多媒体技术基础知识课件
计算机多媒体技术基础知识
计算机多媒体技术基础知识
计算机多媒体技术基础知识
一、引言
本章节主要介绍计算机多媒体技术的概念、发展历史及应用领域。
二、多媒体基础
1、多媒体的定义
2、多媒体的特点和优势
3、多媒体技术的基本原理
4、多媒体系统的组成和功能
三、图像处理技术
1、数字图像的表示与存储
2、图像的采集与获取
3、图像的处理与增强
4、图像的压缩与编码
四、音频处理技术
1、音频信号的表示与存储
2、音频采集与录制
3、音频处理与增强
4、音频压缩与编码
五、视频处理技术
1、视频信号的表示与存储
2、视频采集与录制
3、视频处理与增强
4、视频压缩与编码
六、多媒体数据的传输和网络应用
1、多媒体数据的传输技术
2、多媒体数据的网络传输
3、多媒体数据在互联网中的应用
七、多媒体技术的应用
1、多媒体教育与培训
2、多媒体广告与宣传
3、多媒体娱乐与游戏
4、多媒体艺术与设计
八、未来发展趋势
1、数字媒体的发展趋势
2、多媒体技术的创新与突破
3、多媒体行业的发展前景
附件：
1、图像处理示例代码
2、音频处理示例代码
3、视频处理示例代码
法律名词及注释：
1、版权：对作品享有复制、修改、发行、表演等权利的法
定权利。
2、数字版权管理：通过技术手段保护数字内容的版权。
3、DMCA：美国数字千年版权法，用于保护数字内容的版权。
4、DRM：数字版权管理技术，用于实施和实施版权保护措施。
5、Fr Use：公平使用，法律允许在特定条件下使用他人的
版权作品。
920780-大学计算机基础-第七章-多媒体技术基础知识
7.2多媒体技术的研究内容和应用领域
7.2.1 多媒体技术的研究内容 多媒体技术研究内容主要包括感觉媒体的表示技术、数 据压缩技术、多媒体数据存储技术、多媒体数据的传输 技术、多媒体计算机及外围设备、多媒体系统软件平台 等。
1．多媒体数据压缩/解压缩算法与标准 2．多媒体数据存储技术 3．多媒体计算机硬件平台和软件平台 4．多媒体开发和编著工具 5．网络多媒体与Web技术 6．多媒体数据库与基于内容的检索技术 7．多媒体应用和多媒体系统开发
示1分钟，则需要： 1280×1024×3×30×60 ≈ 6.6 GB
2.图像的数字化
• 采样 用多少个像素点的“列数×行数”表示，分辨率越高，图像越 清晰，存储量也越大。
• 量化 量化是在图像离散化后，将表示图像色彩浓淡的连续变化值离 化为整数值的过程。 把量化时所确定的整数值取值个数称为 量化级数,也称为颜色深度.
1991年，在第六届国际多媒体和CD-ROM大会上宣布了扩展结构系统标 准CD-ROM/ XA，从而填补了原有标准在音频方面的缺陷，经过几年的发展， CD-ROM技术日趋完善和成熟。而计算机价格的下降，为多媒体技术的实 用化提供了可靠的保证。
1992年，正式公布MPEG-1数字电视标准，它是由运动图像专家组（
moving picture expert group）开发制定的。MPEG系列的其他标准还有
MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和现正在制定的MPEG-21。
1993年，“多媒体计算机市场协会”又推出了 MPC的第二个标准，其中包括全动态的视频图像， 并将音频信号数字化的采集量化位数提高到16位。
采样频率和量化参数比较
3.常见声音文件格式
（1）CD （2）WAV （3）MP3 （4）WMA
《网络多媒体》课件
隐私泄露
网络多媒体应用中可能涉及用户个人 信息、行为习惯等敏感数据，存在隐 私泄露的风险。
数字水印技术
定义
数字水印是一种将特定信息隐 藏在数字媒体中的技术，用于 标识版权归属、证明原创性和
追踪盗版。
工作原理
通过在数字媒体中嵌入不易察 觉的标记，数字水印可以隐藏 版权信息、作者标识或其他元 数据。
应用场景
04
网络多媒体的安全与隐私 保护
网络多媒体面临的安全威胁
未经授权的访问和篡改
攻击者可能通过非法手段获取网络多 媒体资源的访问权限，对其进行篡改 或恶意破坏。
内容盗版与侵权
未经授权的复制、传播和商业利用网 络多媒体内容，侵犯版权和知识产权 。
恶意软件和病毒传播
利用网络多媒体平台传播恶意软件和 病毒，对用户设备和个人信息造成威 胁。
流媒体传输原理
流媒体传输基于实时传输协议（RTP）和实时传输流协议（RTSP）等协议，通过将媒体 数据分割成小块，并在服务器和客户端之间进行传输，实现实时或近实时的媒体播放。
流媒体应用场景
流媒体技术广泛应用于在线视频会议、在线教育、远程医疗等领域，能够提供高质量的多 媒体服务。
多媒体数据压缩技术
01
实时传输协议（RTP）
RTP用于实时传输音频和视频数据，它提供时间信息和序 列号，以允许接收端正确地重组多媒体数据。
流媒体协议
流媒体协议如RTSP（Real Time Streaming Protocol） 和RTMP（Real Time Messaging Protocol）用于控制多 媒体数据的实时传输。
虚拟现实技术广泛应用于游戏、电影 制作、建筑设计等领域，能够提供更 加丰富的用户体验和视觉效果。
多媒体基础知识概述(共 96张PPT)
1.3.5 多媒体软件技术
多媒体软件技术主要包括以下六个 方面的内容： 多媒体操作系统 多媒体素材采集与制作技术 多媒体编辑与创作工具 多媒体数据库技术 超文本/超媒体技术 多媒体应用开发技术
多媒体操作系统
多媒体操作系统是多媒体软件的 核心。它负责多媒体环境下多任务的 调度、保证音频、视频同步控制以及 信息处理的实时性，提供多媒体信息 的各种基本操作和管理；具有对设备 的相对独立性与可扩展性。 Windows、OS/2 和Macintosh 操 作系统都提供了对多媒体的支持。
多媒体的定义
多媒体是融合两种或两种以上媒体的一种 人－机交互式信息交流和传播媒体，使用 的媒体包括文字、图形、图像、音频和视 频。
1.1.2 多媒体中的媒体元素及特征
多媒体媒体元素是指多媒体应用中 可显示给用户的媒体组成。
文本
动画
图形
图像
视频
音频
文本
文本分为非格式化文本文件和格式 化文本文件。 非格式化文本文件：只有文本信息 没有其他任何有关格式信息的文件，又 称为纯文本文件。如“.TXT ”文件。 格式化文本文件：带有各种文本排 版信息等格式信息的文本文件。 如“.DOC ”文件。
图像数据量大小 = 像素总数×图像深度÷8
例如：一幅 640×480 的 256 色图像为 640×480×8／8 = 307200 字节
Comparison:
宽度：271 高度：300 颜色：2 大小：9.9 KB
宽度：271 高度：300 颜色：4 大小：19.8 KB
Comparison:
在教育与培训方面的应用
多媒体技术使教材不仅有文字、静 态图像,还具有动态图像和语音等。使教 育的表现形式多样化，可以进行交互式 远程教学。 利用多媒体计算机的文本、图形、 视频、音频和其交互式的特点,可以编制 出计算机辅助教学 CAI( Computer Assisted Instruction )软件，即课件。
多媒体技术基础知识
第1章
多媒体技术基础知识
1.1 概述 1.2 多媒体技术的发展 1.3 基本概念 1.4 多媒体软件 1.5 多媒体技术的应用领域 1.6 多媒体产品及其制作过程 1.7 多媒体创意设计 1.8 多媒体产品的版权问题
1.1 概述
● 多媒体属性：多媒体技术是计算机技术和社会需求相结合的产物
1.2 多媒体技术的发展
(3) 1986年3月，荷兰PHILIPS公司和日本SONY公司共同制定了 CD-I（Compact Disc Interactive）交互式激光盘系统标准： ● 允许一片直径5英寸的激光盘存储650MB的数字信息。
(4) 1987年3月，RCA公司制定了DVI(Digital Video Interactive)标准： ● 交互式视频技术的规范化和标准化，可存储静止图像、活动图像、 声音等多种信息模式。 同年，美国Apple公司开发了Hyper Card（超级卡），该卡安装在 苹果计算机中，具备快速、稳定处理多媒体信息的能力。
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
(5) 1990年11月，美国Microsoft公司和PHILIPS等公司成立 多媒体个人计算机市场协会(Multimedia PC Maketing Council)。 协会主要任务：制定多媒体计算机的“MPC标准”。 对计算机多媒体 功能所需的软硬件最低标准、量化指标，以及升级规范等进行规范。
《多媒体基础知识》
整理ppt
常用的动画制作软件：
GIF Animator、3D MAX 、Adobe Premiere 、flash 等
常见的视频文件扩展名：
.avi .mpg .asf wmv 等
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三、音频的数字表示
1.声音的波形表示。 模拟音响的主要参数是振幅和频率。
频率的高低表示声音音调的高低，两波峰之间的距离越近，声音越尖锐， 反之声音越低沉。
3.3.1 图象处理
现实生活中的物体及照片，可通过扫描仪、数字相机、图像信号采集卡等 设备输入到计算机中。
数字化的图像的几个重要概念： 分辨率
注意：
颜色表示
数据压缩
图像是采用位图形式来表示的， 图形是用矢量图方式来表示的
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一、图形与图像的数字表示
在计算机中，图像是采用位图形式来表示的，图形是用矢量图方式来 表示的。下面介绍位图图像和矢量图形的数字化属性特征。
– 在性能上
• 位图比矢量图性能好， • 处理图象速度快。
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常见的矢量图像处理软件简介： Word 、CorelDRAW等
常见的矢量文件扩展名： .wmf 、emf等
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高中信息技术（必修） 信息技术基础
“革命先驱——孙中山”作品封面采用长城图片作为背景，加上孙中山 头像、主题名称、孙中山名言和作品引言，整幅作品画面匀称，突出主题， 动静结合，并配上背景音乐，给人强烈的视觉效果。
试一试：一幅分辨率为1024×768的黑白图像需要多少的存储空间？
公式：位图文件容量（字节）＝
总像素（比特）
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如果换成256级灰度的800×600的图像又该如何计算呢？
上面讲的都是黑白图像，但现实生活中的黑白图像不仅仅是 单纯的用黑和白表示，而是用灰度来表示灰度级越多组成的图像 就越真实。一般计算机用256级灰度来显示图像。即在一个像素 里有256种不同的灰度来表示。我们知道 28＝256，即存储一个 像素要8个比特即一个字节的存储空间。
多媒体技术基础知识
多媒体技术基础知识第⼀章多媒体技术基础知识多媒体技术的概念:多媒体技术是利⽤计算机对⽂字\图象\图形\动画\⾳频,视频等多种信息技术进⾏综合处理,建⽴逻辑关系和⼈机交互作⽤的产物.媒体类型(媒体是承载信息的载体,使信息的表现形式.)媒体类别作⽤表现内容感觉媒体⽤于⼈类感知客观环境听觉、视觉、嗅觉⽂字、图形、图像、动画、语⾔、声⾳、⾳乐等表⽰媒体⽤于定义信息的表达特征计算机数据格式ASSCII编码、图像编码、声⾳编码、视频信号等显⽰媒体⽤于表达信息输⼊、输出信息键盘、⿏标、光笔、话筒、扫描仪、屏幕、打印机等存储媒体⽤于存储信息保存、取出信息软盘、硬盘、移动硬盘、光盘、优盘。
磁盘等传输媒体⽤于连续数据信息的传输信息传输的⽹络介质电缆、光缆、微波⽆线链路、红外线⽆线链路等信息交换媒体⽤于存储和传输全部媒体形式异地信息交换介质内存、⽹络、电⼦邮件系统、互联⽹WWW浏览器等多媒体的基本特性:1)信息载体的多样性常见的信息载体包括:a.磁盘介质、磁光盘介质和光盘介质。
b.调动⼈类听觉的语⾳。
c.调动⼈类视觉的静⽌图像和动态图像。
2)信息载体的交互性3)信息载体的集成性信息载体的集成性主要表现在两⽅⾯：a.多种信息的集成处理。
b.处理设备的集成。
4)实时性——声⾳、图像的实时性5)数字化——以数字形式存储1.3.2流媒体流媒体的概念：流媒体是⽹络的视频、⾳频和相关媒体数据流从数据源（发送端）同时向⽬的地（接收端）传输的⽅式，具有连续、实时的特性。
点对点传输:数据源和⽬的地⼀⼀对应,流媒体从⼀个数据流媒体传输源发送出去,只能达到⼀个⽬的地.的3种⽅式多址⼴播传输:⼀个数据源对应多个⽬的地,但这种关系只限于⼀个组.⼴播传输:⼀个数据源对应多个⽬的地,但不限于组内.1.5多媒体技术的应⽤领域1.5.1教育领域1.计算机辅助教学:新型的教育技术和计算机应⽤技术相结合的产物,其核⼼内容是指以计算机多媒体技术为教学媒介⽽进⾏的教学活动.2.计算机辅助学习(它着重体现在学习信息的供求⽅⾯)]3.计算机化教学(它代表了多媒体技术应⽤的最⾼境界)4.计算机化教学:充分利⽤多媒体技术提供学习机会和⼿段的事物.5.计算机辅助训练:⼀种教学辅助⼿段.6.计算机管理教学:主要是利⽤计算机技术解决多⽅位,多层次教学管理的问题.1.5.2 过程模拟训练1.5.3 商业⼴告1.5.4 影视娱乐业1.5.5 旅游业1.5.6 国际互联⽹. 1.6多媒体产品及其制作过程1.多媒体产品的特点:1)信息多元化.多媒体产品提供的信息种类众多,媒体形式多样.2)调动视觉,听觉感官,提供⼤量直观信息.3)具备⼈机交互控制功能.使⽤者可有意识地选择则产品提供的信息种类,有效地控制运⾏模式.4)通⽤性强.产品通常采⽤通⽤性强,技术成熟的软件进⾏开发,因此铲平基本适⽤于⽬前⼤多数计算机硬件系统和软件系统.5)数据量⼤.由于多媒体产品的信息量⼤,信息形式众多,功能强⼤,因⽽数据量也不可避免地增⼤.6)创作周期长.多媒体产品从创意到具体实施,知道成为产品,需要⼤量的媒体制作和编制程序⼯作,通常需要若⼲个⽉,甚⾄更长时间.7)光盘是⾸选载体.⼏乎所有的多媒体产品均采⽤光盘保存,其原因是:光盘成本低,承载信息量⼤,携带⽅便.2.多媒体产品的制作过程(1)产品创意(2)素材加⼯与媒体制作(3)编制程序(4)成品制作及包装1.7多媒体创意设计1.多媒体设计的作⽤a.产品更趋合理化——程序运⾏速度快，可靠，界⾯设计合理，操作简便⽽舒适。
第1章 多媒体技术基础知识
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多媒体技术就是计算机综合处理声、文字、图信息的技 术，具有集成性、实时性和交互性。
它集文字、声音、图像、视频、通信等多项技术于一体， 采用计算机的数字记录和传输传送方式，对各种媒体进行处 理，具有广泛的用途。
多媒体技术的研究涉及计算机硬件、计算机软件、计算 机网络、人工智能、电子出版等，其产业涉及电子工业、计 算机工业、广播电视、出版业和通讯业等。
本教材主要讨论文字、图像、音频、视频、动画等处理 技术。
8Байду номын сангаас
多媒体除了具有信息媒体多样化的特征之外，还具有以下 4个特性：
1．数字化——多媒体技术是一种“全数字”技术。以数字技 术为基础进行生成、存储、处理和传送。
2．交互性——指人机交互，使人能够参与对信息的控制、使 用活动。
3．集成性——是将多种媒体信息有机地组合到一起，共同表 现一个事物或过程，实现“图、文、声”一体化。
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（3）数字图像再现的方法利用不同的技术可以在一台宽幅 输出设备上产生数字图像，其中液体喷墨技术、静电技术、 固体喷墨技术、热转换技术和照相技术是当今采用的几种主 要的技术。
（4）后处理使用特殊的介质、油墨或滚压成像的图像，都 能够经受得住日晒和日常气候条件变化的影响。
计算机图像技术就是对图像进行计算机处理，使其更适 合人眼或仪器的分辨，拾取其中信息。
有损压缩意味着解压缩后的数据与压缩前的数据不一致。 在压缩的过程中要丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音 频信息，而且丢失的信息不可恢复。
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（2）帧内和帧间压缩： 帧内（Intraframe）压缩也称为空间压缩（Spatial
compression）。当压缩一帧图像时，仅考虑本帧的数据而不 考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。 帧内一般采用有损压缩算法，由于帧内压缩时各个帧之间没有 相互关系，所以压缩后的视频数据仍可以以帧为单位进行编辑。 帧内压缩一般达不到很高的压缩。
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三、声音的三要素
• 音调 • 声音的高低
• 音色 • 具有特色的声音
• 音强 • 声音的强度
多媒体技术基础知识
四、声音的频谱
声音的频谱有线性频谱和连续频谱之分。
五、声音的质量
声音的质量简称“音质”，音质的好坏与音色和 频率范围有关。
多媒体技术基础知识
六、声音的连续时基性 七、数字化声音
扫描仪的工作原理
扫描仪的主要技术指标
OCR文字识别
数码相机
数码相机的工作原理
数码相机的主要技术指标
加工技术
多媒体技术基础知识
2.2.4 图像处理技术
图像的处理须通过图像处理软件完成。图像处 理软件是一种实施各种算法的平台，通过各种 运算实现对图像的处理。
图像的处理技术
点处理方法 组处理方法
• 数字音频信号
多媒体技术基础知识
2.1.2 数字音频的音质与数据量
v=f×b×s/8
其中，v代表数据量；f是采样频率；b是数 据位数；s是声道数。
• [例2-1] 如果一张CD质量的参数为，f=44.1kHz， b=16bit，s=2，则每秒钟的数据量为多少？
• 解：v=（44100Hz×16bit×2）÷8=176400B（约 合172KB）
图像文件格式 图像文件的大小
1．影响图像文件大小的因素 颜色深度 图像尺寸 文件格式 2．图像文件大小的计算
S=（h×w×c）/8 其中，S表示图像文件的数据量；h表示图像水平方 向的像素数；w表示图像垂直方向的像素数；c是颜 色深度数值；8是将二进制位（bit）转换成以字节 （Byte）为单位。
能为力。
多媒体技术基础知识
2.4.3 数字视频基础
• 视频数字信号由连续的画面组成，其转换过程由计算机设备和相 应的软件进行，这种把模拟信号转换成数字信号的过程称为“模 /数转换（Analog/Digital）”过程。
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2.5 多媒体数据格式介绍
2.5.1 常用声音文件格式
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2.4.1 视频的基本概念
• 电视制式
• NTSC制式 • PAL制式 • SECAM制式 • HDTV
• 视频特点
• 视频信息具备高分辨率、色彩逼真（真彩色）。 • 人类接受的信息约70%来自视觉 。 • 视频信息容量大
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2.4.2 视频模拟描述
• 视频信号有模拟信号和数字信号之分 。 • 视频模拟图像的处理需使用专门的视频编辑设备进行，计算机无
• 动画由多画面组成，并且画面必须连续。 • 画面之间的内容必须存在差异。 • 画面表现的动作必须连续
• 动画表现手法 规则
• 在严格遵循运动规律的前提下，可进行适度地夸张 和发展。
• 动画节奏的掌握以符合自然规律为主要标准。 • 动画的节奏通过画面之间物体相对位移量进行控制。
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2.3.4 全动画与半动画
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2.3.6 计算机动画
• 帧动画 • 矢量动画 • 二维动画 • 三维动画 • 变形动画
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2.3.7 制作动画的硬件设备
• CPU • 内存 • 硬盘 • 显示器 • 显卡 • 鼠标
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2.3.8 制作动画的软件环境
• Windows中不要同时运行其他应用程序，同时应关闭任务栏中的 各个任务项。
• “全动画”是指在动画制作中，为了追求画面的完美、动作的细 腻和流畅，按照每秒播放24幅画面的数量制作的动画。
• 半动画又叫“有限动画”，采用少于每秒24幅的画面来绘制动画， 常见的画面数一般为每秒6幅。
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2.3.5 动画制作过程
（l）制作声音对白和背景音乐 （2）制作关键画面 （3）绘制动画画面 （4）复制成赛珞璐片 （5）上色 （6）核实检查动画画稿 （7）拍摄电影胶片 （8）后期制作
电台调幅广播 （AM）
电台调频广播 （FM）
高级音响设备 重放声音
宽带音响设备
50~7000 20~15000 20~20000
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二、声音的方向
从声源直接到达人类听觉器官的声音称为“直达声”， 直达声的方向辨别最容易。
现实生活中，森林、建筑、各种地貌和景物存在于人 们的周围，声音从声源发出后，一般须经过多次反射才 能被人们听到，这就是“反射声”。
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2.3 动画基本技术基础
动画是一种典型的数字化电影，它能够表 现客观不存在或者无法人为实现的事物和现象。
多媒体技术基础知识
2.3.1 动画的发展历史 2.3.2 动画的基本概念
动作的变化是动画的本质
动画利用了人类眼睛的“视觉滞留效应”
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2.3.3 动画规则
• 动画的构成规则
多媒体技术基础知识
举例
• [例2-3]假设某图像采用24bit的颜色深度（真彩 色图像），其图像尺寸为800×600，则该图像文 件的大小为多少？
• 解：S=（800×600×24）/8=1440000B（合1.37MB）
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2.2.3 图像的获取
获取途径
p25
图像扫描技术
扫描仪的分类
• 最好关闭某些病毒监控程序
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2.3.9 动画制作软件
• Animator Pro、Animation Studio、Flash • 3D Studio、3D Studio Max、Cool 3D、Maya
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2.4 视频技术基础
视频与动画一样，由连续的画面组成，只是视频画面是自然 景物的动态图像。
第二章 多媒体技术基础知识
2.1 数字音频技术基础
数字音频信号的处理主要表现在数据采样和编辑加工两方面
2.1.1 声音的基本特点
振幅 频率
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一、声音的传播与可听域
声音依靠介质的振动进行传播
声源类型
频带宽度 （hz）
男性语音 100~9000
女性语音
150~1000 0
电话声音 200~3400
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2.1.3 音频数据采样
• 数字采样 • 采样频率
• f采样= 2 × f还原
• 声道数
多媒体技术2.1 图像原理
图像与图形 分辨率 颜色深度 色彩理论 图像基色要素
RGB彩色图像 CMYK彩色图像
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2.2.2 图像文件大小