第七章多媒体技术.ppt

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1、大学计算机基础大学计算机基础第七章第七章 多媒体技术多媒体技术第七章第七章 多媒体技术多媒体技术本章主要介绍：n 多媒体计算机硬件与软件方面的基本概念与基础知识n 计算机中音频、图像等信息的获取与处理n 多媒体数据压缩原理与方法7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述 在计算机或通讯领域，媒体媒体是指信息的载体或者信息的载体或者信息的存储实体信息的存储实体。 信息载体信息载体包括数字、文字、声音、图形、图像、视频；信息的存储实体信息的存储实体包括磁盘、光盘、U盘等。 而就多媒体计算机而言，媒体就是存储和传递信存储和传递信息的息的载体，媒体也是表述信息的逻辑载体。 根据国际电信联盟的定义

2、，媒体可分为5种： 感觉媒体 表示媒体 显示媒体 存储媒体 传输媒体7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述媒体分类:2.为传送和表达感觉媒体而人为研为传送和表达感觉媒体而人为研究出来的媒体究出来的媒体 (如如ASCII、图像、图像、声音、视频编码等声音、视频编码等)1.人类通过感观直接人类通过感观直接感知的信息感知的信息 (文字、文字、声音、图像等声音、图像等)3.输入和输出信息的媒输入和输出信息的媒体体 (如键盘、鼠标、显如键盘、鼠标、显示器、打印机等示器、打印机等)4.存储表示媒体存储表示媒体的介质的介质 (软盘、软盘、硬盘、光盘等硬盘、光盘等)5.传输的物理载体传输的物理载体

3、(光纤、电缆等光纤、电缆等)7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述 什么是多媒体什么是多媒体? ?u将文本、音频、视频、图形、图像、动画的综合统称为“多媒体”。u“多媒体”并不是多种媒体的简单收集，而是多种媒体在计算机统一管理下的有机结合，优于多种媒体单独存在的效果，“1+12”7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述 什么是多媒体计算机技术？什么是多媒体计算机技术？ 计算机综合处理多种媒体信息(文本、图形、图像、音频、视频和动画)，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统且具有交互性。简单来说：多媒体计算机多媒体计算机 = 高性能高性能PC机机 + 光盘驱动器光盘驱动器 +

4、声卡声卡 1984年，Apple公司推出Machintosh图形操作系统。 1985年，世界上第一台多媒体计算机问世。 1986年，推出光盘系统。 1990年，多媒体个人计算机协会制定MPC1标准。 1995年，Windows95操作系统问世。Apple计算机计算机(1984)Commodore Amiga系统系统7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述多媒体技术的发展历史多媒体技术的发展历史7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述 多媒体特点是： (1) 多样性多样性：多媒体不只处理一种媒体，而必须是综合处理多种媒体，包括图文声像信息。 (2) 集成性集成性：多媒体不是多种媒

5、体简单的收集，而必须是被有机地集成为系统。 (3) 交互性交互性：多种媒体系统可以实现人机互动，用户可以根据需要来使用系统。7.1.3 多媒体技术的特点和关键技术多媒体技术的特点和关键技术 关键技术关键技术，包括： 音频视频等数据的输入输出技术 多媒体数据的压缩编码和解码技术 音频视频数据的存储技术 虚拟现实技术7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述 形象教学形象教学 仿真工艺过程仿真工艺过程 模拟交互过程模拟交互过程 电子教案、教学电子教案、教学 网络多媒体教学网络多媒体教学教育教育（形象教学、模拟展示）（形象教学、模拟展示）InternetInternet国际互联网国际互联网 网

6、络多媒体技术网络多媒体技术 网络远程诊断网络远程诊断 网络远程操作网络远程操作 ( (手术手术) )医疗医疗（远程诊断、远程手术）（远程诊断、远程手术） 生物形态模拟生物形态模拟 生物智能模拟生物智能模拟 人类行为智能模拟人类行为智能模拟人工智能模拟人工智能模拟（生物、人类智能模拟）（生物、人类智能模拟）商业广告商业广告（特技合成、大型演示）（特技合成、大型演示） 影视商业广告影视商业广告 公共招贴广告公共招贴广告 大型显示屏广告大型显示屏广告 平面印刷广告平面印刷广告 电视电视/ /电影电影/ /卡通混编特技卡通混编特技 三维成像模拟特技三维成像模拟特技 演艺界演艺界MTVMTV特技制作特技

7、制作 仿真游戏、赌博游戏仿真游戏、赌博游戏影视娱乐业影视娱乐业（电影特技、变形效果）（电影特技、变形效果）7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述7.1.5 未来多媒体技术的发展未来多媒体技术的发展 (1) 多媒体技术智能化多媒体技术智能化 即把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好地结合。 (2) 多媒体信息实时处理和压缩编码算法芯片化多媒体信息实时处理和压缩编码算法芯片化 把多媒体信息实时处理和压缩编码算法直接放置到CPU芯片中，从而大大改善多媒体计算机的性能指标。 (3) 虚拟现实技术虚拟现实技术 是指运用多种技术综合形成一种模拟现实环境的人造环境，用户在该环境中通过五官

8、和大脑的亲自体验和活动参与到该人造的、虚拟的环境中，可以与之交互。让你感觉到如同置身于真实世界一样。它是多媒体技术的最高境界。 7.1 多媒体计算机技术概述多媒体计算机技术概述7.1.5 未来多媒体技术的发展未来多媒体技术的发展 未来，在上述发展的基础上多媒体技术将进一步向三电合一三电合一（电信、电脑、电器通过多媒体数字化技术相互渗透融合，如信息家电、移动办公等）、三网三网合一合一（因特网、通信网、电视网合为一体形成综合数字业务网）等方面发展。 7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 (1) 基本硬件设备： 光盘存储器光盘存储器 光盘存储器由光盘和光盘

9、驱动器构成。光盘用于存储数据，光盘驱动器用于读写光盘中的数据。 音频卡音频卡 音频卡又名“声卡”，主要用于处理声音，是多媒体计算机的基本配置。不过，目前许多计算机的主板上都集成了声卡的功能，声卡不再以单独形式存在。7.5 音频卡的基本原理7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统声卡的基本工作原理声卡的基本工作原理7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 音频卡的作用主要有： 进行进行A/D(模模/数数)转换转换将作为模拟量的自然声音经过变换，转化成数字化的声音，然后以文件形式保存在计算机中，可以利用声音处理软件对其进行加工和处理。 完成完成D/A(数数/模模)转换转换把数字化的声音转换成作为模

10、拟量的自然声音。转换后的声音输出到声音还原设备(例如耳机、有源音箱、音箱放大器等)中。 输入、输出功能输入、输出功能利用声卡的输入端子和输出端子，可以将模拟信号引入声卡，然后转换成数字量；还可以将数字信号转换成模拟信号送到输出端子，驱动音响设备发出声音。音频卡的主要接口总线(Bus) 线路输入(Line in)话筒输入(Mic in) 线路输出(Line out)扬声器输出(Speaker Out) 游戏棒/MIDI(Joystick/MIDI)7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统声卡与外部设备的连接示意图 音箱音箱2 2、麦克风输入、麦克风输入3 3、扬声器输出、扬声器输出4 4、MID

11、I/MIDI/操纵杆端口操纵杆端口外部音频设备外部音频设备麦克风麦克风操纵杆操纵杆MIDI声音装置声音装置1 1、线性输入、线性输入5 5、音量调节旋钮、音量调节旋钮7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 (2) 扩展设备： 具有代表性的扩展设备有：触摸屏、视频卡、扫描仪、数码相机、数字摄像机、各种彩色打印机、彩色投影仪等。 触摸屏：触摸屏：属于输入设备，可通过手指直接在屏幕上指点及触及屏幕上的菜单、光标、接钮等。 系统主要由传感器、控制部件、驱动程序组成。 当用手指或其它设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏时，所摸到的位置以坐标形式被触摸屏控制器检

12、测到，并通过接口送到CPU，从而确定用户所输入的信息。 7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 扫描仪工作原理：把原件面朝下放在扫描仪的玻璃台上，扫描仪内发出光照射原件，反射光线经光学镜面导向后，照射到CCD的光敏器件上。来自CCD的电量送到模数转换器中，电压转换成代表每个像素色调或颜色的数字值。步进电机驱动扫描头沿平台作微增量运动,每移动一步，即获得一行像素值。7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 扫描仪：扫描仪：是一种图形输入设备。配合适当的应用软件后，扫描仪还可以进行中、英文智能识别。 数码照相机数码照相机 数码照相机是一种数字成像设备。数码相机采用CCD作为记录图像的光敏介质，C

13、CD实际上是一块布满光敏元件即电荷耦合器的感光板， CCD是通过光照的不同引起的电荷分布的不同来记录被摄入的物体。它将光信号转换成电信号，然后电信号再转换成数字信号并进行编码、压缩等处理，最后把得到的压缩数字图像保存在存储器中。7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 数码相机的工作原理：用数码相机拍照时，进入照相机镜头的光线聚焦在CCD上。当照相机判定已经聚集了足够的电荷时，就“读出”在CCD单元中的电荷，并传送到模数转器中，把每一个模拟电压转换成二进制数字信息。从模数转换器输出的数据传送到数字信号理器中进行编码、压缩后存储在照相机的存储中。译码器译码器 存储介质存储介质 数据接口数据接口C

14、CDCCD7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统1.光信号转换成光信号转换成电信号电信号2.电信号再转换成电信号再转换成数字信号数字信号3.编码、压缩编码、压缩等处理等处理4.保存压缩数保存压缩数字图像字图像 数码摄像机数码摄像机 数码摄像机是将图像信号和音频信号进行模数转换压缩处理后再将这两路信号送给磁头完成记录的存储。 存储介质主要有四种：DV带；DVD可擦写光盘；微型硬盘；大容量存储卡。目前，数码摄像机普遍趋于采用大容量存储卡做存储介质。7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 电子白板电子白板 交互式电子

15、白板：与计算机相连，利用投影机将PC内容投影到大屏幕的白板上，并且可以利用定位笔在白板上交互式操作，比如对文件编辑、注释和保存，也可以运行应用程序，完成键鼠的任何操作。 视频卡：视频卡：是一种专门用于对视频信号进行实时处理的设备。视频卡插在主机板的扩展槽内，可以对视频信号进行数字化转换、编辑和处理，以及保存数字化文件。 通常使用的视频采集卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号(录像机、电视机、LD影碟机等)，对该信号进行数字化处理，然后压缩编码成数字视频。大多数视频卡都具备硬件压缩的功能。 此外，还有一种比较流行的视频采集卡，我们称之为IEEE1394数字视频采集卡。它主要的作用是将DV视频数

16、据从数码摄像机传送到电脑的硬盘中，和模拟采集不同，它在传送数据的过程中没有任何质量损失。7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 数字视频采集卡数字视频采集卡7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统 数码摄像头数码摄像头 数码摄像头成像原理跟数码相机没有本质的区别，一般采用USB接口，不需要专门的硬件卡。 投影仪投影仪 投影仪是一种数字化设备，主要用于计算机信息的显示。 常见的投影仪主要有LCD(液晶)投影仪、DLP(数字光处理)投影仪。 1.多媒体设备驱动程序，用于在启动操作系统时把设备的状态、型号、工作模式等信息提供给操作系统，并驻留在内存储器，供系统调用。 2.多媒体产品制作软件，主要包括图像、视频、音频的编辑制作。 3.多媒体平台软件，用于多媒体素材的组合。 4.工具软件，用于加工和处理数据，如压缩、加密等。 5.应用软件包括，Windows系统提供的多媒体软件、动画播放软件、声音播放软件、光盘刻录软件等。7.2 多媒体计算机系统多媒体计算机系统多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统媒体制作软件媒体制作软件多媒体平台软件多媒体平台软件工具软件工具软件应用软件应用软件操作系统操