结果。,1. 位图（点阵）图像,位图由一个矩阵描述，矩阵中的元素对应图像中的点，而相应的值对应于该点的灰度（或颜色）等级。该元素称为像素，与显示器上的显示点一一对应，简称位图图像。,位图,sd (Photoshop生成格式） bmp (Windows位图格式） GIF格式 JPG格式、 TIFF格式、 PCX格式,2.计算机上常用的位图文件类型,位图,3. 矢量图形,矢量图指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。它不
18、直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过程及方法。,.max（用3D MAX生成三维造型）.dxf（用于CAD）.wmf（用于桌面出版）.c3d (用于三维文字)、.cdr（CoralDraw矢量文件）。.swf,4. 计算机上常用的矢量图形文件类型,矢量图形,计算机3D动画：是利用计算机在其二维的屏幕上通过视角的转换显示出三维的虚拟真实效果。计算机3D动画软件：简单的有Lightwave和3DSMax，而具有专业水准的有Maya、Softimage(下一版本称为Sumatra)以及Hunidi。,动画制作,在计算机上通过视频采集设备捕捉下来的录像机、电视等视频源的数字化信息称为数字视频信
19、息，相应的数字化文件称为视频文件。 动画是直接使用计算机制作出来的，不存在模拟到数字的转换问题，所以它不属于数字视频。,视频处理,视频和动画的区别,多媒体演示文稿：PowerPoint。视频影像处理：处理影视作品有对媒体和时间两个方面的要求，Adobe Premiere是众多影视处理软件中最具代表性的软件。多媒体图文：Authorware是一套多媒体制作软件，其高效的多媒体管理机制和丰富的交互方式，尤其适合制作多媒体辅助教学（CAI）课件。Web站点设计：是一种交互式的多媒体通信形式 ，设计包括整体内容、内容分解以及联系。Web创作软件：Adobe PageMill、Corel WebSite
20、 Builder、Microsoft Frontpage以及其他多媒体创作软件。,其他多媒体制作软件与Web创作,HTML与DHTML(超文本标记语言) JAVA ASP PHP XML,多媒体编辑语言,Windows XP中的多媒体附件,1. 录音机,2. 媒体播放机,3. 音量控制器,虚拟现实，又称虚拟环境，它不仅可以模拟现实的世界，更重要的是它将通过计算机虚拟出我们梦想中的天堂，人们将有广阔的虚拟空间，在其间娱乐生活。实现虚拟现实的方法： QucikTime VR：通过对现场中360全方位图像的摄取、程序无缝拼接、视角变形以及热点设定，给浏览者展现一个三维的空间。VRML：是一种虚拟漫游
21、的方式，通过语言来描述场景中各种元素，构建一个真正的三维空间，模拟现实中的各种事件。,虚拟现实技术,1988年图灵奖获得者Ivan Edward Sutherland，完成博士论文课题“三维的交互式图形系统”并成功开发了著名的Sketchpad人机通信系统。 Sketchpad的成功奠定了Sutherland作为“计算机图形学之父”的基础，并为计算机仿真、飞行模拟器、CAD/CAM、电子游戏等重要应用的发展打开了通路。,图灵奖获得者,多媒体技术是一门迅速发展的新兴技术，许多概念还在扩充、深入和更新。本章从基础内容出发，介绍了多媒体技术的基本概念、基本应用环境和基本技术，同时描述了多媒体的主要应用、超文本和超链接以及虚拟现实技术。在后续的课程中，将进一步学习多媒体技术的有关理论、多媒体操作系统、多媒体数据库技术、计算机图形学原理、多媒体设备以及怎样利用各种工具软件设计多媒体应用程序，尤其是将学会创作一个图文并茂的Web网站。,本章小结,理论作业:一、简答题 （15） 二、选择题（15）（P260）,作 业,谢 谢 !,
