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1、第十六章電腦多媒體,陳邦治編著旗標出版社,資電學院計算機概論F7810,2,本章重點,電腦多媒體(multimedia)是指可在電腦上以文字(text)、聲音(audio)、影像(image)或視訊(video)等多種不同型態來呈現所有的電腦多媒體訊息皆為數位格式，並可利用資訊技術來對電腦多媒體資料進行編輯、儲存及播放等動作不久以前，文字、聲音、影像或視訊等資料必須各自利用不同的媒介及設備來傳播，例如文字是利用書籍，聲音是利用錄放音機，影像是利用相片或圖片，而視訊則必須利用錄放影機與電視妥善利用電腦設備結合資訊技術便可在同一台電腦上對文字、聲音、影像或視訊等資料加以處理，並將這些不同型式的資料
2、整合形成多媒體資訊,3,大綱,文字媒體 聲音媒體 影像媒體 視訊媒體 電腦多媒體設備,3,3,4,文字媒體,文字是電腦所使用的最基本的媒體文字輸入的方式主要是利用鍵盤，也可以使用手寫輸入、光學字元辨識(Optical Character Recognition；OCR)或語音辨識等方式來輸入文字,5,手寫輸入,手寫輸入必須由使用者利用手寫筆在手寫板上書寫要輸入的文字，此時會由手寫辨識軟體來辨識手寫的文字，辨識完成後會將手寫文字轉換成數位格式文字檔手寫輸入的限制是使用者必須先經過訓練，手寫辨識軟體才會有比較高的辨識率常見的手寫辨識軟體有蒙恬手寫辨識系統、漢王手寫辨識系統等,6,光學字元辨識輸入,
3、光學字元辨識輸入文字的步驟敘述如下準備好要輸入的文字資料之紙本文件，此紙本文件上的文字必須是印刷字體利用掃描器將紙本文件掃描成影像檔使用電腦設備及OCR軟體將影像檔轉換為數位格式的文字檔常用的OCR軟體有丹青文件辨識系統、丹青名片辨識系統、蒙恬認識王及蒙恬名片通訊王等軟體,7,語音辨識輸入,語音辨識輸入必須使用電腦、語音辨識軟體及麥克風等設備使用者可透過口說方式將語音資料轉換為數位格式的文字檔語音辨識最大的限制是使用者必須先經過訓練，讓語音辨識系統熟悉使用者說話的習慣例如速度快慢及發音等習慣，才能有較高的辨識度。因為幾乎所有人都會說話，所以語音辨識將來會成為主流輸入法微軟已在新一代的作業系統W
4、indows Vista，內建語音辨識功能,8,聲音媒體,聲音的形成是由聲源發出聲波後，經由傳遞介質來傳播聲音的強度會隨著傳播的距離的增長而變小,9,聲波格式,若要將類比格式的聲波，例如人類說話的聲音，轉換成數位格式來儲存，便必須要經過將類比格式轉換為數位格式聲音資料的過程,聲音波形,10,決定數位格式聲音資料品質的因素,取樣頻率 單位為赫次(Hz)，代表每秒鐘對聲音資料取樣的次數。取樣的次數愈多，聲音資料的品質愈佳，但相對地資料量也會愈大 若取樣頻率為128 K Hz代表每秒鐘對聲音資料取樣的次數為1281000次 取樣大小 對聲音資料執行取樣的動作時，每次取樣動作所使用的位元數稱為取樣大小
5、。使用的位元數愈高，聲音資料的品質愈佳，但相對地資料量也會愈大 若取樣大小為16 個位元，則代表每個取樣會以16 個位元來表示，因為216=65536，代表共有65536種可能,11,音樂、CD、收音機取樣頻率及取樣大小,12,聲音媒體種類,聲音媒體可分為語音、音樂及音效三種語音的輸入方式是利用麥克風、音效卡與相關軟體音樂的輸入方式是直接使用CD音樂光碟的資料或將其他音樂處理設備例如錄放音機連結至電腦，再利用相關軟硬體設備將類比聲音格式轉換成數位聲音格式音效則是以音效製作機或其它方式來錄製後輸入電腦,13,常用的聲音格式-MIDI,MIDI的全名為Musical Instrument Digi
6、tal Interface(樂器數位介面)MIDI是指一種協定，透過MIDI協定可讓不同設備連結而成一個音樂系統並可相互交流溝通依據MIDI協定製作的樂器稱為MIDI樂器，依據MIDI協定創作的音樂則稱為MIDI音樂或合成音樂MIDI音樂的副檔名為.mid或.midiMIDI的檔案所佔空間不大，1分鐘的MIDI檔大約只佔10 K bytes的空間Windows Media Player支援MIDI格式的播放,14,常用的聲音格式-WAV,WAV是由微軟所提出的聲音規格，適合用來作為高音質要求的聲音之儲存格式WAV是透過取樣的方式來記錄聲音，若取樣頻率愈大便愈逼真，但所需空間也就愈大WAV音樂的
7、副檔名為.wavWindows Media Player支援WAV格式的播放,15,常用的聲音格式-MP 3,對原始檔案執行壓縮(compress)動作後得到的結果稱為壓縮檔案，若壓縮檔案可完全解壓縮(decompress)成原始檔案，則此壓縮法稱為非耗損性壓縮方法；但若壓縮檔案無法完全解壓縮成原始檔案，則此壓縮法稱為耗損性壓縮方法MP 3檔案為對WAV聲音檔案採用耗損性壓縮方法後所得到的聲音檔案MP 3檔案的壓縮比大約為10:1。雖然MP 3檔案有高壓縮比，但是人耳很難分辨出WAV聲音檔案與MP3 聲音檔案的差別MP 3檔案的副檔名為.mp3，有多種MP 3播放器可供選擇Windows Me
8、dia Player也支援MP 3格式的播放,16,常用的聲音格式-RealAudio,由RealNetworks所提出的聲音格式，RealAudio檔案的副檔名為.ra，RealPlayer支援RealAudio格式的播放RealAudio支援串流技術(streaming)，適合線上播放串流技術允許資料可部份下載後即可播放，不需等待資料完整下載目前較高階的手機、PDA等行動裝置均提供RealPlayer軟體供RealAudio檔案播放使用,17,常用的聲音格式-WMA,由微軟所提出的聲音格式，比MP 3格式具有更好的聲音品質及壓縮比，並支援串流技術WMA檔案的副檔名為.wma，Windows
9、 Media Player支援WMA格式的播放支援數位版權管理(Digital Right Management；DRM)功能,18,影像媒體,影像的來源可分為三類，分別是圖畫、照片(photo)及幻燈片(slides)數位影像的取得可透過掃瞄、數位相機或數位攝影機等多種設備來取得數位影像,19,20,像素(pixel),像素是構成影像的基本單位。利用一個像素來表示一個顏色，很多代表不同顏色的像素便可構成一幅影像利用像素來構成一幅影像就像是利用小圖塊構成拼圖一樣，不同之處是像素比小圖塊小很多，除非將影像放大到一定程度，否則很難利用肉眼來分辨出不同像素顏色的差異,21,像素(cont.),22,
10、影像尺寸(size),影像尺寸由影像的水平方向像素數目垂直方向像素數目來表示。例如1280800、1024768或800600若影像尺寸為1280800則代表為了表示該影像所使用的像素總數為12808001,024,000若有三個設定為不同解析度的螢幕，螢幕解析度分別設定為1280800、1024768及800600，此時若影像尺寸為1024768，則此影像在解析度為1280800的螢幕上將只佔用螢幕的一部份，若在解析度為1024768的螢幕上將佔用全螢幕，若在解析度為800600的螢幕上將超出螢幕的顯示範圍,23,影像類型(type),影像的類型可分為黑白影像(binary image，bi
11、-level image)灰階影像(grayscale image)索引色影像(indexed color image)RGB彩色影像(RGB color image),24,黑白影像,在黑白影像中每個像素只有黑跟白兩種可能顏色，因此每個像素只須使用一個位元,25,灰階影像,灰階影像可以使用不同明暗程度的黑、白兩種顏色來表現資料，但無法表示彩色的資料。通常灰階影像中每個像素會使用一個位元組，因此可有28256種不因明暗程度的表示法,灰階影像,黑白影像,26,索引色影像,索引色影像是利用調色盤(color palette)來產生每個像素對應的顏色若調色盤為256色則代表每個像素對應的顏色可能有2
12、56種，即每個像素會使用一個位元組的空間索引色影像可將原本RGB彩色影像中的每一個像素的顏色利用調色盤中最近似的色彩來替代，如此一來便可降低RGB彩色影像所需的儲存空間,27,RGB彩色影像,在RGB彩色影像(或稱為全彩影像)中使用了紅、綠與藍三個顏色(一個顏色使用一個位元組)依不同的比例來混合產生所有可能的顏色，因此一個像素必須利用三個位元組來表示256色的索引色影像與RGB彩色影像呈現在電腦螢幕上的差異人眼不易識別，但256色的索引色影像比RGB彩色影像所使用的空間少了許多,28,影像儲存空間(space),儲存空間是指影像所佔用的記憶體大小假設影像尺寸wh且像素所需要的儲存空間為n個位元
13、，則影像儲存空間whn若影像為黑白影像則n1，若影像為灰階影像則n8，若影像為16色的索引色影像則n4，若影像為256色的索引色影像則n8，若影像為全彩影像則n24,29,範例,若有一張256色的索引色影像，影像尺寸為640480，請問共需要多少記憶體空間才能儲存此影像？(A)640480256 bytes(B)80608 bytes(C)640480 bytes(D)8060 bytes。解：C,30,影像解析度(resolution),影像解析度的單位為PPI(Pixel Per Inch)，代表每英吋所含的像素數量解析度的高低與影像列印尺寸有關並會影響影像的列印品質若影像解析度愈高，則影
14、像列印品質愈佳；若影像解析度愈低，則影像列印品質愈差影像列印尺寸、影像尺寸及影像解析度之間的關係如以下公式：影像列印尺寸=影像大小/影像解析度,31,範例,一張800600的RGB全彩影像，若影像解析度為300 PPI，則其列印尺寸為 800/300600/3002.672平方英吋,32,檔案格式(image format),常見影像檔案格式BMP(bitmap)GIF(Graphics Interchange Format)JPG(Joint Photographic Experts Group)PNG(Portable Network Graphics)TIF(Tagged Image F
15、ile Format)RAWUFO,33,影像檔案格式-BMP,BMP是微軟所提出的影像檔案格式，主要的目的是希望能在Windows平台上讓各種不同的軟體間可共用同一種影像格式BMP格式最大的問題是無法支援RGB全彩影像的壓縮，因此BMP的影像檔案通常都較大，比較不適合在網路上傳輸使用BMP檔案的副檔名為.bmp,34,影像檔案格式-GIF,GIF影像檔案最多只能儲存256種顏色，所以若要以GIF格式來儲存影像必須要先將影像的顏色數目調整為256種以下，例如黑白、灰階、16色或256色影像因為GIF格式提供透明圖、交錯圖及動畫製作功能，因此普遍被使用在網頁設計用途GIF檔案的副檔名為.gif,
16、35,GIF檔案範例,36,影像檔案格式-JPG,JPG影像檔案是利用壓縮比很高耗損性壓縮方法所產生並支援RGB全彩影像的壓縮JPG格式的影像壓縮比可達100以上，但是畫質依然逼真，所以非常適合在網路上傳輸使用目前市售的數位相機內定的相片檔案格式多是JPG格式。JPG檔案的副檔名為.jpg、.jpe或.jpeg。,37,影像檔案格式-PNG,PNG格式與GIF格式，不同點為PNG格式可支援RGB全彩影像，但未提供動畫製作功能由於使用PNG格式不像使用GIF格式可能會牽涉到權利金支付問題，因此PNG格式被視為是GIF格式的替代技術PNG檔案的副檔名為.png。,38,影像檔案格式-TIF,TIF
17、格式為標準影像格式，適合跨平台使用。TIF格式影像品質佳適合作為輸出用途影像的存檔格式TIF格式支援黑白、灰階、16色、256色或RGB全彩影像類型TIF檔案的副檔名為.tif或.tiff,39,影像檔案格式-RAW,RAW檔案為中高階數位相機所提供的一種影像檔案格式一般的影像檔案都會先經過色彩平衡或曝光補償等動作後再儲存RAW檔案是直接抓取影像感測元件上的原始資料來儲存，若要作色彩平衡或曝光補償等動作可再利用軟體來處理RAW檔案即可使用RAW格式具較節省記憶體空間及相片拍攝速度較快等優點,40,RAW檔案範例,41,影像檔案格式-UFO,UFO格式為PhotoImpact軟體所專用之影像檔案
18、格式UFO格式的特性是保留了PhotoImpact軟體中物件的相關設定資料，若將來對 UFO檔案要執行修改動作時，可以提供較完整的資料,42,視訊媒體,視訊是指將聲音及連續影像以同步的方式來播放利用眼睛具有視覺暫留的特性，在很短的時間內，透過影像的連續播放，達到動畫般的效果通常只要每秒連續播放12張影像就會具有動畫效果,43,視訊規格,目前主流的視訊規格有以下二種NTSC每秒需連續播放30張影像台灣及北美地區採用 PAL每秒需連續播放25張影像歐洲地區採用,44,常見的視訊格式,常見的視訊格式AVI(Audio Video Interleave)WMV(Windows Media Video)
19、MPEG(Moving Picture Experts Group)QuickTimeSWF,45,常見的視訊格式-AVI,AVI是由微軟公司在早期所提出的視訊規格AVI規格會使檔案佔用較大的空間，所以不適用於網路傳輸使用,46,常見的視訊格式-WMV,WMV是由微軟公司所提出的視訊規格WMV規格支援串流技術並具高壓縮率，因此使用率很高,47,常見的視訊格式-MPEG,MPEG規格具有200：1的高壓縮率，因此使用率很高MPEG視訊壓縮的原理 在連續的3張圖片中，蜜蜂的位置與姿勢都不相同，但是背景的花朵不論是數目或是顏色等特徵都是固定不變的。在執行視訊壓縮動作時，只須儲存連續畫面間不同的地方，
20、而不必儲存整個畫面，因此可以有很高的壓縮率,48,常見的視訊格式-QuickTime,QuickTime是由Apple公司所提出的視訊規格QuickTime規格支援串流技術，普及度也高，適用於網際網路應用,49,QuickTime視訊格式範例,50,常見的視訊格式-SWF,SWF 為FLASH軟體所使用的動畫規格,51,電腦多媒體設備,電腦多媒體設備可分為軟體及硬體二類硬體的設備可大致分為多媒體電腦主機、輸入設備、輸出設備、儲存設備及介面設備共五類早期的電腦會依是否能處理多媒體資料，而分為一般電腦與多媒體電腦二種因為目前的電腦大多具備了處理基本多媒體資料的能力，因此很少人會再做這樣的分類,52
21、,輸入設備分類,53,輸出設備,輸出設備基本上為喇叭及螢幕最常用的儲存設備則為硬碟及光碟片(CD光碟或DVD光碟),54,介面設備,執行多媒體資料的輸入、輸出及儲存等動作時可能必須將原本類比式的訊號轉換成數位式的訊號，此時便需要介面設備的協助才能順利完成上述轉換工作常用的介面設備有音效卡(sound card)及視訊擷取卡(video capture card)二種音效卡是用來處理聲音資料，包含聲音資料的數位化、播放、編輯與儲存工作視訊擷取卡則是用來處理視訊資料，包含視訊資料的數位化、擷取、播放、編輯、壓縮與儲存工作,55,電腦多媒體軟體,電腦多媒體軟體提供了對電腦多媒體資料編輯、加入特效、文字說明、配樂、錄音旁白等功能常見的多媒體軟體Nero、Movie Maker、會聲會影、威力導演、PhotoShop、PhotoImpact、CoreDraw、AutoCAD、3D Max、CloneDVD、Flash,
