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第 4章 多媒体技术基础（ 4）
本章重点和难点：多媒体音频和视频处理技术以及多媒体课件制作。
本章学习目的：了解多媒体音频和视频处理技术，初步掌握多媒体课件制作技术，了解 VOD的组成和应用。
本章学习内容：多媒体技术基本概念、
多媒体的音频技术、多媒体视频处理技术、多媒体课件制作实例、多媒体视频点播技术、多媒体光盘技术。
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4.1 多媒体技术基本概念
4.1.1 多媒体计算机技术及其特点媒体是指信息表现、传输及存储的基本技术和手段，即指对各种形式的信息进行处理和应用的整套技术。多媒体（ Multimedia）技术是利用计算机综合地处理文字、图像、声音、视频、动画等。三个特点：集成性 (载体、设备）、实时性（声音、视频图像）、交互性（人机交互界面，主动性）。
多媒体技术是微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术等相关科学技术综合发展的产物。计算机若离开了网络和多媒体技术，
无从谈应用前景。无从谈所有人青睐。
多媒体应用技术是利用计算机将各种媒体以数字化的方式集成在一起从而使计算机具有表现、处理、存储多种媒体信息的综合能力。常见的媒体形式有,文字、图形、图像、声音 等
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4.2 多媒体音频技术
声卡的主要功能,录制、编辑和回放数字声音文件；
压缩和解压缩信号，以节省存储空间；具有乐器数字接口（ MIDI-Musical Instrument Data Interface）。
音频技术的基本概念：声带 —— 震动 —— 声波 —— 空气分子传播 —— 声音（频率、振幅、周期描述），频率决定声音的音调，振幅决定声音的响度。
音频数据数字化的过程：采样、量化和编码。
单位时间内采样的次数称为采样频率,目前经常使用的国际采样标准有 44.1KHZ,22.05KHZ,11.025KHZ三种 。
表示采样值的二进制数的位数称为量化位数,量化位数越多声音就越好 。 （ 8位,16位,32位 ）
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4.3 多媒体视频处理技术
图形与图像：图形反映物体的局部，它是真实物体的模型化；图像反映物体的整体性，它是物体的真实再现。计算机存储图形或图像采用两种格式：位图（ bitmap）格式和矢量（ vector）格式。
位图是以数字点阵信息组成的二维像素矩阵，用以反映图形或图像文件中各个像素点的亮度、灰度和色彩等信息。优点是大量细节信息可快速地显示在计算机屏幕上。矢量图不直接描述图像中每个像素点的信息，而是通过一组指令来描述其中所有像素点产生的过程和方法。优点是容易实现图像的移动、缩放、旋转和扭曲等变换。一般图像处理软件都是对位图进行，矢量图要先进行转换。
5
视频技术的基本概念计算机处理的图像是数字化的图像，是由规则排列的细小的点组成的矩阵，
并根据每一点的颜色和亮度赋予不同的数值。把这些数据按一定的格式进行编码组合就得到了数字化的图像，其中的点叫做像素。组合图像数据的格式，叫数字图像格式，把图像数据存成文件就得到图像文件。图像文件按其数字图像格式的不同一般具有不同的扩展名，常见的图像文件格式有位图文件（ *,BMP）,PCX文件 (*,PCX),GIF文件 (*,GIF),TIFF文件 (*,TIFF),JPG等。数据压缩算法,PCM、哈夫曼、变换编码、插值和外推码等
无损压缩 —— 根据数学中的数据统计原理进行的图像数据压缩处理，压缩比 2,1到 5,1，压缩比不高，但保留了愿图像文件中的全部信息，常用的无损压缩图像格式有,BMP,TIFF,PCX、
GIF
有损压缩 —— 是以损失图像中某些信息为代价来换取较高的压缩率，但损失的信息多数是对人的视觉感知不太重要的信息，由于损失的信息不能恢复，有损压缩是不可逆的。如,JPG
视频卡 —— 是对所有用于视频信号的输入输出接口功能卡的总称。
根据功能可划分为：显示卡、图形加速卡、视频采集卡、电视卡、
视频解压卡和视频压缩卡。图形加速卡是一种对二维或三维图形数据进行加速处理的硬件设备，与显示卡配合，形成一种新型的视频显示卡（ AGP，采用 AGP总线），数据的传输速度能达到内存的速度，即将内存中的数据快速的显示在屏幕上。视频采集卡的功能是将模拟视频信号转换成数字视频信号，主要由视频信号采集模块、音频信号采集模块和总线接口模块组成。
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计算机中采用 RGB（红、绿、蓝）三原色根据色度学理论使用不同的比例混合得到各种不同的颜色。
若计算机中用于表示 R,G,B的颜色分量的位数分别为 N1,N2,N3,则可表示的像素的图像深度为 N1+N2+N3,则表示的图像的颜色数为 2（ N1+N2+N3） 。 单色图像的颜色深度为 1,只能表示两种颜色；颜色深度为 8,则可表示 256
种不同的颜色；真彩色的图像深度为 24位,即分别用 8位来表示 R,G,B三个颜色分量,可表示的颜色数为 224 =16,777,216。
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4.4 多媒体课件制作实例
环境分析、教学设计、
脚本设计、软件编写、
评价与修改、使用与发行
学习者的特点、教学内容单元的划分、文字内容描述与媒体表现方式及交互式界面
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4.5 多媒体视频点播系统
VOD概述通常多媒体信息的传输处理发展路线有三种,它们分别是,电信网 +多媒体,,,计算机网 +多媒体,,,电视网 +多媒体,。 视频点播 （ VOD）
又称为交互式电视 （ Interactive TV,ITV）,由于视频信息量大,一般是指利用电视网来进行多媒体信息的处理,实现电视的点播 。 但随着通讯网络传输带宽的提高,尤其是互连网技术的飞速发展,利用计算机网络,电信网络实现视频信息的处理也已得到飞速的发展 。 特点：主动性,选择性
ATM-Asynchronous Transfer Mode异步传输模式
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VOD网络结构及其子系统框架视频服务器视频服务器器器视频服务器
ATM 宽带网络网络入口网络机顶盒机顶盒机顶盒电视机电视机电视机
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VOD的应用
电影点播服务
远程购物
远程教学
游戏
新闻点播
TV列表
Internet访问
卡拉 OK服务
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4.6 多媒体光盘技术
光盘存储原理
CD-ROM—— Compact Disk Read Only Memory只读光盘存储器。直径 120毫米、厚度为 1.2毫米、
重量约为 14-18克的圆盘。存储容量 650兆字节。
光盘驱动器 —— 由光学头、光学头驱动机构、
CD-ROM盘驱动机构、控制线路等组成。使用激光从光盘上读取信息。
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CD-R/RW刻录机当大量的网上下载软件,VCD或 DVD的数据占据着多媒体计算机的硬盘时,我们迫切需要一个设备能把这些信息备份下来,光盘刻录机是我们的首选 。 光盘刻录机根据刻录光盘的不同可分为 CD-R刻录机和 CD-RW刻录机 。
CD-R刻录机是实现对 CD-R空白盘中写入数据的操作,且只能一次写入 。 CD-R 盘片为什么能被刻录,这是由 CD-R盘片的结构来决定的 。
CD-R盘片同 CD-ROM盘片的最大不同之处是
CD-R盘片比 CD-ROM盘片多了一层染色层,
也就是录制层,如图 4.10和图 4.11所示 。 当数据写入时,CD-R刻录机发出高能量的激光将录制层熔化,形成数据坑 。
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CD-RW刻录机是实现对 CD-RW（可擦写式光盘）光盘进行写入和擦除的操作。 CD-RW盘片具有普通光盘的特点，又能重复读写，一般是指相变型光盘。
DVD光盘和光盘技术的发展
DVD（ Digital Video Disk）被誉为“新世纪的记录媒体”，最主要的特色是其超大的记录容量。盘片尺寸大小和 CD盘片一样，直径 12mm，由两张厚度 0.6mm盘片贴合而成。采用,MPEG-2”影像压缩技术与,PWA”
高密度记录方式，单面即可记录 4.7GB的影像、声音及数据多媒体信息，约为目前 CD盘片容量的 7倍。每张
DVD光盘的播放时间为 133分钟,且分辨率与现在电视相同，也就是说可以把一整部电影录在一张盘片上。
除此之外,DVD不但可双面记录，每单面亦可分两层记录，而两层式双面记录的最大容量约可达到 17 GB。
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小结
本章主要介绍了多媒体技术的应用与发展,多媒体音频技术和多媒体视频技术,介绍了光盘技术及工作原理,即将普及的多媒体视频点播技术,以及多媒体课件制作事例 。 关于光盘的分类,超媒体,超文本技术分别在第 2章和第 9
章介绍 。 通过本章的学习,除了掌握多媒体技术的基础知识外,在实践上要掌握多媒体技术的应用,学会制作多媒体作品 。
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习题
1,什么是多媒体技术?简述它的特点 。
2,简述开发一个多媒体课件的步骤?
3.简述光盘的工作原理及 CD-ROM/R/RW各自的特点 。
第 4章 多媒体技术基础（ 4）
本章重点和难点：多媒体音频和视频处理技术以及多媒体课件制作。
本章学习目的：了解多媒体音频和视频处理技术，初步掌握多媒体课件制作技术，了解 VOD的组成和应用。
本章学习内容：多媒体技术基本概念、
多媒体的音频技术、多媒体视频处理技术、多媒体课件制作实例、多媒体视频点播技术、多媒体光盘技术。
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4.1 多媒体技术基本概念
4.1.1 多媒体计算机技术及其特点媒体是指信息表现、传输及存储的基本技术和手段，即指对各种形式的信息进行处理和应用的整套技术。多媒体（ Multimedia）技术是利用计算机综合地处理文字、图像、声音、视频、动画等。三个特点：集成性 (载体、设备）、实时性（声音、视频图像）、交互性（人机交互界面，主动性）。
多媒体技术是微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术等相关科学技术综合发展的产物。计算机若离开了网络和多媒体技术，
无从谈应用前景。无从谈所有人青睐。
多媒体应用技术是利用计算机将各种媒体以数字化的方式集成在一起从而使计算机具有表现、处理、存储多种媒体信息的综合能力。常见的媒体形式有,文字、图形、图像、声音 等
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4.2 多媒体音频技术
声卡的主要功能,录制、编辑和回放数字声音文件；
压缩和解压缩信号，以节省存储空间；具有乐器数字接口（ MIDI-Musical Instrument Data Interface）。
音频技术的基本概念：声带 —— 震动 —— 声波 —— 空气分子传播 —— 声音（频率、振幅、周期描述），频率决定声音的音调，振幅决定声音的响度。
音频数据数字化的过程：采样、量化和编码。
单位时间内采样的次数称为采样频率,目前经常使用的国际采样标准有 44.1KHZ,22.05KHZ,11.025KHZ三种 。
表示采样值的二进制数的位数称为量化位数,量化位数越多声音就越好 。 （ 8位,16位,32位 ）
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4.3 多媒体视频处理技术
图形与图像：图形反映物体的局部，它是真实物体的模型化；图像反映物体的整体性，它是物体的真实再现。计算机存储图形或图像采用两种格式：位图（ bitmap）格式和矢量（ vector）格式。
位图是以数字点阵信息组成的二维像素矩阵，用以反映图形或图像文件中各个像素点的亮度、灰度和色彩等信息。优点是大量细节信息可快速地显示在计算机屏幕上。矢量图不直接描述图像中每个像素点的信息，而是通过一组指令来描述其中所有像素点产生的过程和方法。优点是容易实现图像的移动、缩放、旋转和扭曲等变换。一般图像处理软件都是对位图进行，矢量图要先进行转换。
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视频技术的基本概念计算机处理的图像是数字化的图像，是由规则排列的细小的点组成的矩阵，
并根据每一点的颜色和亮度赋予不同的数值。把这些数据按一定的格式进行编码组合就得到了数字化的图像，其中的点叫做像素。组合图像数据的格式，叫数字图像格式，把图像数据存成文件就得到图像文件。图像文件按其数字图像格式的不同一般具有不同的扩展名，常见的图像文件格式有位图文件（ *,BMP）,PCX文件 (*,PCX),GIF文件 (*,GIF),TIFF文件 (*,TIFF),JPG等。数据压缩算法,PCM、哈夫曼、变换编码、插值和外推码等
无损压缩 —— 根据数学中的数据统计原理进行的图像数据压缩处理，压缩比 2,1到 5,1，压缩比不高，但保留了愿图像文件中的全部信息，常用的无损压缩图像格式有,BMP,TIFF,PCX、
GIF
有损压缩 —— 是以损失图像中某些信息为代价来换取较高的压缩率，但损失的信息多数是对人的视觉感知不太重要的信息，由于损失的信息不能恢复，有损压缩是不可逆的。如,JPG
视频卡 —— 是对所有用于视频信号的输入输出接口功能卡的总称。
根据功能可划分为：显示卡、图形加速卡、视频采集卡、电视卡、
视频解压卡和视频压缩卡。图形加速卡是一种对二维或三维图形数据进行加速处理的硬件设备，与显示卡配合，形成一种新型的视频显示卡（ AGP，采用 AGP总线），数据的传输速度能达到内存的速度，即将内存中的数据快速的显示在屏幕上。视频采集卡的功能是将模拟视频信号转换成数字视频信号，主要由视频信号采集模块、音频信号采集模块和总线接口模块组成。
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计算机中采用 RGB（红、绿、蓝）三原色根据色度学理论使用不同的比例混合得到各种不同的颜色。
若计算机中用于表示 R,G,B的颜色分量的位数分别为 N1,N2,N3,则可表示的像素的图像深度为 N1+N2+N3,则表示的图像的颜色数为 2（ N1+N2+N3） 。 单色图像的颜色深度为 1,只能表示两种颜色；颜色深度为 8,则可表示 256
种不同的颜色；真彩色的图像深度为 24位,即分别用 8位来表示 R,G,B三个颜色分量,可表示的颜色数为 224 =16,777,216。
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4.4 多媒体课件制作实例
环境分析、教学设计、
脚本设计、软件编写、
评价与修改、使用与发行
学习者的特点、教学内容单元的划分、文字内容描述与媒体表现方式及交互式界面
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4.5 多媒体视频点播系统
VOD概述通常多媒体信息的传输处理发展路线有三种,它们分别是,电信网 +多媒体,,,计算机网 +多媒体,,,电视网 +多媒体,。 视频点播 （ VOD）
又称为交互式电视 （ Interactive TV,ITV）,由于视频信息量大,一般是指利用电视网来进行多媒体信息的处理,实现电视的点播 。 但随着通讯网络传输带宽的提高,尤其是互连网技术的飞速发展,利用计算机网络,电信网络实现视频信息的处理也已得到飞速的发展 。 特点：主动性,选择性
ATM-Asynchronous Transfer Mode异步传输模式
9
VOD网络结构及其子系统框架视频服务器视频服务器器器视频服务器
ATM 宽带网络网络入口网络机顶盒机顶盒机顶盒电视机电视机电视机
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VOD的应用
电影点播服务
远程购物
远程教学
游戏
新闻点播
TV列表
Internet访问
卡拉 OK服务
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4.6 多媒体光盘技术
光盘存储原理
CD-ROM—— Compact Disk Read Only Memory只读光盘存储器。直径 120毫米、厚度为 1.2毫米、
重量约为 14-18克的圆盘。存储容量 650兆字节。
光盘驱动器 —— 由光学头、光学头驱动机构、
CD-ROM盘驱动机构、控制线路等组成。使用激光从光盘上读取信息。
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CD-R/RW刻录机当大量的网上下载软件,VCD或 DVD的数据占据着多媒体计算机的硬盘时,我们迫切需要一个设备能把这些信息备份下来,光盘刻录机是我们的首选 。 光盘刻录机根据刻录光盘的不同可分为 CD-R刻录机和 CD-RW刻录机 。
CD-R刻录机是实现对 CD-R空白盘中写入数据的操作,且只能一次写入 。 CD-R 盘片为什么能被刻录,这是由 CD-R盘片的结构来决定的 。
CD-R盘片同 CD-ROM盘片的最大不同之处是
CD-R盘片比 CD-ROM盘片多了一层染色层,
也就是录制层,如图 4.10和图 4.11所示 。 当数据写入时,CD-R刻录机发出高能量的激光将录制层熔化,形成数据坑 。
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CD-RW刻录机是实现对 CD-RW（可擦写式光盘）光盘进行写入和擦除的操作。 CD-RW盘片具有普通光盘的特点，又能重复读写，一般是指相变型光盘。
DVD光盘和光盘技术的发展
DVD（ Digital Video Disk）被誉为“新世纪的记录媒体”，最主要的特色是其超大的记录容量。盘片尺寸大小和 CD盘片一样，直径 12mm，由两张厚度 0.6mm盘片贴合而成。采用,MPEG-2”影像压缩技术与,PWA”
高密度记录方式，单面即可记录 4.7GB的影像、声音及数据多媒体信息，约为目前 CD盘片容量的 7倍。每张
DVD光盘的播放时间为 133分钟,且分辨率与现在电视相同，也就是说可以把一整部电影录在一张盘片上。
除此之外,DVD不但可双面记录，每单面亦可分两层记录，而两层式双面记录的最大容量约可达到 17 GB。
14
小结
本章主要介绍了多媒体技术的应用与发展,多媒体音频技术和多媒体视频技术,介绍了光盘技术及工作原理,即将普及的多媒体视频点播技术,以及多媒体课件制作事例 。 关于光盘的分类,超媒体,超文本技术分别在第 2章和第 9
章介绍 。 通过本章的学习,除了掌握多媒体技术的基础知识外,在实践上要掌握多媒体技术的应用,学会制作多媒体作品 。
15
习题
1,什么是多媒体技术?简述它的特点 。
2,简述开发一个多媒体课件的步骤?
3.简述光盘的工作原理及 CD-ROM/R/RW各自的特点 。
