单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,MULTIMEDIA TECHNOLOGY,多媒体技术,多媒体技术,主讲教师：何 源,MULTIMEDIA TECHNOLOGY多媒体技术多媒体技,1,学时和内容安排,本课程主要讲授15章的内容,学时安排如下：,理论课（28学时）,第1章：4学时,第2、3章：16学时,第4、5章：8学时,实验课（12学时）,音频处理：4学时（Windows录音机、Cool Edit）,图像处理：4学时（Photoshop）,多媒体开发工具：4学时（Authorware）,学时和内容安排 本课程主要讲授15章的内容,2,课程概述,多媒体对象，MPC标准，存储介质，软件，过程，必要的知识,CD-ROM工作原理，CRT显示器，液晶显示器，显示卡，声卡,触摸屏，扫描仪，数码照相机，各种类型打印设备,第 1 章,多媒体技术概述,第 5 章 图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,课程概述 多媒体对象，MPC标准，存储介质，软件，过程，,3,课程概述,美学表现手段，平面构图，色彩构成,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章,美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,颜色的三要素，颜色搭配要点,第 5 章 图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,课程概述 美学表现手段，平面构图，色彩构成第 1 章,4,课程概述,静态图像，动态图像，声音文件的数据描述与特点,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章,多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,第 5 章 图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,课程概述 静态图像，动态图像，声音文件的数据描述与特点第,5,课程概述,数据压缩基本原理，数据压缩算法，图像压缩编码等,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章,多媒体数据压缩技术,第 5 章 图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,课程概述 数据压缩基本原理，数据压缩算法，图像压缩编码等,6,课程概述,图像原理，图像文件，图像处理技术，图像浏览,图像处理软件Photoshop，选区、色调、图层、通道、蒙版、滤镜,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,第 5 章,图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,课程概述 图像原理，图像文件，图像处理技术，图像浏览第,7,课程概述,音频文件，采样频率，格式转换，编辑软件Cool Edit,编辑区域的确定，音频剪辑，音量控制，音轨合成,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,第 5 章 图像处理技术,第 6 章,数字音频处理技术,第 7 章 多媒体平台设计,课程概述 音频文件，采样频率，格式转换，编辑软件Cool,8,课程概述,Authorware创作工具，文字，图形，声音，视频设计,第 1 章 多媒体技术概述,第 3 章 多媒体数据描述,第 2 章 美学基础,第 4 章 多媒体数据压缩技术,第 56 章 图像处理技术,第 6 章 数字音频处理技术,第 7 章,多媒体平台设计,课程概述 Authorware创作工具，文字，图形，声音,9,多媒体技术概述,第,1,章,1.1 定义和关键技术,1.2 多媒体技术的应用领域,1.3 基本设备,多媒体技术概述第 1 章1.1 定义和关键技术,10,1.1 1 定义,1.1 定义和关键技术,多媒体技术定义,多媒体技术是利用计算机对文字、图像、图形、动画、音频、视,频等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。,“多媒体”一词源自“,Multi,media,”,Multiple,多重、复合,medium,的复数形式,media,介质、媒介和媒体,1,2,3,4,1.1 1 定义1.1 定义和关键技术 多媒体技术定义,11,(1) 多媒体是一种信息交流和传播的媒体，是用来进行信息交流和传播的。,(2) 是一种人机交互式的媒体。信息交互的层次：简单的低层次交互对象 是数据流；较复杂的包括文字、图形、图像、动画、视频等的高层次交互；虚拟现实（Virtual Reality，简写为VR）。,(3) 多媒体信息是以数字形式，而不是模拟信号存储、传输。,理解:,(4) 传播信息的媒体种类很多，从而改变计算机信息处理的单一模式，体现多媒体的“多”字。,(1) 多媒体是一种信息交流和传播的媒体，是用来进行信息交,12,媒体对象 文字,各类文字和符号,文字,多媒体,多媒体,多媒体,媒体对象 文字各类文字和符号文字多媒体多媒体多媒体,13,通过计算而描述的矢量图形,文字,图形,媒体对象矢量图形,通过计算而描述的矢量图形文字图形媒体对象矢量图形,14,用像素点描述的自然影像,文字,图形,图像,媒体对象位图图像,用像素点描述的自然影像文字图形图像媒体对象位图图像,15,单画面矢量动画、多画面帧动画,文字,图形,图像,动画,多画面帧动画,单画面矢量动画,FRAME,01,FRAME,02,FRAME,03,FRAME,04,FRAME,05,FRAME,06,FRAME,07,媒体对象动画,单画面矢量动画、多画面帧动画文字图形图像动画多画面帧动画单画,16,音频数字信号、压缩音频信号,文字,图形,图像,动画,音频,midi音频,wav音频,mp3压缩音频,媒体对象音频,音频数字信号、压缩音频信号文字图形图像动画音频 midi音,17,视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG,文字,图形,图像,动画,音频,视频,音频 + 视频,Audio Video Information,媒体对象视频,END,视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG文字图形图像动画音频视,18,采用按钮、菜单等实现媒体间的控制功能,文字,图形,图像,动画,音频,视频,控制,1. 概述,2. 课程演示,3. 课间音乐,4. 课堂作业,Button,Menu,媒体对象控制,采用按钮、菜单等实现媒体间的控制功能文字图形图像动画音频视频,19,关键技术,1.1.2,1) 数据获取、编码压缩技术,为了快速传输数据、提高处理速度和节省存储空间，一些压缩算法,和压缩手段已经标准化和模块化，被写入芯片中。,2) 音频视频实时处理技术,在多媒体的应用中，根据不同的应用目的，对这些媒体进行加速、,放慢、重复等处理。,3) 大容量信息存储技术,存储技术逐步走向成熟，光盘存储器从单一品种的CD-ROM存储器,发展到M.O.、CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW存储器等。,4) 集成电路制作技术,具有强大数据压缩运算能力的大规模集成电路是解决数据压缩等大,量计算问题的硬件保证，为多媒体技术的发展创造了有利的条件。,关键技术1.1.21) 数据获取、编码压缩技术2) 音频视频,20,CD-Audio（红皮书）,容量标准：单片光盘的容量为74min数字音乐，该音乐的采样频率为44.1Khz，量化位数为16bit，且为立体声，那么它最多可存储的数据量为： 746044100216/8=746.9MB,CD-ROM（黄皮书）,基本数据传输速率：每个扇区2KB，共有75个扇区，则数据传输速度为：752048B=150KB/s。,CD-I（绿皮书）,定义了CD-I的光碟格式与播放系统硬件的规格。, CD-Audio（红皮书） CD-ROM（黄皮书,21,Video CD,（白皮书）,存储影视节目。图像数据压缩标准使用MPEG1数据压缩技术，把74min的视频信息和声音同时记录在轨道上，即VCD标准。,DVD,数字影视光盘，利用的MPEG2.0数据压缩技术。使用DVD标准的激光盘可以容纳133-488min的影片；如果用于记录数据，可以保存4.7-,-,17GB。, Video CD （白皮书） DVD,22,多媒体技术的应用领域,1.2,形象教学,仿真工艺过程,模拟交互过程,电子教案、教学,网络多媒体教学,教育领域,（形象教学、模拟展示）,多媒体技术的应用领域1.2 形象教学 仿真工艺过程 模,23,多媒体技术的应用领域,1.2,生物形态模拟,生物智能模拟,人类行为智能模拟,过程模拟领域,（生物、人类智能模拟）,多媒体技术的应用领域1.2 生物形态模拟 生物智能模拟,24,影视商业广告,公共招贴广告,大型显示屏广告,平面印刷广告,多媒体技术的应用领域,1.2,商业广告,（特技合成、大型演示）, 影视商业广告 公共招贴广告 大型显示屏广告 平面印,25,多媒体技术的应用领域,1.2,电视/电影/卡通混编特技,三维成像模拟特技,演艺界MTV特技制作,仿真游戏、赌博游戏,影视娱乐业,（电影特技、变形效果）,多媒体技术的应用领域1.2 电视/电影/卡通混编特技 三,26,多媒体技术的应用领域,1.2,风光重现,风土人情介绍,服务项目,旅游业,（景点介绍）,多媒体技术的应用领域1.2 风光重现 风土人情介绍 服,27,1.3.1 CD-ROM激光存储器,基本设备,1.3,CD-ROM (C,ompact,D,isc,- R,ead,O,nly,M,emory,) ,只读激光存储器,CD-ROM,的性质,只读 (用户不能写入，只能读出),光学存储 (激光烧结),CD-R,(Recordable) 的性质,可追加写 / 读,光学存储 (激光烧结),CD-RW,(ReWritable) 的性质,可擦写 / 读,光学存储 (激光烧结),激光驱动器,CD-ROM,的构成,激光盘片,1.3.1 CD-ROM激光存储器基本设备1.3CD-RO,28,工作原理,导轨,激光头,聚碳酸酯片基,铝反射层,标签表面,聚焦透镜,激光源,数字信号,电信号,光电转换,译码,数据凹坑,激光盘,工作原理导轨激光头聚碳酸酯片基铝反射层标签表面聚焦透镜激光,29,工作原理,工作原理,30,激光头,功能：把存储在CD-ROM盘上的信息转换成电信号。,CD-ROM把经聚集后的激光投射到光盘上，利用激光在凹坑上反射的激光强度，比在非凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，再通过光电转换器件变成电信号，从而区分凹坑和非凹坑长度和它们的跳变沿。,聚焦伺服,为了使激光束的聚点落在光盘的信息面上，CD-ROM驱动器采用自动聚集伺服系统来实现。,道跟踪伺服,为确保聚集光束能沿着螺旋形光道正确读出信息，CD-ROM采用径向光道跟踪技术。光道跟踪伺服系统是通过产生偏离光道的误差信号，控制光头调整聚集光束，使它能落在凹坑的光道中央的。, 激光头 聚焦伺服 道跟踪伺服,31,CLV伺服,由于CD-ROM盘要以恒定线速度（CLV）旋转，这意味着驱动光盘旋转的驱动马达的速度要随光头所处的位置而变化。,在CD-ROM标准中，线速度为1.2m/s，为保持这个恒定速度，光头从导入区移到导出区，光盘驱动马达的速度从500r/min降到200r/min。,EFM调制,从聚焦伺服系统系统输出的数据信号是经过EFM调制后的信号。这个过程要从通道位中检测出同步位、去掉合并位、把14位通道位变成8位数据，最后还原成原始的帧格式。,错误检测和校正处理,CD-ROM采用二级错误校正：一级是CIRC（Cross Interleaved Reed-Dolomon Code），另一级是ECC（Error Correction Coed）。, CLV伺服 EFM调制 错误检测和校正处理,32,CD与DVD的结构比较,标签,金属反射层,(记录信息介质),聚碳酸酯片基,片基厚度,0.9 1mm,记录信息介质易损坏,工艺简单，成本低,记录信息介质不易损坏,工艺复杂，成本高,片基厚度,0.4 0.5mm,CD,650MB,DVD,4.7GB,CD与DVD的结构比较标签片基厚度记录信息介质易损坏记录信,33,显示适配器,1.3.2,显示适配器,显示器,主机箱,主板,显示电缆,ROM BIOS：只读驱动程序,RAM ：显示缓冲存储器,控制电路,信号输出端子,显示信号输出 显示处理器,显示适配器与显示器,独立显卡,显示适配器1.3.2显示适配器显示器主机箱主板显示电缆,34,VL模式,PCI模式,AGP模式,显示卡的模式, VL模式 PCI模式 AGP模式 显示卡的,35,普通显卡,完成显示基本功能。,3D图形卡,专为带有3D图形的高档游戏开发的显卡。,显示/TV集成卡,在显卡上集成了TV高频头和视频处理电路。,显示/视频输出集成卡,在显卡上集成了视频处理部件。,显示卡的种类, 普通显卡 3D图形卡 显示/TV集成卡 ,36,CRT,1.3.2,最大分辨率 16001200,点距 0.24mm,0.14mm,像素点距 0.220.25mm,行频 (刷新频率、带宽) 200MHz,视角 接近180,屏幕尺寸 17、19、22in,(可视面积屏幕尺寸),显示适配器与显示器,(阴极射线管)显示器,CRT1.3.2 最大分辨率 16001200点距 0,37,球面,球面上的显示信息变形严重 。,柱面,横向呈弧形、纵向呈平面的形式 。,物理纯平,显示屏的内外表面均呈平面的形式。即显像管内外部达到真正的完全平面，视角达180度。,视觉纯平,显示屏的外表面呈平面，内表面呈弧线的形式，视觉上呈现真正的平面，达到了所谓的“视觉纯平”效果 。,CRT显示屏结构的变迁, 球面 柱面 物理纯平 视觉纯平 CR,38,三枪三束CRT,三枪三束CRT有三个独立的电子枪，分别透过遮罩向荧光体发射电子束。遮罩上有很多小孔，每个小孔对应一个像点，三束电子束穿过小孔照射到荧光体上。,荧光体按照电子枪的排列形状，分别涂有红、绿、蓝荧光物质，每个电子束对应一种颜色。当穿过遮罩小孔的三束电子束强度各自发生变化时，小孔后面的三色荧光物质将产生不同强度的光线。,彩色显示器原理, 三枪三束CRT彩色显示器原理,39,LCD彩色液晶显示器,1.3.2,TN技术 (液晶硅),TFT技术 (非晶硅) 高亮度,屏幕尺寸 15 in 22 in,亮度 260 320 nits,对比度 300:1 1000:1,响应时间 8 ms 20 ms,可视角度,水平：120 170,垂直： 95 120,显示,本底,亮度,对比度,时间,显示适配器与显示器,LCD彩色液晶显示器1.3.2 TN技术 (液晶硅)显示,40,色彩表现力比较,色彩的表现力方面，CRT超过LC的。早几年，LCD厂商宣传的LCD显示器能显示32位真彩色实际上是通过抖动算法实现的。,图像的抖动（Dithering）：一种非常有用的利用较少的色彩显示较丰富颜色信息的方式。,假设有两个调开的水彩颜色，放在色盘上，两种颜色中间空出些位置。把两种颜色混合。为了使两种颜色不要区分得那么明显，大力抖动色盘，则A颜色向B颜色靠过来，B颜色也向A颜色端混过来，结果在中间地区形成一些由原来两种颜色混合起来的过渡色。,灰阶也是色彩表现能力的一部分。很多情况下色彩的变化往往可以体现为亮度的变化；但人对亮度变化的敏感程度远高于色阶的变化，所以，具有明显亮度特征的灰阶就成为考察色彩表现能力的极佳手段。,从主观上来看，CRT的灰阶远远好于LCD显示器。低阶灰色的表现能力差是许多LCD存在的问题。,液晶显示器和纯平显示器 比较, 色彩表现力比较液晶显示器和纯平显示器 比较,41,声音适配器,1.3.3,声音适配器,主机箱,主板,音箱,音频信号,数字信号,音箱,(声卡),作用: 数字信号与模拟信号之间的双向转换,单板 (输出功率大，抗干扰，音质好),音乐合成方法：FM合成法、波形表合成法,采样模式 16bit 24bit,结构：模数转换电路、数模转换电路 、,ISA或PCI总线接口,、,麦克风和扬声器的输入输出接口,声音适配器,声音适配器1.3.3声音适配器主机箱主板音箱音频信号数字信号,42,创新声卡接口颜色规范定义,创新声卡接口颜色规范定义,43,声道与音箱,双声道立体声音箱,音频放大器,左声道 右声道,右环绕,中置,低音炮,左环绕,低音炮,2.1 声道环绕立体声音箱,5.1 声道环绕立体声音箱,环绕立体声产品,(1) 声卡,(2) 音箱系统,声道与音箱 双声道立体声音箱音频放大器左声道,44,触摸屏的种类及其技术特点,触摸屏 输入设备，坐标定位装置,触摸屏组成,作 用 将坐标信息送入计算机,触摸检测装置,特点：高透明度，可触摸,作用：获得触摸坐标信息,触摸屏控制卡,作用：分析触摸坐标信息,坐标信息数字化,经电缆传送至主机,显示器,触摸检测装置,触摸屏控制卡,驱动程序,电缆,驱动程序,作用：提供数据分析方法,规范信号传送格式,控制硬件动作,1.3.4,触摸屏,触摸屏的种类及其技术特点 触摸屏 输入设备，坐标定位装,45,红外线触摸屏,利用红外线技术的装置，其传感器四周,布满红外线发射器和接收器，形成红外,线矩阵。将传感器固定在普通显示器的,前面，当手触摸时，红外线被遮挡，检,测X方向和Y方向被遮挡的位置。,发射器,接收器,发,射,器,接,收,器,电容触摸屏,利用电容量的改变进行检测。当人体触摸该触摸屏时，与触摸屏相,连的振荡回路中的电容量发生改变，从而会破坏振荡的条件，这种,变化被触摸屏控制电路检测并转换成触摸信号和坐标数据。,触摸屏的种类及其技术特点,红外线触摸屏利用红外线技术的装置，其传感器四周发射器接收器,46,电阻触摸屏,+5V,+5V,+5V,0V,0V,X方向,Y方向,第1层 I TO,第2层 I TO,第1层 I TO,第2层 I TO,R, 将检测到的电阻值转换成坐标数字信息。,多层复合结构：玻璃或有机玻璃作基膜，在上涂覆两层ITO透明导电层，,导电层之间留有缝隙（小于1/1000 in），互相绝缘。,触摸屏的种类及其技术特点,电阻触摸屏+5V+5V+5V0V0VX方向Y方向第1层 I,47,表面声波触摸屏,发射,X方向,Y方向,第1层,第2层,发射,接收,接收,第1层 I TO,第2层 I TO,矢量压力触摸屏 将触摸压力点的位置和压力转换成坐标信息。, 将阻挡声波的位置转换成坐标数字信息。,触摸屏的种类及其技术特点,表面声波触摸屏发射X方向Y方向第1层第2层发射接收接收第1,48,视频卡的种类、功能及结构原理,视频卡,1.3.5,1) 视频转换卡 将计算机的VGA信号转换成PAL、NTSC或SECAM,制视频信号，输出到电视机、录像机等视频设备中。,2) 视频捕捉卡 将视频信号转换成静态图像信号，进而对其进行加工,和修改，并保存标准格式的图像文件。,3) 动态视频捕捉卡 对动态影像实时转换成压缩数据存储，还可重放,影像。常用于现场监控、安全保卫等场合。,4) 视频压缩卡 采用JPEG和MPEG数据压缩标准，对视频信号进行,压缩和解压缩，用于制作DVD、VCD等。,5) 视频合成卡 把文字、图片以及字幕叠加到模拟视频信号源上，常,见的模拟视频信号源有录像、光盘以及电视等。,视频卡的种类、功能及结构原理视频卡1.3.51) 视频转,49,多媒体技术基础知识课件,50,1 扫描仪概述,扫描仪,1.3.6,台式,平板式,手持式,滚筒式,透射式 (底片扫描仪),多用机,按原理分：反射式、透射式、多用机,按结构分：手持式、平板式、滚筒式、台式,反,射,式,1 扫描仪概述扫描仪1.3.6台式平板式手持式滚筒式透射式,51,基本工作原理,2,透射式扫描原理,扫描样张,光电转换器,光源,底片扫描仪,扫描样张,光电转换器,导轨,光源,数字信号输出,反射式扫描原理,数字信号输出,识别反射光线,识别穿透光线,平板式扫描仪,基本工作原理2 透射式扫描原理扫描样张光电转换器光源底片扫,52,