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　　第3章 多媒體技術簡介

　　3.1多媒體的概念及特征

　　多媒體是指能夠同時對兩種或兩種以上的媒體進行采集、操作、編輯、存儲等綜合處理的技術。它的實質(zhì)就是將以各種形式存在的媒體信息數(shù)字化,用計算機對其進行組織加工，并以友好的形式交互地提供給用戶使用。

　　與傳統(tǒng)媒體相比，多媒體具有集成性、控制性、非線性、交互性、互動性、實時性、信息使用的方便性、信息結構的動態(tài)性等特點。其中，集成性和交互性是多媒體的精髓所在。

　　3.2多媒體數(shù)字化

　　在計算機和通信領域，最基本的三種媒體是聲音、圖像和文本。

　　1.聲音的數(shù)字化

　　計算機系統(tǒng)通過輸入設備輸入聲音信號，通過采樣、量化而將其轉換成數(shù)字信號，然后通過輸出設備輸出。采樣是指每隔一段時間對連續(xù)的模擬信號進行測量，每秒鐘的采樣次數(shù)即為采樣頻率。采樣頻率越高，則聲音的還原性就越好。量化是指將采樣后得到的信號轉換成相應的數(shù)值，轉換后的數(shù)值以二進制的形式表示。

　　聲音的主要物理特征包括頻率和振幅。最終產(chǎn)生的音頻數(shù)據(jù)量按照下面公式計算：

　　音頻數(shù)據(jù)量(B)=采樣時間(S)x采樣頻率(Hz)×量化位數(shù)(b)x聲道數(shù)/8

　　例如，計算3分鐘雙聲道、16位量化位數(shù)、44.1kHz采樣頻率聲音的不壓縮的數(shù)據(jù)量為：音頻數(shù)據(jù)量=180×44100 × 16×2/8=31752000 B≥30.28 MB

　　1.圖像的數(shù)字化

　　(1)靜態(tài)圖像的數(shù)字化

　　一幅圖像可以近似地看成由許多的點組成。因此它的數(shù)字化通過采樣和量化來實現(xiàn)。采樣就是采集組成一幅圖像的點，量化就是將采集到的信息轉換成相應的數(shù)值。

　　(2)動態(tài)圖像的數(shù)字化

　　人眼看到的一幅圖像在消失后，還將在人的視網(wǎng)膜上滯留十分之一秒，動態(tài)圖像正是根據(jù)這樣的原理而產(chǎn)生的。動態(tài)圖像是將靜態(tài)圖像以每秒鐘N幅的速度播放，當N≥25時，顯示在人眼中的就是連續(xù)的畫面。

　　(3)點位圖和矢量圖

　　表示或生成圖像有兩種辦法：點位圖法和矢量圖法。點位圖法是將一幅圖分成很多小像素，每個像素用若干二進制位表示像素的信息。矢量圖是用一些指令來表示一幅圖。

　　(4)圖像文件的格式

　　①bmp格式：Windows采用的圖像文件存儲格式。

　　②gif格式：聯(lián)機圖形交換使用的一種圖像文件格式。

　　③tiff格式：二進制文件格式。

　�、躳ng格式：圖像文件格式。

　�、輜mr格式：絕大多數(shù)Windows應用程序都可以有效處理的格式。

　�、辒xf格式：一種向量格式。

　　⑦jpeg格式：是目前所有格式中壓縮率最高的格式。

　　(5)視頻文件格式

　　①avi格式：Windows操作系統(tǒng)中數(shù)字視頻文件的標準格式。

　�、趍ov格式：QuickTime for Windows視頻處理軟件所采用的格式。

　　3.3多媒體數(shù)據(jù)壓縮

　　數(shù)據(jù)壓縮可以分為兩種類型：無損壓縮和有損壓縮。

　　1.無損壓縮

　　無損壓縮是利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計冗余進行壓縮，又稱可逆編碼。

　　其原理是統(tǒng)計被壓縮數(shù)據(jù)中重復數(shù)據(jù)的出現(xiàn)次數(shù)來進行編碼。解壓縮對壓縮的數(shù)據(jù)進行重構，重構后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)完全相同。無損壓縮能夠確保解壓后的數(shù)據(jù)不失真，產(chǎn)生原始對象的完整復制。

　　常用的無損壓縮格式：APE、FLAC、TAK、WavPack、TTA等。

　　2.有損壓縮

　　有損壓縮又稱不可逆編碼，有損壓縮是指壓縮后的數(shù)據(jù)不能夠完全還原成壓縮前的數(shù)據(jù)，與原始數(shù)據(jù)不同但是非常接近的壓縮方法。有損壓縮也稱破壞性壓縮，以損失文件中某些信息為代價來換取較高的壓縮比，其損失的信息多是對視覺和聽覺感知不重要的信息，但壓縮比通常較高。常用于音頻、圖像和視頻的壓縮。典型的有損壓縮編碼方法有：預測編碼、變換編碼、基于模型編碼、分形編碼及矢量量化編碼等。

　　3.無損壓縮與有損壓縮的比較

　　(1)無損壓縮

　　無損壓縮方法的優(yōu)點是能夠比較好地保存圖像的質(zhì)量，音質(zhì)高，不受信號源的影響，而且轉換方便。但是占用空間大，壓縮比不高，壓縮率比較低。

　　(2)有損壓縮

　　優(yōu)點是可以減少內(nèi)存和磁盤中占用的空間，在屏幕上觀看不會對圖像的外觀產(chǎn)生不利影響，但若把經(jīng)過有損壓縮技術處理的圖像用高分辨率打印出來，圖像質(zhì)量就會有明顯的受損痕跡。

　　4.多媒體的應用領域

　　(1)游戲和娛樂(2)教育與培訓

　　(3)商業(yè)(4)電子出版物

　　(5)工程模擬(6)家用多媒體

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