1.3 多媒体技术简介
多媒体技术的特点及作用
多媒体技术的特点及作用多媒体技术的特点及作用一：概述多媒体技术是指利用计算机技术集成音频、视频、图像等多种媒体形式的技术。
它具有以下几个特点：1.1 综合性多媒体技术可以集成多种媒体形式，例如音频、视频、图像等。
通过对多种媒体的处理和融合，可以实现丰富多样的表达方式。
1.2 可交互性多媒体技术可以实现用户与系统之间的双向交互。
用户可以通过键盘、鼠标等输入设备与多媒体系统进行实时交互，从而增强用户的参与感和体验效果。
1.3 可扩展性多媒体技术可以轻松扩展到不同的平台和设备上，例如计算机、移动设备等。
同时，多媒体技术也可以与其他领域的技术进行结合，进一步提升其应用的灵活性和创新性。
二：多媒体技术的作用2.1 教育领域多媒体技术在教育领域发挥着重要作用。
通过多媒体技术，可以将教学内容以丰富多样的形式呈现给学生，并提供交互式学习环境，激发学生的学习兴趣和主动性。
2.2 娱乐领域多媒体技术在娱乐领域有着广泛的应用。
通过多媒体技术，可以实现电影、游戏、音乐等娱乐内容的创作、编辑和播放，为人们提供丰富多彩的娱乐享受。
2.3 广告宣传领域多媒体技术在广告宣传领域具有重要作用。
通过多媒体技术，可以制作出生动有趣的广告内容，吸引消费者的注意力，提高广告效果和市场竞争力。
2.4 艺术创作领域多媒体技术在艺术创作领域发挥着重要作用。
通过多媒体技术，可以实现音乐、舞蹈、绘画等艺术形式的创作和表演，拓宽了艺术创作的边界和表达手段。
2.5 信息传播领域多媒体技术在信息传播领域扮演着重要角色。
通过多媒体技术，可以实现信息的快速传递和广泛传播，提高信息的可视化和可理解性，增强人们对信息的接受和记忆。
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法律名词及注释：1. 版权：指对原创作品所享有的法定权利。
根据相关法律规定，原创作品的著作权归创作者所有，其他人需经创作者授权方可使用。
2. 数字版权管理：指通过技术手段对数字内容进行加密、水印等处理，以保护数字内容的版权及使用权的管理。
1.3 多媒体的关键技术
1.3 多媒体的关键技术在开发多媒体应用系统中，要使多媒体系统能交互地综合处理和传输数字化的声音、文字、图像信息，实现面向三维图形、立体声音、彩色全屏幕运动画面的技术处理和传播的效果，它的关键技术是要进行数据压缩、数据解压缩、生产专用芯片、解决大容量信息存储等问题。
1.3.1 视频音频数据压缩／解压缩技术研制多媒体计算机需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文、图信息。
由于数字化的图像、声音等媒体数据量非常大，致使在目前流行的计算机产品，特别是微机系列上开展多媒体应用难以实现。
例如，未经压缩的视频图像处理时的数据量每秒约28MB，播放一分钟立体声音乐也需要100MB存储空间。
视频与音频信号不仅需要较大的存储空间，还要求传输速度快。
因此，既要对数据进行压缩和解压缩的实时处理，又要进行快速传输处理。
这对目前的微机来说无法胜任。
因此，必须对多媒体信息进行实时压缩和解压缩。
如果不经过数据压缩，实时处理数字化的较长的声音和多帧图像信息所需要的存储容量、传输率和计算速度都是目前PC机难以达到的和不经济实用的。
数据压缩技术的发展大大推动了多媒体技术的发展。
目前的研究结果表明，选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/2~1/10，图像数据量压缩到原来的1/2~1/60。
数据压缩理论的研究已有40多年的历史，技术日趋成熟。
如今已有压缩编码／解压缩编码的国际标准JPEG和MPEG，并且已经产生了各种各样针对不同用途的压缩算法、压缩手段和实现这些算法的大规模集成电路和计算机软件。
1.3.2 多媒体专用芯片技术专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。
因为，要实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和播放处理，需要大量的快速计算。
而实现图像的许多特殊效果(如改变比例、淡入淡出、马赛克等)、图形的处理(图形的生成和绘制等)、语音信号处理(抑制噪声、滤波)等等，也都需要较快的运算和处理速度。
多媒体技术基础知识
2、存储容量大小
图像是由一些排成行列的像素组成 的，在计算机中的存储格式有BMP、TIF 、GIFD等。一般数据量比较大。除了可 以表达真实的相片，也可以表现复杂绘 画的某些细节，具有灵活和富于创造力 等特点。在打印输出和放大时，容易发 生失真。
图形也称矢量图文件中只记录生成图的 算法和图上的某些特征点，容易进行移动 、缩放、旋转和扭曲等变换，主要用于表 示线框型的图画、工程制图、美术字等。 常用的矢量图文件有3DS（用于3D造型） 、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版 ）等。图形只保存算法和特征点，相对于 位图的大数据量来说，它占用的存储空间 也比较小。但是显示速度没有图像快，打 印输出和放大时，质量较高不会发生很大 失真。
1.1多媒体技术的形成和发展
一、什么是多媒体？（理解） 文本、声音、图形、图象和动画等是
信息的载体，其中两个或多于两个的组合 构成了多媒体。
多媒体技术内容：（理解）
多媒体技术：运用计算机综合处理多 媒体信息（文本、声音、图形、图像等） 的技术，包括将多种信息建立逻辑连接， 进而集成一个具有交互性的系统等等。
有损压缩：利用人的视觉特性使解压缩后 的图像看起来与原始图像一样。 压缩比高 如：预测编码、变换编码、 模型编码及混合编码等。
二、视频信号压缩编码的标准
JPEG静止图像压缩算法 MPEG运动图像压缩算法
视频压缩方式（补充）：
Micosoft Video1:使用8位有损压缩方 法压缩模拟视频。它压缩后的动画尺 寸大，而且在进行渐变色处理时会出 现条纹。
编码过程
（1）将信源符号按概率递减顺序排列；
（2）把两个最小的概率加起来，作为新符 号的概率；
（3）重复（1）和（2），直到概率和达到1 为止；
多媒体技术概述整理
集成性 交互性
同步性！
Multimedia: Computing, Communications & Applications
1.1.3 多媒体的概念
2003.9
在分布式多媒体通信系统中，信息的交换是伴随着连续媒体和离散媒体数据的传输产生的 传输媒体的信息类型的差异使得数据流间的特征差异很大 在计算机通信相交互领域中有三种传输模式 异步传输模式(ATM, Asynchronous Transmission Mode) 同步传输模式(STM, Synchronous Transmission Mode) 等时传输模式(ITM, Isochronous Transmission Mode)
多媒体系统必须包括连续媒体，同时为处理离散媒体，引入重要的时间边界条件(通过连续媒体)，但这些条件直到现在才在计算机中得到使用。
Multimedia : Multi ＋ Medium Multi- : [lat. : much] many; much; multiple Medium : [lat. : middle] An intervening substance through which something is transmitted or carried on; A means of mass communication such as newspaper, magazine, or television. [from American Heritage Electronic Dictionary, 1991]
以其他时间间隔形式传输的数据称为非周期数据流
Multimedia: Computing, Communications & Applications
《多媒体技术应用》知识点
《多媒体技术应用》知识点多媒体技术应用知识点：1. 多媒体技术概述1.1 多媒体技术的定义- 多媒体技术是指将文字、图形、声音、图像、动画等多种媒体元素融合在一起，通过计算机等技术手段进行处理和展示的技术。
1.2 多媒体技术的发展历程- 20世纪80年代初，多媒体技术开始兴起，并逐渐发展成为一种重要的信息传播方式。
- 随着计算机性能的提升和互联网的普及，多媒体技术在互联网领域得到广泛应用。
1.3 多媒体技术的应用领域- 媒体娱乐领域：音乐、电影、游戏等- 教育领域：教学课件、网络课堂等- 广告传媒领域：电视广告、网络广告等2. 图像处理技术2.1 数字图像的表示和压缩- 图像的表示：常见的图像表示方法有位图和矢量图。
- 图像的压缩：图像压缩是指通过减少数据量来减小图像文件大小的过程，主要有有损压缩和无损压缩两种方法。
2.2 图像的处理方法- 图像的变换：包括缩放、旋转、镜像等- 图像的增强：包括对比度增强、锐化、颜色平衡等- 图像的滤波：包括平均滤波、中值滤波、高通滤波等3. 声音处理技术3.1 声音的数字化表示- 声音信号的采样和量化- 声音信号的编码和解码3.2 声音的处理方法- 声音的合成：包括乐器音频、人声模拟等- 声音的增强：包括噪声消除、音频增益等- 声音的变换：包括音高转换、声音混响等4. 视频处理技术4.1 视频的数字化表示- 视频的采样和量化- 视频的编码和解码4.2 视频的处理方法- 视频的编辑：包括剪辑、拼接、混合等- 视频的特效：包括颜色调整、特殊效果等- 视频的压缩：包括有损压缩和无损压缩两种方法5. 三维动画技术5.1 三维动画的基本原理- 三维坐标系和变换- 光照和材质5.2 三维动画软件和工具- 3DS Max- Maya- Blender附件内容：- 图像处理实例代码- 声音处理案例文档- 视频处理演示视频法律名词及注释：1. 版权：指对作品享有的权利，包括复制、发行、演出、展示、表演、广播等权利。
2第一章 多媒体技术概述
NTSC 标准为30fps，每帧525行
PAL 标准为25fps，每帧625行
视频信号一般是标准的彩色全电视
信号，要将其输入到计算机中，要进行：
视频信号的捕捉，将其实现由模拟信号
向数字信号的转换，
压缩和快速解压缩及播放的相应软硬件
处理设备配合。
1．1．3 媒体类型
根据国际电信联盟电信标准局ITU-T(原国际电
程序融合在一起形成的信息媒体，其含义是指运
用存储与存取技术得到的计算机中的数字信息。
媒体（medium）在计算机领域有 两种含义：即介质和媒介。 介质：存储信息的实体，如磁盘、 光盘、磁带、半导体存储器等。 媒介：传递信息的载体，如数字、 文字、声音、图形和图像等。
通常概念的“媒体” ，可分为以下 五种类型：（后叙） 感觉媒体
都采用了图像信息的描述方法，但其所
表示的是图形。
4、音频(Audio) 多媒体信息中的音频信息增强了对其他类型 媒体所表达的信息的理解。 音频常常作为音频信号或声音的同义词，声 音具有音调、音强、音色三要素。 音调与频率有关，音强与幅度有关，音色由 混入基音的泛音所决定。 声音主要分为波形声音、语音和音乐。
分别是绘制线段
绘制圆的指令。
在图形文件中只记录生成图的算法和图上的
某些特征点（轮廓），因此也称矢量图。
通过读取指令并将其转换为屏幕上所显示的
形状和颜色而生成图形的软件通常称为绘图软件。
在计算机还原输出时，相邻的特征点之间用特
定的诸多小段直线连接就形成曲线，若曲线是一
条封闭的图形，也可用着色算法来填充颜色。
2、图形(Graphic)
图形一般指计算机生成的各种规则的几何形状， 如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线等几何图和 统计图。
多媒体技术概述课件
1.1.3 多媒体技术的基本特征
1. 多样性 2. 集成性 3. 交互性 4. 实时性 5. 非线性 总之，多媒体有许多特点，但其最显著的特点
是具有媒体的多样性、集成性和交互性。
1.2 多媒体技术的发展
从多媒体应用方面看，有以下几个发展趋势： 从单个PC用户环境转向多用户环境和个性化用户
环境； 从集中式、局部环境转向分布式、远程环境； 从专用平台和系统有关的解决方案转向开放性、可
移植的解决方案； 多媒体通信从单向通信转向双向通信； 从被动的、简单的交互方式转向主动的高级的交互
单纯扩大存储容量，增加通信干线的传输率 是不现实的，数据压缩是行之有效的方法。
现在 VCD 的标准 MPEG-1 的固定传输率为 1.5Mbps
通过 MPEG-1 可以把这个视 频流传输到计算机并存储。
如何压缩数据？
帧内压缩 帧间压缩
帧内压缩
图——Bitmap——存储器——颜色相同的块——帧内压缩
体，即呈现信息或获取信息的物理设备。 呈现媒体有显示器、扬声器、打印机等输出
类以及键盘、鼠标器、扫描器、话筒和摄像 机等输入类设备。
1.1.1 媒体
4. 存储媒体(Storage Medium) 指存储表达媒体数据(感知媒体数字化后的代码)的 物理设备，如光盘、磁盘、磁带等。
5. 传输媒体(Transmission Medium) 指媒体传输用的一类物理载体，如同轴电缆、光缆 、双绞线、无线电链路等。
1.2 多媒体技术的发展
1987年3月，RCA公司制定了DVI（Digital Video Interactive）技术标准，该技术标准在交 互式视频技术方面进行了规范化和标准化，使计算 机能够利用激光光盘以DVI标准存储静止图像和活 动图像，并能存储声音等多种信息模式。
多媒体技术基础知识
1.4 多媒体软件
1.4.1 素材制作软件 1.4.2 多媒体平台软件
1.7 多媒体创意设计
1.7.1 创意设计的作用 1.7.2 创意设计的具体体现
1.5 多媒体技术的应用领域
1.5.1 教育领域 1.5.2 过程模拟领域 1.5.3 商业广告
1.7.3 创意设计的实施
1.8 多媒体产品的版权问题 1.8.1 应注意的问题 1.8.2 盗版问题
1.7 多媒体创意设计 1.7.2 创意设计的具体体现
1) 在平面设计理念的指导下，加工和修饰所有平面素材。 2) 文字措辞具有感染力和说服力，语言流畅、准确。
3) 动画造型逼真、动作流畅、色彩丰富、画面调度专业化。
4) 声音具有个性，音乐风格幽雅，编辑和加工符合乐理规律。
5) 界面亲切、友好，画面背景和前景色彩庄重、大方，搭配协调。
2
3
4
1.3 基本概念 ● 媒体类型 1. 感觉媒体——人的直观感觉
2. 表示媒体——各种编码，如图像编码、声音编码
3. 表现媒体——感觉媒体与计算机的界面，如键盘、显示器、扬声器 4. 存储媒体——保存表示媒体的介质，如光盘 5. 传输媒体——传输的物理载体，如光纤、电缆 ● 媒体特征 1. 集成性——媒体种类一体化 2. 交互性——人、机对话，是多媒体技术的关键特征 3. 数字化——媒体以数字形式存在 4. 实时性——声音、动态图像(视频)随时间变化
规划功能类型和数量、完成菜单结构设计和按钮功能设计、实现系统
功能调用和数据共享、避免功能重叠、交叉调用、系统错误处理等。 3) 美学设计
是指利用美学观念和人体工程学观念设计产品。主要解决的问题是：
界面布局与色调、易操作性、设计媒体之间的最佳搭配方式和空间位 置、产品外包装、使用说明书和技术说明书的封面设计、版式设计。
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数据压缩分类
无损压缩 ——利用数据的统计冗余进行压缩，原理是统计被压缩数据中重复数据的出 现次数进行编码（可逆编码） 常用于文本、程序、重要图形（图像） 常用无损算法：
行程编码 熵编码
有损压缩 ——压缩后的数据不能够完全还原成压缩前的数据，与原数据不同但是非常 接近的压缩方法（不可逆编码） 常用于音频、图像、视频 常用有损算法
（2）.数字图像的获取
1)画面划分成M×N阵列网格，每个网格为一个取样点（像素） 2)将每个取样点的颜色分解成R、G、B三基色(灰度，黑白则不分色)
模 拟 图 像
3)测量每个取样 点的分量的亮度 值
4)对取样点的每个分量的亮度值 进行A/D转换，用8～12位二进制 正整数表示
扫描
图像数据量＝像素总数×图像深度÷8 R 取样 量化 例：一幅1024× 768的24 位真彩图像的容量为： 244 数 1024×768×24÷8= 2304×1024B 字 G 取样 = 2304KB≈2.25MB 分色 量化 255 图 容量与分辨率、图像深度有关 像 B 取样 量化 154
（3）.图像的表示与压缩编码
图像深度：一个像素的所有颜色分量的二进位数目之和 彩色图像的像素通常由3个彩色分量组成
假设3个分量分别用8个二进位表示，则可表示224=16,777,412 种 不同的颜色
静止图像压缩编码的国际标准
JPEG标准（文件扩展名是 .jpg）
是第一个静止图像压缩的国际标准 制定了二种压缩编码的方案：
编码：将所有样 把每个样本从模拟量转换 本的二进制代码 成(8位或16位)数字量 位数越大，样本精度越高， 组织在一起，并 进行数据压缩 同时需要的存储空间也越 多
（2）. 数字声音的压缩编码
波形声音的主要参数
取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法、比特率
比特率/码率：指每秒钟的数据量
计算公式：(数字声音未压缩前)
波形声音的码率＝取样频率×量化位数×声道数 (b/秒)
例：某 PC 机的声卡在处理单声道声音信息时，采样频率
为 44kHz，A/D转换精度为16位。若连续采集2分钟的声 音信息，则在不进行压缩编码的情况下保存这段声音，需 要的存储空间
44K×16×（60×2）÷ 8 ≈ 11MB
声波转换为电信号
采样、量化
模 拟 声 音
麦克风 （microphone）
声音卡 （sound card）
数 字 声 音
输出设备音响等
输 出
声音的数字化
A/D转换器——模拟/数字转换器
采 样
D/A转换器——数字/模拟转换器
量 化
模拟声音信号
01100011001· · · 数字声音
输 出
目的：把时间上连续的信号 转换成时间上离散的信号 采样频率：每秒钟采样的次 数。 一般取声音频率的2倍 采样频率越高（44KHz）， 声音还原越好
实时性。用户可实时地控制多媒体信息
媒体的数字化及 数据压缩
1、数字声音
（1）波形声音的获取与播放 声音由振动产生，通过空气进行传播的 连续的波（声波），它由许多不同频率 的谐波组成。 带宽：谐波的频率范围 多媒体处理的声音主要是人耳可听到的 声音(audio)
全声道：20Hz～20kHz 语音（人的说话声音）： 300～3400 Hz
音压缩编码
（3）常用的数字声音格式
.wav 文件格式 Windows采用的波形文件存储格式，数据量大; .midi 文件格式（其他扩展名： .mid 、 .r mi） 规定了乐器、计算机、音乐合成器以及其他电子设备之间交换音乐信息的一组标 准。 Midi文件记录的是乐曲演奏的内容，而不是实际的声音； 数据量极小，易于编辑、处理 缺点：播放的声音效果依赖于播放MIDI的硬件质量，只能合成音乐，不能合成歌 曲和语言； 产生MIDI音乐的方法：FM 合成法、波表合成法。
全频带声音压缩编码标准
编码简单，用于数字盒式录音磁带
名称
MPEG-1层1 MPEG-1层2 MPEG-1层3
压缩后的码率（每个声道） 声道数目
192kbps（压缩4倍） 128kbps（压缩6倍） 64kbps（压缩12倍） 2 2 2
主要应用
数字盒式录音带 DAB，VCD Internet，MP3音乐
能力的计算机 多媒体的特性
信息媒体的多样性。 交互性。用户可主动地编辑、处理各种信息， 具有人机交互功能。
电视不是多媒体系统，能传播但不能编辑、处理 多媒体信息
集成性。多媒体技术中集成了许多单一的技术， 如图像处理、声音处理技术等。
对用户而言，它们是集成一体的，包括信息的统 一获取、存储和组织
预测编码 变换编码 基于模型编码 分形编码 矢量量化编码
点位图:用 M(列)×N(行) 个像素表示图 像
动态图像（视频）
——多幅（帧）静态图像以每秒≥25幅的 速度播放时,利用视觉暂留现象就成为连续 图像，一般伴随声音。（获取设备：摄像 头、摄像机等） 取样视频 计算机合成视频
矢量图形
矢量图：用一 些指令表示一 幅图。 例： 画1条100像 素长的红色直 线 画1个半径为 50像素的圆
第1章 计算机基础知识
1.3 多媒体技术简介
多媒体的概念与 特点
媒体（又称：媒介/媒质/载体） 指文字、声音、图象、动画和视频等内容 多媒体：以上两个或以上对象的组合 多媒体技术 利用计算机技术对多媒体进行采集、操作、编 辑、存储等综合处理的技术。 多媒体计算机( MPC)：具有多媒体处理
.tiff——广泛应用于桌面出版系统、图形系统、广告制作
系统，用于一种平台到另一种平台间图形的转换； .png——图像文件格式。开发目的：替代GIF、TIFF文件格 式 .wmf——是大多数Windows应用程序都可以有效处理的格 式。桌面出版系统中常用的图形格式； .dxf 文件——向量图形格式，绝大多数绘图软件均支持的 格式。
Mp3 文件格式
采用MPEG-1层3(Layer 3)标准对WAV音频压缩而成
其它文件格式
.voc ——声霸卡中使用 .au ——UNIX工作站中使用 .aif ——苹果机中使用
媒体的数字化及 数据压缩
2、图像
点位图像
（1）图像分类 静态图像
取样图像（点阵图像、位图图像）——从 现实世界中通过数码相机或扫描仪等设备 获取的图像。 矢量图像（图形）——使用计算机合成或 制作的图像
算法复杂度中等，用于数字音频广播(DAB)和VCD等 编码较复杂，用于互联网高质量声音的传输，如MP3音乐（压缩 10倍, 1张CD光盘可存100首MP3歌曲)
有线电话通信系统（国际电信联盟ITU）
G.711：PCM编码，码率：64kb/s G.721：ADPCM编码，码率：32kb/s
移动通信和IP电话：由于带宽较窄，必须常用更有效的语
离散余弦变换为基础的有损压缩编码方案 以预测技术为基础的无损压缩编码方案
JPEG特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像，在计算机和数 码相机中已得到广泛应用。 最新版本：JPEG 2000
（4）.常用的数字图像格式
.bmp——是Windows采用的图像文件存储格式；
.gif——供联机图形交换使用，目前在网络中广泛使用； .jpg(jpeg)——是第一个静止图像压缩的国际标准