多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化第 3章 多媒体素材的数字化本章通过介绍多媒体设备、素材采集方法和素材保存的体系架构，从使用的角度给出多媒体硬件接口的相关内容、多媒体素材的常用采集方法和存储方式。
本章主要根据如图所示原理，讲述完成红色方框内步骤的方法和过程。
多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化本 章 结 构
3.1 音频素材及音频设备
3.2 图像素材及采集设备
3.3 视频素材及视频设备
3.4 USB和 IEEE1394
3.5 多媒体素材的存储设备
3.6 多媒体数据的压缩多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.1 数字音频数字音频就是将模拟的 (连续的 )声音波形数字化
(离散化 )，将一些连续平滑变化的模拟信号，即连续的波峰波谷状的信号通过模拟 /数字（ A/D）转换器来转变为计算机能够理解的,0”和,1”序列串。以便利用数字计算机进行处理和加工，然后再使用数字 /模拟（ D/A）
转换器将二进制信号还原为模拟信号，以更友好的方式展示给用户。
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3.1.2音频设备－声卡
l Speaker Out,连接外部的无源音箱和耳机。
l Line In,把外界的音源输入电脑
，可连接单放机或者外部音响的音频输出端。
l Line Out：连接外部的有源音箱或音响设备。
l Mic：用于连接麦克风。可通过此端口进行录制语音、进行语音识别或者打网络电话等。
l 游戏杆接口 /Midi接口,为了操作游戏方便，用于连接游戏控制杆或游戏手柄。
1.输入输出端口：
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3.1.2音频设备－声卡
2.声卡的性能指标和分类,
(1)采样的位数,可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大录制和回放的声音就越真实。
(2)采样的频率,指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。
(3)调频,控制 载波与调波
(4)波表技术,将各种真实乐器所能发出的所有声音录制成 波表文件 。
(5)声卡的声道数,单声道、双声道、四声道和五声道。
(6)3D音效,流行的 Direct Sound 3D,A3D和 EAX等标准。
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3.1.2音频设备－声卡
3.声卡的安装和使用硬件安装,断掉计算机电源，再放掉手中静电，打开主机箱，将声卡插入主板上相应空闲的功能扩展槽中，目前的声卡大多是 PCI接口的，所以插入主板上白色的 PCI
插槽。
软件安装,如果声卡的芯片为主流产品,windows操作系统会自带其驱动程序，系统会自动识别声卡种类并安装完成。如果 windows环境未带有你的声卡芯片的驱动系统，系统会提示你随卡配送的驱动程序光盘，插入后选择相应驱动程序所在路径，系统就自动完成安装。
声卡安装成功的标志是屏幕右下角出现小喇叭标志多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.3 音频素材的采集
正确连接音源和声卡
录音音源选择
启动,录音机,程序录音
存储声音文件
1.利用声卡进行录音采集多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.3 音频素材的采集
2,从光盘中采集从 VCD电影光盘或者 CD音乐盘中采集需要的音频素材 。利用 国产优秀多媒体播放软件,超级解霸 。
3.连接 MIDI键盘采集对于 MIDI音频素材的采集，可以通过 MIDI输入设备弹奏音乐，然后让音序器软件自动记录，最后在计算机中形成音频文件，完成数字化的采集。
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3.1.4 音频素材的保存格式
Wav格式,又称波形文件，它还原的音质较好，但所需存储空间较大。 Windows下录音机录制的声音就是这种格式。
Midi格式,是 Musical Instrument Digital Interface
（乐器数字接口）的缩写,记录的是一系列指令而不是数字化后的波形数据，所以它占用存储空间比 Wav文件要小很多。
MP3格式,是对 MPEG Layer 3的简称，他能以较小的比特率、较大的压缩率达到近乎 CD音质。网上音乐大量使用 MP3
格式。
Ra格式,Ra格式是 Real Audio的简称。
WMA格式,WMA就是 Windows Media Audio的缩写，是微软自己开发的 Windows Media Audio技术。
数字音频信息在计算机中是以文件的形式保存多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.1 数字图像图形图像作为一种视觉媒体，早已成为人类信息传输、思想表达的重要方式之一。计算机图形技术实际上是绘画技术与计算机技术相结合而形成的。在计算机出现以前，图像处理主要是依靠光学、照相、像片处理和视频信号处理等模拟的处理。随着多媒体计算机的产生与发展，数字图像代替了传统的模拟图像技术，形成了独立的,数字图像处理技术,。多媒体技术借助数字图像处理基础得到迅猛发展，同时又为数字图像处理技术的应用开拓了更为广阔的空间。
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3.2.2 图像采集设备数码相机也叫数字式相机，
是光、机、电一体化的产品。
数码相机的核心部件是电荷耦合器件 (CCD)图像传感器，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想象来修改图像。
1,数码照相机多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,CCD和像素,所谓像素即 CCD上的感光元件，像素的多少直接关系着所摄照片的清晰度，像素越多则图像越清晰。
2,存储器,数码相机与普通相机的区别在于其摄入的图片直接存储在相机存储器中。存储体也有容量限制，但规格要多得多，
一般有 4M,8M,16M和 32M等。
3,对焦和变焦,普通的中低档数码相机采用自动对焦方式，自动调准焦距。高档的专业相机则保留手动调焦模式。
4,输出,基本上所有数码相机都支持 RS232串口通信和 USB方式。
5,存储格式,数码相机所拍摄的照片数据基本上都以 JPEG方式存储，并可选择压缩率。
数码照相机相关技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。
你可以利用扫描仪输入照片建立自己的电子影集；输入各种图片建立自己的网站；扫描手写信函再用 E-mail发送出去以代替传真机；还可以利用扫描仪配合 OCR软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。这都展示出扫描仪不凡功能，它使我们在办公、学习和娱乐等各个方面提高效率并增进乐趣。
1,扫描仪多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,扫描仪的分辨率,光学分辨率是扫描仪最重要的性能指标之一，
它直接决定了扫描仪扫描图像的清晰程度。
2,色彩位数和 灰度值,色彩位数是反映扫描仪对扫描的图像色彩范围的辨析能力。通常扫描仪的色彩位数越多，就越能真实反映原始图像的色彩，扫描仪所反映的色彩就越丰富，扫描的图像效果也越真实，当然随之造成图像文件体积也会增大。
3,感光元件,目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，
电荷耦合器（ CCD），接触式感光器件（ CIS或 LIDE）。目前使用 CCD的扫描仪仍属多数。
4,扫描幅面,A4,A4加长,A3,A1,A0。
5,存扫描仪的接口,通常分为 SCSI,EPP,USB三种 。
扫描仪的 指标和参数多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,手持式扫描仪
2,小滚筒式扫描仪
3,平板式扫描仪扫描仪的分类：
软件及驱动程序,
扫描仪均支持 TWAIN协议 。 是扫描仪厂商共同遵循的规格,是应用程序与影像捕捉设备间的标准接口 。 扫描仪软件可以在几乎所有支持 TWAIN的软件上直接进行扫描 。
OCR是字符识别软件的简称，常见的 OCR软件有清华紫光、尚书、蒙恬等等。
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3.2.3 图像素材的采集
1,一是将已有的相片或图案通过扫描仪 扫描 进入计算机中。
2,通过数码相机拍照，用数码照相机 拍摄 感兴趣的画面，拍摄完成后本身已经存储在照相机的存储卡中形成了图像文件。然后把数码相机通过 USB接口和计算机连接，启动随数码照相机配送的图像获取和编辑软件，就可以轻松地把数码照相机中的图像文件下载到本地计算机中。
3,第三种采集图像的方法是可以通过自己 绘制 图像，简单的可以使用 windows下的,画笔,,专业的可以使用
Photoshop或者 CorelDraw，绘制完成后存储成各种格式的图像，也完成了素材的采集。
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3.2.4 图像素材的存储格式
1.PSD格式,这种图像文件格式是 Photoshop7.0默认的格式。
其文件格式后缀为 PSD和 PDD。
2.TIFF格式,TIFF的缩写全称为带标记的图像文件格式
(Tagged Image File Format)。 TIFF是万维网上最流行的一种图像文件格式。
3.JPEG格式,JPEG格式是现在使用最为广泛的格式之一,
优点之一是可以压缩图像数据。
4.BMP格式,BMP格式是 Windows操作系统的故有格式。
5.GIF格式,GIF文件内部分成许多存储块，用来存储多幅图像或者是决定图像表现行为的控制块，用以实现动画和交互式应用。
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3.3.1 数字视频数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，
将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质（如录像带）。播放时，视频信号被转变为帧信息，并以每秒约 30帧的速度投影到显示器上，
使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒 24帧。
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3.3.2 视频设备介绍无论声音还是影像，在交由电脑处理的时候都是以二进制数码方式存在的。在完成处理后，电脑必须把这些数字信号转换成模拟信号，才能够让人们识别。对于声音，完成这一工作的是我们前面讲过的声卡。而对于影像，完成这一转换功能的部件就是显示卡，或简称显卡。可以这么绝对的说，
在显示器上显示的任何东西都要先经过它的处理。
1,显示卡多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍
1,分辨率,它代表了显示卡在显示器上所能描绘的电的数量，一般以横向点 × 纵向点数来表示，如,640× 480,1024× 768等。
2,色深（颜色数 ）,它是指显示卡在当前分表率下能同屏幕的色彩数量，一般以多少色或多少位来表示，比如：常见的 256色或
8位,32位的真彩色等。
3,刷新率,它是指影像在显示器上更新的速度，也即是影像每秒钟在屏幕上出现的帧数，单位是 MHz。目前大部分流行的显示卡都能在 800× 600的分辨率下达到 85Hz的刷新率。刷新率越高，
屏幕上图像的闪烁感就越小，图像越稳定，视觉效果也越好。
显示卡的基本指标：
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3.3.2 视频设备介绍
1,显示芯片,可以把显示芯片想象成专门用来处理图像的 CPU，它可以处理软件指令以完成某些特定的绘图功能。
2,显示内存,显示内存用来暂存显示芯片处理的数据，我们在屏幕上看到的图像数据都是存放在显示内存里的。
3,RAMDAC,它实际是一个数 /模转换器 。
4,VGA BIOS:包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序、产品标识等信息 。
5,显示器插座,VGA插座 和 DVI插座。
6,总线接口,ISA,VESA,PCI,AGP。
显示卡的基本结构：
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3.3.2 视频设备介绍显卡的安装和声卡的安装方法很类似，显示卡安装成功后，我们就可以在,控制面板,的,显示,
项中正确设置显示卡的分辨率、颜色数和刷新率了。
显示卡的安装多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍
1.按照显示器的显示色彩分类，可分为单色显示器和彩色显示器。
2.按照显示器的显示管分类，可分为传统的采用电子枪产生图像的
CRT显示器（ cathode-
ray-tube阴极显示管）
和液晶显示器 LCD
（ Liquid Crystal
Display） 。
显示器,
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3.3.2 视频设备介绍
1.点距,它是指显像管水平方向相邻同色荧光粉象素的间距，
点距越小则屏幕越清晰。
2.分辨率,指构成一个影像的像素总和，常见的有 640× 480，
1024× 768等，分辨率越高，影像越精细。
3.扫描频率,扫描频率分为水平扫描频率和垂直刷新频率两种。垂直扫描频率是指每秒钟整个屏幕重写刷新的次数。
水平扫描频率指显示器屏幕每秒钟扫描的行数，单位是千赫兹（ KHz）。
4.最大可视区域,最大可视区域代表着显示器可以显示图像的最大范围。
显示器的技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍触摸屏是一种定位设备,
用户可以直接用手向计算机输入坐标信息,它和鼠标,键盘一样,是一种输入设备 。 人们只要用手指点触摸屏上出现的图形符号或文字信息的位置,
就可以将人的要求或回答输入给计算机,计算机就能按照人的指令完成所需要的操作,因而使那些不懂计算机操作的人,
也能得心应手地使用计算机 。
触摸屏：
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3.3.2 视频设备介绍
1.红外线触摸屏,优点是显示器屏幕上无需附加任何薄膜或玻璃层,透光性好,并且价格低,耐用性好,技术比较成熟 。 缺点是分辨率较低,而且抗光干扰性能较差,
反映速度慢 。
2.电容式触摸屏,优点是价格便宜,耐用性好,防尘防湿能力强,并且相应速度快,分辨率较高 。
3.电阻式触摸屏,是一种成熟,使用最早和作多的触摸屏技术,它的优点在于分辨率高,灵敏度好,价格便宜,
不受环境干扰,并可带手套触摸 。
4.表面声波触摸屏,优点是具有较好的分辨率和较快的测量速度,比较可靠和耐用,不受温度和湿度等环境因素影响 。
触摸屏的分类：
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3.3.2 视频设备介绍
1.硬件安装,用双面胶将触摸屏的框架贴在显示器上,再将控制卡插入计算机的扩展槽中,用连线连好即可 。 如果触摸屏的集成度很高,将控制卡集成在了框架中,那就更轻松了,
只需根据触摸屏提供的接口类型,将其连结在 RS-232,USB或者键盘接口上 。 如果是 RS-232接口,还需要外接电源；
2.驱动安装,定出触摸屏的有效边界,所以这种校准叫,边到边,校准 。
3.软件校准,使触摸屏的有效区正确对应显示设备所显示图像的区域 。
触摸屏主要用来模拟鼠标点击,其优点就是直观,快捷触摸屏的安装和使用：
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3.3.2 视频设备介绍频采集卡是将模拟摄像机,
录像机,LD视盘机,电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑,并转换成电脑可辨别的数字数据,存储在电脑中,
成为可被计算机编辑处理的活动图像数据文件,即视频数据文件 。 它与计算机二维平面图像软件和三维动画软件制作的计算机图像已无根本区别,可以进行很好的融合,
视频采集卡：
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3.3.2 视频设备介绍视频采集卡将模拟信号转换成数字信号，由视频信号采集模块、音频信号采集模块和总线接口模块三个主要功能模块组成视频采集卡的结构：
视频采集卡的分类和指标：
视频采集卡按照其用途可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集和民用级视频采集卡，它们档次的高低主要是采集图像的质量不同。
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3.3.2 视频设备介绍投影机作为新型办公设备用户可以随处见到它的身影 。
它不但可以应用于临时会议,
技术讲座,网络中心,指挥监控中心,还可以与计算机,工作站等进行连接,或连接录像机,电视机,影碟机以及实物展台等,可以说它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备 。
投影仪：
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3.3.2 视频设备介绍
CRT（ Crystal Ray Tube：阴极射线管）
LCD（ Liquid Crystal Display：液晶显示器）
DLP（ Digital Light Processor：数码光路处理器）
投影仪的分类和指标：
投影仪指标：
亮度,亮度是一个比较重要的技术参数，用流明来表示。投影仪的亮度表现受环境影响很大分辨率,投影仪的分辨率是描述图像清晰程度的技术参数，
直接影响到画面的品质。
灯泡寿命,对于 CRT投影仪来说，投影仪的灯泡寿命也是一个重要的参数。灯泡分为三种，一是金属卤素灯。另一种是 UHE
灯泡，还有一种是 UHP高能灯。
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机是将光信号通过 CCD转换成电信号,再经过模拟数字转换,以数字格式将信号存储在数码摄像带,刻录光盘或者存储卡上的一种摄像记录设备 。
英文名为 Digital Video,缩写为 DV,。 用它拍摄出来的影像却非常清晰 。 数码摄像格式的关键就是将视频信号经过数码化处理成 0和 1信号并以数码记录的方式,
通过磁鼓螺旋扫描记录在 6.35mm
宽的金属视频录像带上 。
数码摄像机：
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机的优点：
l 图像分辨率高,数码摄像机的图像,声音质量以及功能都不是模拟式小型摄像机所能比拟的,它的图像清晰度超过 500线,真正实现了,纤毫毕现,的梦想；
l 色彩及亮度带宽高,数码摄像机的色彩及亮度带宽比普通摄像机高 6倍,而色彩,亮度带宽是影像精确度的首要决定因素 。
l 可无限次翻录,这种特性得益于优异的数码记录特性和强力误差矫正系统,配合金属录像带,即使经过多次拷贝,也历久如新,
效果依然出色 。
l 数码输出端子,大多数数码摄像机采用的 IEEE1394数码输出端子可方便地将视频图像直接传输到电脑,没有图像和音频的劣化,
你只需一根电缆,便可将视频,音频,控制等信号进行数据多工传输 。
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机的 相关性能指标和参数,
l CCD部件,CCD的中文名为电荷耦合元件,它是目前许多光学设备的核心部件 。 它的作用是将光信号,变为电信号 。
l 有效像素,数码摄像机产品的有效像素在 50～ 200万之间,当然,随着有效像素的增加,产品的价格也会随之上升 。
l 变焦倍数,变焦的倍数越大就意味着摄像机能够在不同的距离拍摄出不同远,近效果的图像的能力越强 。
l数码摄像机的规格,数码摄像机可以分为三种规格：
MiniDV,Digital8和 DV,同时也使用三种不同类型的数码录像带 。
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3.3.3 视频素材的采集一,要从 模拟视频 设备（如录像机、电视机等）中采集信息，
需要安装和使用视频采集卡。有些采集卡不带压缩功能，是先将影像采集到计算机中存成文件尺寸巨大的,AVI类型的文件，然后再利用压缩软件进行漫长的压缩。而现在性能比较好的采集卡都带有实时压缩功能，一边采集一边实时压缩，
采集完成的同时也就实时压缩完毕。
二、要从 数字设备 （如数字摄像机）中采集视频素材，虽然可以仿照模拟设备采用视频采集卡来完成，但最好的方式是通过硬件的数字接口将数字设备与计算机连接，启动相应的软件采集压缩。
三,对于 VCD或者 DVD光碟中的影片,也可以截取片断作为视频素材，这也需要专用的视频编辑软件来完成多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.4 视频素材的保存格式
1.MPEG/MPG,MPEG（ Motion Experts Group）是目前最常见的视频压缩方式，它采用帧间的压缩技术，可对包括声音在内的运动图像进行压缩 。
2.AVI,AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、电视等各种影像信息 。
3.MOV,MOV是 Apple(苹果 )公司创立的一种视频格式 。
4.ASF,它是 Advanced Streaming Format的缩写，是微软公司推出的高级流媒体格式，也是一个在 Internet上实时传播多媒体的技术标准 。
5.RM,它 是 Real Networks公司开发的一种新型流式视频文件格式，是目前 Internet上最流行的跨平台的客户 /服务器结构多媒体应用标准 。
6.WMV,它 是 Microsoft公司 建立的 一种独立于编码方式的在
Internet上实时传播多媒体的技术标准 。
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3.4 USB和 IEEE1394
前面介绍的多媒体设备，一些是卡式的多媒体部件，需要安装在计算机的功能扩展槽中的，如：声卡、显示卡、视频采集卡等。但还有一些多媒体设备，如：数码照相机，数码摄像机、扫描仪等，它们和计算机的连接则是通过高速的、
方便的 USB或者 IEEE1394接口。
USB接口
IEEE1394接口多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.4 USB和 IEEE1394
3.4.1 USB接口的特点：
目前的计算机都有 USB接口,USB的接口是 4“针,,其中 2根为电源线,2根为信号线；设备口为方型,接计算机端为长方型 。
USB接口的针数比串口,并口,游戏口都要少,接口体积也要小很多 。 现在的很多数码设备与计算机的连接都是通过 USB接口的 。
而 Windows 95,Windows 98,Windows 2000,Windows CE、
APPLE平台等操作系统都很好地支持 USB接口 。
3.4.2 USB接口的特点：
1、连接更加方便 2、内置电源供给
3、支持多设备连接 4,更高带宽多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.4 USB和 IEEE1394
3.4.2 IEEE1394接口：
苹果计算机公司原先开发出 1394的接口是希望用于储存设备之应用,其接口称之为 Fire Wire（ 火线 ） 。 IEEE 1394的应用领域涵盖信息家电与计算机外设,由于传输速度快慢一向是影响计算机外设与计算机相连时的讯号传输效率主要的因素,传输接口的速度愈快,就愈能够提供给数据传输量大的外围产品足够频宽,
例如扫描仪 ﹑ 数字摄录放影机 ﹑ 数字相机等等,愈是数据传输量大的装置,愈是须高速传输接口才能确保执行效率,所以
IEEE1394的优势十分明显 。 目前,在 PC产业市场上,称为
IEEE1394﹐ 而家电业界则多称之为 i.link。 DV与计算机相连大多是通过 1394接口 。 。
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3.4 USB和 IEEE1394
IEEE1394接口的特点：
l IEEE1394采用点对点 (Peer to Peer)的传输模式 ﹐ 不需通过计算机 ﹐ 即可串接及传输 。
l IEEE1394具有高速数据传输速率,目前每秒可达 400MB。
l IEEE1394支持热插拔 (Hot Plug) 及随插即用 (Plug and
Play)。 即在安装计算机外设机器时,不需关掉电源,就可以安装外围产品 。 安装后不需要重新开机,即可开始使用新外围产品 。
lIEEE1394具备高速与实时等特性,支持等时与异步传输模式 。
l 可同时连接消费性电子及计算机外设,最多支持 63个节点的串连,具有跨 PC平台与非 PC平台的优点 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
要在光盘上存储数据,首先必须借助电脑将数据转换成二进制,
然后用激光将数据模式烧刻在扁平的,具有反射能力的盘片上 。
激光在盘片上刻出的小坑代表,1”,空白处代表,0”。
在从光盘上读取数据的时候,定向光束 (激光 )在光盘的表面上迅速移动 。 从光盘上读取数据的电脑或激光唱机会观察激光经过的每一个点,以确定它是否反射激光 。 如果它不反射激光 (那里有一个小坑 ),那么电脑就知道它代表一个,1”。 如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个,0”。
1,光盘的分类和标准多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
CD-DA,CD-DA简称为数字音乐光盘，红皮书定义
CD-DA(Digital Audio)规格。
CD-ROM:CD-ROM简称为只读式光盘，黄皮书定义
CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)的规格
CD-I,CD-I简称为交互式光盘，它是由绿皮书定义
(Compact Disc Interactive)的规格
可擦写光盘,橘皮书定义 (CD-Recordable)的标准格式，简称为可记录式光盘。它可分为 CD-MO(part I)、
CD-R(part II),CD-RW(part III)三类
1,光盘的分类和标准多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
VIDEO-CD:VIDEO-CD简称为激光视盘，也俗称,小影碟,,白皮书定义了 (VIDEO-CD)的标准格式。
(Enhanced-CD):蓝皮书定义 (Enhanced-CD) 的标准格式，
简称为加强型光盘。此种光盘片参照红皮书及黄皮书两种规格书特性，是为了使用音乐轨和数据轨共生的技术
DVD光盘,DVD是 Digital Video Disc的缩写，意思是,数字电视光盘（系统）,。 DVD的应用不仅仅是用来存放视频数据，它同样可以用来存储其它类型的数据。从外观和尺寸方面来看,DVD盘与 VCD没有什么差别，但单面单层的 DVD盘的存储容量是 4.7GB的主要原因，是 CD-ROM的 7
倍，而且 DVD驱动器具有向下的兼容性，并且 DVD的盘片可做到双面双层，存储容量最高可达 17GB。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
光盘驱动器,简称光驱,
它指的是采用光盘片作为存储介质的数据存储装置,主要的作用是读写光盘中的信息 。 的主要组成部分有外托架,激光头,旋转马达,内部机芯,程序芯片 （ Fireware） 等,其中后两项是决定光驱性能的主要指标 。 总体来看,光驱的基本技术比光盘要复杂的多 。
2.光盘驱动器多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
1.CD-ROM主要读取 CD-ROM光盘中的信息,光盘内容可以是音乐,电影视频或者电脑用的数据等 。 根据我们前面的知识,CD-ROM光盘只能读取,不能写入 。
2.CD-RW也称为光盘刻录机,它主要是可以对 CD-R和 CD-RW
光盘进行数据烧录,以写入光盘,并同时还可以读取光盘中的信息 。
3.DVD-ROM驱动器可以读取 DVD光碟的信息,DVD-RW可以对
DVD刻录光碟进行数据刻录写入 。
光盘驱动器的分类多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
传输率,光驱每秒钟从光盘读取到内存中的字节数,它是衡量光驱速度的概念 。 1倍速 =150K字节 /秒
寻道时间,指 CD-ROM的光驱的激光头从原来的位置移动到一个新制定的米表位置并开始读取该扇区上的数据这个过程中所花费的时间 。 寻道时间越短,数据读取速度越快 。
数据缓冲区,光盘上读出的数据都是先存在缓冲区或高速缓存里,然后再以很高的速度传输到计算机上 。
读取方式,分 恒定线速度,恒定角速度 和 局部恒定角速度 三种 。
安装方式和接口,内置式和外置式 。
机芯材质,光驱有,塑料制,与,钢制,两种 。
光盘驱动器的技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
光盘驱动器的使用 应急孔硬播放键音量旋钮指示灯耳机插孔弹出键托盘多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.2 常用存储卡：
数码相机的,胶卷,是什么？ MP3随身听与数码录音笔的,磁带,是什么？ PDA的,硬盘,是什么？ 熟悉数码产品的朋友肯定一口便会答出：,是移动存储介质 ！,是的,
随着数码产品的普及,被数码玩家们俗称为,存储卡,的移动存储介质也如电脑配件中的光盘软盘一样,成为消费者们购买的热点产品 。
存储卡还有个很漂亮的中文名字叫,闪存,,是一种新型的 EEPROM（电可擦可编程只读存储器）内存。
闪存的历史并不长，从首次问世到现在只有短短的 10年时间。在这 10年中，发展出了各种各样的闪存。
多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.2 常用存储卡的分类：
1.CF卡全称是,Compact Flash”,是 美国
ScanDisk公司于 1994年推出的 。 它的最高容量已经由当初的 8M,16M一路跃升到今天最高达 320M之多,目前我们在市场面上能见到的最大容量都在
256M。 它的优点是存储容量高,坚固小巧,数据传输快 。 很多数码相机生产厂家都采用 CF卡做存储介质 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.2 常用存储卡的分类：
2.SM卡
SM卡的全称是,Smart Media”,
由东芝公司 （ TAEC） 于 1995年 11月发布,它采用了 22针的接口,容量上目前已经发展到了 128M。 由于它没有内置控制电路,所以成本比 CF卡要低一点 。 但由于 SM卡采用单芯片存储方式,因此它的最大容量受到了限制 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.2 常用存储卡的分类：
3.MS卡全称是,Memory Stick”,是
SONY公司 1997推出 。 SONY自己称它的中文名字是记忆棒,俗称,兰条,。
它采用 10针连接器,并具有写保护开关 。 在越来越强调的版权保护需求中,
在 1999 年 12 月 Sony 推出了新的
MagicGate Memory Stick,俗称,白条,,主要的变化在于加入了称为
MagicGate的 Sony专利的版权保护技术,遵从 SDMI的标准 。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
4.MMC卡
MMC的全称是 "MultiMediaCard"，
是一种小巧大容量的快闪存储卡,由西门子公司 Siemens （ 现 在 称 为
Infineon ） 和 SanDisk 于 1997 年推出 。,它的体积甚至比 SmartMedia还要小,不怕冲击,可反复读写记录 30
万次,目前最大容量多为 64M的,128M
容量的产品也已经于今年发布 。 已广泛用于移动电话,数码相机,数码摄像机,MP3等多种数码产品上 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.2 常用存储卡的分类：
5.SD卡
SD卡的全称是,Secure Digital”，
意为,安全数码,,是由日本两大电器集团松下电器,东芝和 SanDisk
1999年联合推出重要的是,SD卡与
MMC卡保持着向上兼容,即 MMC可以被新的 SD设备存取,但 SD卡却不可以被
MMC设备存取 。 从外观上,SD接口除了保留 MMC的 7针外,还在两边加多了
2针作为数据线,并且带了物理写保护开关 。 前市场上已经有 64MB的产品,
东芝公司已经可以生产出 128MB的产品 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.3 常用存储卡的使用：
存储卡作为一种存储设备,和硬盘这样的设备有着很多相同之处 。 它除了可以在各种数码设备上使用外,现在市场上已经出现了移动存储读卡器,以上介绍的各种数码存储卡都可以插入读卡器再通过 USB连接至电脑 。 Windows操作系统则会把存储卡识别为一个移动磁盘进行操作 。 因此在购买时可以把存储卡放在读卡器里格式化几次,作一下磁盘检查 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.1媒体数据压缩编码的重要性,
信息时代的重要特征是信息的数字化 。 但是数字化后的多媒体信息数据量巨大,为了存储和传输,需要较大的容量和带宽 。 但目前硬件技术所能提供的计算机存储资源和网络带宽与实际要求相差甚远 。 这就给多媒体信息的存储和传输带来了很大困难,并已成为有效获取和使用多媒体信息的瓶颈 。 因此,以压缩的方式存储和传输数字化的多媒体信息是解决这一问题的唯一途径 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.1媒体数据压缩编码的重要性,
对于多媒体数据,能进行压缩和压缩的比例完全由多媒体数据的冗余量来决定 。 数字化的数据的信息量与数据量的关系一般表示为：信息量 =数据量 — 冗余量,而冗余量在多媒体数据中大量存在,信息量是要传输的主要数据,数据冗余是无用的数据,没有必要传输 。
研究结果表明,选用合适的数据压缩技术,有可能将字符数据量压缩到原来的 1/2左右,语音数据量压缩到原来的 1/2到 1/10,图像数据量压缩到原来的
1/2到 1/60。 数据压缩理论的研究已有 40多年的历史,
技术日趋成熟 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.2多媒体数据压缩方法的分类：
(1)无损压缩,无损压缩也成无失真压缩，即压缩前和解压缩后的数据完全一样。它的特点是能百分之百地恢复原始数据，但压缩比较小，常用的哈夫曼编码就是无损压缩。
(2)有损压缩,有损压缩也称有失真压缩，在压缩的过程中 会 丢失一些人眼和人耳不敏感的图像或音频信息，
即解压缩后并不能完全恢复成原来的数据。但是人的视觉和听觉的主观评价是可以接受的。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩。常用的有损压缩的编码技术有预测编码、变换编码等。
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3.6 多媒体数据的压缩流行的数据压缩国际标准,
1,JPEG-静止图像压缩标准：
目前网站上 80%的图像都是采用 JPEG压缩标准 。
2,MPEG-运动图像压缩编码标准：
MPEG-1（常用于 VCD压缩）
MPEG-2（常用于 DVD压缩）
MPEG-4（常用于移动通信）
3,H.261-视频通信编码标准：
本章主要根据如图所示原理，讲述完成红色方框内步骤的方法和过程。
多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化本 章 结 构
3.1 音频素材及音频设备
3.2 图像素材及采集设备
3.3 视频素材及视频设备
3.4 USB和 IEEE1394
3.5 多媒体素材的存储设备
3.6 多媒体数据的压缩多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.1 数字音频数字音频就是将模拟的 (连续的 )声音波形数字化
(离散化 )，将一些连续平滑变化的模拟信号，即连续的波峰波谷状的信号通过模拟 /数字（ A/D）转换器来转变为计算机能够理解的,0”和,1”序列串。以便利用数字计算机进行处理和加工，然后再使用数字 /模拟（ D/A）
转换器将二进制信号还原为模拟信号，以更友好的方式展示给用户。
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3.1.2音频设备－声卡
l Speaker Out,连接外部的无源音箱和耳机。
l Line In,把外界的音源输入电脑
，可连接单放机或者外部音响的音频输出端。
l Line Out：连接外部的有源音箱或音响设备。
l Mic：用于连接麦克风。可通过此端口进行录制语音、进行语音识别或者打网络电话等。
l 游戏杆接口 /Midi接口,为了操作游戏方便，用于连接游戏控制杆或游戏手柄。
1.输入输出端口：
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3.1.2音频设备－声卡
2.声卡的性能指标和分类,
(1)采样的位数,可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大录制和回放的声音就越真实。
(2)采样的频率,指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。
(3)调频,控制 载波与调波
(4)波表技术,将各种真实乐器所能发出的所有声音录制成 波表文件 。
(5)声卡的声道数,单声道、双声道、四声道和五声道。
(6)3D音效,流行的 Direct Sound 3D,A3D和 EAX等标准。
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3.1.2音频设备－声卡
3.声卡的安装和使用硬件安装,断掉计算机电源，再放掉手中静电，打开主机箱，将声卡插入主板上相应空闲的功能扩展槽中，目前的声卡大多是 PCI接口的，所以插入主板上白色的 PCI
插槽。
软件安装,如果声卡的芯片为主流产品,windows操作系统会自带其驱动程序，系统会自动识别声卡种类并安装完成。如果 windows环境未带有你的声卡芯片的驱动系统，系统会提示你随卡配送的驱动程序光盘，插入后选择相应驱动程序所在路径，系统就自动完成安装。
声卡安装成功的标志是屏幕右下角出现小喇叭标志多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.3 音频素材的采集
正确连接音源和声卡
录音音源选择
启动,录音机,程序录音
存储声音文件
1.利用声卡进行录音采集多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.1.3 音频素材的采集
2,从光盘中采集从 VCD电影光盘或者 CD音乐盘中采集需要的音频素材 。利用 国产优秀多媒体播放软件,超级解霸 。
3.连接 MIDI键盘采集对于 MIDI音频素材的采集，可以通过 MIDI输入设备弹奏音乐，然后让音序器软件自动记录，最后在计算机中形成音频文件，完成数字化的采集。
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3.1.4 音频素材的保存格式
Wav格式,又称波形文件，它还原的音质较好，但所需存储空间较大。 Windows下录音机录制的声音就是这种格式。
Midi格式,是 Musical Instrument Digital Interface
（乐器数字接口）的缩写,记录的是一系列指令而不是数字化后的波形数据，所以它占用存储空间比 Wav文件要小很多。
MP3格式,是对 MPEG Layer 3的简称，他能以较小的比特率、较大的压缩率达到近乎 CD音质。网上音乐大量使用 MP3
格式。
Ra格式,Ra格式是 Real Audio的简称。
WMA格式,WMA就是 Windows Media Audio的缩写，是微软自己开发的 Windows Media Audio技术。
数字音频信息在计算机中是以文件的形式保存多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.1 数字图像图形图像作为一种视觉媒体，早已成为人类信息传输、思想表达的重要方式之一。计算机图形技术实际上是绘画技术与计算机技术相结合而形成的。在计算机出现以前，图像处理主要是依靠光学、照相、像片处理和视频信号处理等模拟的处理。随着多媒体计算机的产生与发展，数字图像代替了传统的模拟图像技术，形成了独立的,数字图像处理技术,。多媒体技术借助数字图像处理基础得到迅猛发展，同时又为数字图像处理技术的应用开拓了更为广阔的空间。
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3.2.2 图像采集设备数码相机也叫数字式相机，
是光、机、电一体化的产品。
数码相机的核心部件是电荷耦合器件 (CCD)图像传感器，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想象来修改图像。
1,数码照相机多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,CCD和像素,所谓像素即 CCD上的感光元件，像素的多少直接关系着所摄照片的清晰度，像素越多则图像越清晰。
2,存储器,数码相机与普通相机的区别在于其摄入的图片直接存储在相机存储器中。存储体也有容量限制，但规格要多得多，
一般有 4M,8M,16M和 32M等。
3,对焦和变焦,普通的中低档数码相机采用自动对焦方式，自动调准焦距。高档的专业相机则保留手动调焦模式。
4,输出,基本上所有数码相机都支持 RS232串口通信和 USB方式。
5,存储格式,数码相机所拍摄的照片数据基本上都以 JPEG方式存储，并可选择压缩率。
数码照相机相关技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。
你可以利用扫描仪输入照片建立自己的电子影集；输入各种图片建立自己的网站；扫描手写信函再用 E-mail发送出去以代替传真机；还可以利用扫描仪配合 OCR软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。这都展示出扫描仪不凡功能，它使我们在办公、学习和娱乐等各个方面提高效率并增进乐趣。
1,扫描仪多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,扫描仪的分辨率,光学分辨率是扫描仪最重要的性能指标之一，
它直接决定了扫描仪扫描图像的清晰程度。
2,色彩位数和 灰度值,色彩位数是反映扫描仪对扫描的图像色彩范围的辨析能力。通常扫描仪的色彩位数越多，就越能真实反映原始图像的色彩，扫描仪所反映的色彩就越丰富，扫描的图像效果也越真实，当然随之造成图像文件体积也会增大。
3,感光元件,目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，
电荷耦合器（ CCD），接触式感光器件（ CIS或 LIDE）。目前使用 CCD的扫描仪仍属多数。
4,扫描幅面,A4,A4加长,A3,A1,A0。
5,存扫描仪的接口,通常分为 SCSI,EPP,USB三种 。
扫描仪的 指标和参数多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.2.2 图像采集设备
1,手持式扫描仪
2,小滚筒式扫描仪
3,平板式扫描仪扫描仪的分类：
软件及驱动程序,
扫描仪均支持 TWAIN协议 。 是扫描仪厂商共同遵循的规格,是应用程序与影像捕捉设备间的标准接口 。 扫描仪软件可以在几乎所有支持 TWAIN的软件上直接进行扫描 。
OCR是字符识别软件的简称，常见的 OCR软件有清华紫光、尚书、蒙恬等等。
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3.2.3 图像素材的采集
1,一是将已有的相片或图案通过扫描仪 扫描 进入计算机中。
2,通过数码相机拍照，用数码照相机 拍摄 感兴趣的画面，拍摄完成后本身已经存储在照相机的存储卡中形成了图像文件。然后把数码相机通过 USB接口和计算机连接，启动随数码照相机配送的图像获取和编辑软件，就可以轻松地把数码照相机中的图像文件下载到本地计算机中。
3,第三种采集图像的方法是可以通过自己 绘制 图像，简单的可以使用 windows下的,画笔,,专业的可以使用
Photoshop或者 CorelDraw，绘制完成后存储成各种格式的图像，也完成了素材的采集。
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3.2.4 图像素材的存储格式
1.PSD格式,这种图像文件格式是 Photoshop7.0默认的格式。
其文件格式后缀为 PSD和 PDD。
2.TIFF格式,TIFF的缩写全称为带标记的图像文件格式
(Tagged Image File Format)。 TIFF是万维网上最流行的一种图像文件格式。
3.JPEG格式,JPEG格式是现在使用最为广泛的格式之一,
优点之一是可以压缩图像数据。
4.BMP格式,BMP格式是 Windows操作系统的故有格式。
5.GIF格式,GIF文件内部分成许多存储块，用来存储多幅图像或者是决定图像表现行为的控制块，用以实现动画和交互式应用。
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3.3.1 数字视频数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，
将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质（如录像带）。播放时，视频信号被转变为帧信息，并以每秒约 30帧的速度投影到显示器上，
使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒 24帧。
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3.3.2 视频设备介绍无论声音还是影像，在交由电脑处理的时候都是以二进制数码方式存在的。在完成处理后，电脑必须把这些数字信号转换成模拟信号，才能够让人们识别。对于声音，完成这一工作的是我们前面讲过的声卡。而对于影像，完成这一转换功能的部件就是显示卡，或简称显卡。可以这么绝对的说，
在显示器上显示的任何东西都要先经过它的处理。
1,显示卡多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍
1,分辨率,它代表了显示卡在显示器上所能描绘的电的数量，一般以横向点 × 纵向点数来表示，如,640× 480,1024× 768等。
2,色深（颜色数 ）,它是指显示卡在当前分表率下能同屏幕的色彩数量，一般以多少色或多少位来表示，比如：常见的 256色或
8位,32位的真彩色等。
3,刷新率,它是指影像在显示器上更新的速度，也即是影像每秒钟在屏幕上出现的帧数，单位是 MHz。目前大部分流行的显示卡都能在 800× 600的分辨率下达到 85Hz的刷新率。刷新率越高，
屏幕上图像的闪烁感就越小，图像越稳定，视觉效果也越好。
显示卡的基本指标：
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3.3.2 视频设备介绍
1,显示芯片,可以把显示芯片想象成专门用来处理图像的 CPU，它可以处理软件指令以完成某些特定的绘图功能。
2,显示内存,显示内存用来暂存显示芯片处理的数据，我们在屏幕上看到的图像数据都是存放在显示内存里的。
3,RAMDAC,它实际是一个数 /模转换器 。
4,VGA BIOS:包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序、产品标识等信息 。
5,显示器插座,VGA插座 和 DVI插座。
6,总线接口,ISA,VESA,PCI,AGP。
显示卡的基本结构：
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3.3.2 视频设备介绍显卡的安装和声卡的安装方法很类似，显示卡安装成功后，我们就可以在,控制面板,的,显示,
项中正确设置显示卡的分辨率、颜色数和刷新率了。
显示卡的安装多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍
1.按照显示器的显示色彩分类，可分为单色显示器和彩色显示器。
2.按照显示器的显示管分类，可分为传统的采用电子枪产生图像的
CRT显示器（ cathode-
ray-tube阴极显示管）
和液晶显示器 LCD
（ Liquid Crystal
Display） 。
显示器,
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3.3.2 视频设备介绍
1.点距,它是指显像管水平方向相邻同色荧光粉象素的间距，
点距越小则屏幕越清晰。
2.分辨率,指构成一个影像的像素总和，常见的有 640× 480，
1024× 768等，分辨率越高，影像越精细。
3.扫描频率,扫描频率分为水平扫描频率和垂直刷新频率两种。垂直扫描频率是指每秒钟整个屏幕重写刷新的次数。
水平扫描频率指显示器屏幕每秒钟扫描的行数，单位是千赫兹（ KHz）。
4.最大可视区域,最大可视区域代表着显示器可以显示图像的最大范围。
显示器的技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.2 视频设备介绍触摸屏是一种定位设备,
用户可以直接用手向计算机输入坐标信息,它和鼠标,键盘一样,是一种输入设备 。 人们只要用手指点触摸屏上出现的图形符号或文字信息的位置,
就可以将人的要求或回答输入给计算机,计算机就能按照人的指令完成所需要的操作,因而使那些不懂计算机操作的人,
也能得心应手地使用计算机 。
触摸屏：
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3.3.2 视频设备介绍
1.红外线触摸屏,优点是显示器屏幕上无需附加任何薄膜或玻璃层,透光性好,并且价格低,耐用性好,技术比较成熟 。 缺点是分辨率较低,而且抗光干扰性能较差,
反映速度慢 。
2.电容式触摸屏,优点是价格便宜,耐用性好,防尘防湿能力强,并且相应速度快,分辨率较高 。
3.电阻式触摸屏,是一种成熟,使用最早和作多的触摸屏技术,它的优点在于分辨率高,灵敏度好,价格便宜,
不受环境干扰,并可带手套触摸 。
4.表面声波触摸屏,优点是具有较好的分辨率和较快的测量速度,比较可靠和耐用,不受温度和湿度等环境因素影响 。
触摸屏的分类：
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3.3.2 视频设备介绍
1.硬件安装,用双面胶将触摸屏的框架贴在显示器上,再将控制卡插入计算机的扩展槽中,用连线连好即可 。 如果触摸屏的集成度很高,将控制卡集成在了框架中,那就更轻松了,
只需根据触摸屏提供的接口类型,将其连结在 RS-232,USB或者键盘接口上 。 如果是 RS-232接口,还需要外接电源；
2.驱动安装,定出触摸屏的有效边界,所以这种校准叫,边到边,校准 。
3.软件校准,使触摸屏的有效区正确对应显示设备所显示图像的区域 。
触摸屏主要用来模拟鼠标点击,其优点就是直观,快捷触摸屏的安装和使用：
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3.3.2 视频设备介绍频采集卡是将模拟摄像机,
录像机,LD视盘机,电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑,并转换成电脑可辨别的数字数据,存储在电脑中,
成为可被计算机编辑处理的活动图像数据文件,即视频数据文件 。 它与计算机二维平面图像软件和三维动画软件制作的计算机图像已无根本区别,可以进行很好的融合,
视频采集卡：
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3.3.2 视频设备介绍视频采集卡将模拟信号转换成数字信号，由视频信号采集模块、音频信号采集模块和总线接口模块三个主要功能模块组成视频采集卡的结构：
视频采集卡的分类和指标：
视频采集卡按照其用途可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集和民用级视频采集卡，它们档次的高低主要是采集图像的质量不同。
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3.3.2 视频设备介绍投影机作为新型办公设备用户可以随处见到它的身影 。
它不但可以应用于临时会议,
技术讲座,网络中心,指挥监控中心,还可以与计算机,工作站等进行连接,或连接录像机,电视机,影碟机以及实物展台等,可以说它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备 。
投影仪：
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3.3.2 视频设备介绍
CRT（ Crystal Ray Tube：阴极射线管）
LCD（ Liquid Crystal Display：液晶显示器）
DLP（ Digital Light Processor：数码光路处理器）
投影仪的分类和指标：
投影仪指标：
亮度,亮度是一个比较重要的技术参数，用流明来表示。投影仪的亮度表现受环境影响很大分辨率,投影仪的分辨率是描述图像清晰程度的技术参数，
直接影响到画面的品质。
灯泡寿命,对于 CRT投影仪来说，投影仪的灯泡寿命也是一个重要的参数。灯泡分为三种，一是金属卤素灯。另一种是 UHE
灯泡，还有一种是 UHP高能灯。
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机是将光信号通过 CCD转换成电信号,再经过模拟数字转换,以数字格式将信号存储在数码摄像带,刻录光盘或者存储卡上的一种摄像记录设备 。
英文名为 Digital Video,缩写为 DV,。 用它拍摄出来的影像却非常清晰 。 数码摄像格式的关键就是将视频信号经过数码化处理成 0和 1信号并以数码记录的方式,
通过磁鼓螺旋扫描记录在 6.35mm
宽的金属视频录像带上 。
数码摄像机：
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机的优点：
l 图像分辨率高,数码摄像机的图像,声音质量以及功能都不是模拟式小型摄像机所能比拟的,它的图像清晰度超过 500线,真正实现了,纤毫毕现,的梦想；
l 色彩及亮度带宽高,数码摄像机的色彩及亮度带宽比普通摄像机高 6倍,而色彩,亮度带宽是影像精确度的首要决定因素 。
l 可无限次翻录,这种特性得益于优异的数码记录特性和强力误差矫正系统,配合金属录像带,即使经过多次拷贝,也历久如新,
效果依然出色 。
l 数码输出端子,大多数数码摄像机采用的 IEEE1394数码输出端子可方便地将视频图像直接传输到电脑,没有图像和音频的劣化,
你只需一根电缆,便可将视频,音频,控制等信号进行数据多工传输 。
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3.3.2 视频设备介绍数码摄像机的 相关性能指标和参数,
l CCD部件,CCD的中文名为电荷耦合元件,它是目前许多光学设备的核心部件 。 它的作用是将光信号,变为电信号 。
l 有效像素,数码摄像机产品的有效像素在 50～ 200万之间,当然,随着有效像素的增加,产品的价格也会随之上升 。
l 变焦倍数,变焦的倍数越大就意味着摄像机能够在不同的距离拍摄出不同远,近效果的图像的能力越强 。
l数码摄像机的规格,数码摄像机可以分为三种规格：
MiniDV,Digital8和 DV,同时也使用三种不同类型的数码录像带 。
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3.3.3 视频素材的采集一,要从 模拟视频 设备（如录像机、电视机等）中采集信息，
需要安装和使用视频采集卡。有些采集卡不带压缩功能，是先将影像采集到计算机中存成文件尺寸巨大的,AVI类型的文件，然后再利用压缩软件进行漫长的压缩。而现在性能比较好的采集卡都带有实时压缩功能，一边采集一边实时压缩，
采集完成的同时也就实时压缩完毕。
二、要从 数字设备 （如数字摄像机）中采集视频素材，虽然可以仿照模拟设备采用视频采集卡来完成，但最好的方式是通过硬件的数字接口将数字设备与计算机连接，启动相应的软件采集压缩。
三,对于 VCD或者 DVD光碟中的影片,也可以截取片断作为视频素材，这也需要专用的视频编辑软件来完成多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.3.4 视频素材的保存格式
1.MPEG/MPG,MPEG（ Motion Experts Group）是目前最常见的视频压缩方式，它采用帧间的压缩技术，可对包括声音在内的运动图像进行压缩 。
2.AVI,AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、电视等各种影像信息 。
3.MOV,MOV是 Apple(苹果 )公司创立的一种视频格式 。
4.ASF,它是 Advanced Streaming Format的缩写，是微软公司推出的高级流媒体格式，也是一个在 Internet上实时传播多媒体的技术标准 。
5.RM,它 是 Real Networks公司开发的一种新型流式视频文件格式，是目前 Internet上最流行的跨平台的客户 /服务器结构多媒体应用标准 。
6.WMV,它 是 Microsoft公司 建立的 一种独立于编码方式的在
Internet上实时传播多媒体的技术标准 。
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3.4 USB和 IEEE1394
前面介绍的多媒体设备，一些是卡式的多媒体部件，需要安装在计算机的功能扩展槽中的，如：声卡、显示卡、视频采集卡等。但还有一些多媒体设备，如：数码照相机，数码摄像机、扫描仪等，它们和计算机的连接则是通过高速的、
方便的 USB或者 IEEE1394接口。
USB接口
IEEE1394接口多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.4 USB和 IEEE1394
3.4.1 USB接口的特点：
目前的计算机都有 USB接口,USB的接口是 4“针,,其中 2根为电源线,2根为信号线；设备口为方型,接计算机端为长方型 。
USB接口的针数比串口,并口,游戏口都要少,接口体积也要小很多 。 现在的很多数码设备与计算机的连接都是通过 USB接口的 。
而 Windows 95,Windows 98,Windows 2000,Windows CE、
APPLE平台等操作系统都很好地支持 USB接口 。
3.4.2 USB接口的特点：
1、连接更加方便 2、内置电源供给
3、支持多设备连接 4,更高带宽多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.4 USB和 IEEE1394
3.4.2 IEEE1394接口：
苹果计算机公司原先开发出 1394的接口是希望用于储存设备之应用,其接口称之为 Fire Wire（ 火线 ） 。 IEEE 1394的应用领域涵盖信息家电与计算机外设,由于传输速度快慢一向是影响计算机外设与计算机相连时的讯号传输效率主要的因素,传输接口的速度愈快,就愈能够提供给数据传输量大的外围产品足够频宽,
例如扫描仪 ﹑ 数字摄录放影机 ﹑ 数字相机等等,愈是数据传输量大的装置,愈是须高速传输接口才能确保执行效率,所以
IEEE1394的优势十分明显 。 目前,在 PC产业市场上,称为
IEEE1394﹐ 而家电业界则多称之为 i.link。 DV与计算机相连大多是通过 1394接口 。 。
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3.4 USB和 IEEE1394
IEEE1394接口的特点：
l IEEE1394采用点对点 (Peer to Peer)的传输模式 ﹐ 不需通过计算机 ﹐ 即可串接及传输 。
l IEEE1394具有高速数据传输速率,目前每秒可达 400MB。
l IEEE1394支持热插拔 (Hot Plug) 及随插即用 (Plug and
Play)。 即在安装计算机外设机器时,不需关掉电源,就可以安装外围产品 。 安装后不需要重新开机,即可开始使用新外围产品 。
lIEEE1394具备高速与实时等特性,支持等时与异步传输模式 。
l 可同时连接消费性电子及计算机外设,最多支持 63个节点的串连,具有跨 PC平台与非 PC平台的优点 。
多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
要在光盘上存储数据,首先必须借助电脑将数据转换成二进制,
然后用激光将数据模式烧刻在扁平的,具有反射能力的盘片上 。
激光在盘片上刻出的小坑代表,1”,空白处代表,0”。
在从光盘上读取数据的时候,定向光束 (激光 )在光盘的表面上迅速移动 。 从光盘上读取数据的电脑或激光唱机会观察激光经过的每一个点,以确定它是否反射激光 。 如果它不反射激光 (那里有一个小坑 ),那么电脑就知道它代表一个,1”。 如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个,0”。
1,光盘的分类和标准多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
CD-DA,CD-DA简称为数字音乐光盘，红皮书定义
CD-DA(Digital Audio)规格。
CD-ROM:CD-ROM简称为只读式光盘，黄皮书定义
CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)的规格
CD-I,CD-I简称为交互式光盘，它是由绿皮书定义
(Compact Disc Interactive)的规格
可擦写光盘,橘皮书定义 (CD-Recordable)的标准格式，简称为可记录式光盘。它可分为 CD-MO(part I)、
CD-R(part II),CD-RW(part III)三类
1,光盘的分类和标准多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.1 光盘与光盘驱动器：
VIDEO-CD:VIDEO-CD简称为激光视盘，也俗称,小影碟,,白皮书定义了 (VIDEO-CD)的标准格式。
(Enhanced-CD):蓝皮书定义 (Enhanced-CD) 的标准格式，
简称为加强型光盘。此种光盘片参照红皮书及黄皮书两种规格书特性，是为了使用音乐轨和数据轨共生的技术
DVD光盘,DVD是 Digital Video Disc的缩写，意思是,数字电视光盘（系统）,。 DVD的应用不仅仅是用来存放视频数据，它同样可以用来存储其它类型的数据。从外观和尺寸方面来看,DVD盘与 VCD没有什么差别，但单面单层的 DVD盘的存储容量是 4.7GB的主要原因，是 CD-ROM的 7
倍，而且 DVD驱动器具有向下的兼容性，并且 DVD的盘片可做到双面双层，存储容量最高可达 17GB。
多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
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3.5.1 光盘与光盘驱动器：
光盘驱动器,简称光驱,
它指的是采用光盘片作为存储介质的数据存储装置,主要的作用是读写光盘中的信息 。 的主要组成部分有外托架,激光头,旋转马达,内部机芯,程序芯片 （ Fireware） 等,其中后两项是决定光驱性能的主要指标 。 总体来看,光驱的基本技术比光盘要复杂的多 。
2.光盘驱动器多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
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3.5.1 光盘与光盘驱动器：
1.CD-ROM主要读取 CD-ROM光盘中的信息,光盘内容可以是音乐,电影视频或者电脑用的数据等 。 根据我们前面的知识,CD-ROM光盘只能读取,不能写入 。
2.CD-RW也称为光盘刻录机,它主要是可以对 CD-R和 CD-RW
光盘进行数据烧录,以写入光盘,并同时还可以读取光盘中的信息 。
3.DVD-ROM驱动器可以读取 DVD光碟的信息,DVD-RW可以对
DVD刻录光碟进行数据刻录写入 。
光盘驱动器的分类多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
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3.5.1 光盘与光盘驱动器：
传输率,光驱每秒钟从光盘读取到内存中的字节数,它是衡量光驱速度的概念 。 1倍速 =150K字节 /秒
寻道时间,指 CD-ROM的光驱的激光头从原来的位置移动到一个新制定的米表位置并开始读取该扇区上的数据这个过程中所花费的时间 。 寻道时间越短,数据读取速度越快 。
数据缓冲区,光盘上读出的数据都是先存在缓冲区或高速缓存里,然后再以很高的速度传输到计算机上 。
读取方式,分 恒定线速度,恒定角速度 和 局部恒定角速度 三种 。
安装方式和接口,内置式和外置式 。
机芯材质,光驱有,塑料制,与,钢制,两种 。
光盘驱动器的技术指标多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
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3.5.1 光盘与光盘驱动器：
光盘驱动器的使用 应急孔硬播放键音量旋钮指示灯耳机插孔弹出键托盘多媒体艺术基础及应用第三章多媒体素材的数字化
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3.5.2 常用存储卡：
数码相机的,胶卷,是什么？ MP3随身听与数码录音笔的,磁带,是什么？ PDA的,硬盘,是什么？ 熟悉数码产品的朋友肯定一口便会答出：,是移动存储介质 ！,是的,
随着数码产品的普及,被数码玩家们俗称为,存储卡,的移动存储介质也如电脑配件中的光盘软盘一样,成为消费者们购买的热点产品 。
存储卡还有个很漂亮的中文名字叫,闪存,,是一种新型的 EEPROM（电可擦可编程只读存储器）内存。
闪存的历史并不长，从首次问世到现在只有短短的 10年时间。在这 10年中，发展出了各种各样的闪存。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
1.CF卡全称是,Compact Flash”,是 美国
ScanDisk公司于 1994年推出的 。 它的最高容量已经由当初的 8M,16M一路跃升到今天最高达 320M之多,目前我们在市场面上能见到的最大容量都在
256M。 它的优点是存储容量高,坚固小巧,数据传输快 。 很多数码相机生产厂家都采用 CF卡做存储介质 。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
2.SM卡
SM卡的全称是,Smart Media”,
由东芝公司 （ TAEC） 于 1995年 11月发布,它采用了 22针的接口,容量上目前已经发展到了 128M。 由于它没有内置控制电路,所以成本比 CF卡要低一点 。 但由于 SM卡采用单芯片存储方式,因此它的最大容量受到了限制 。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
3.MS卡全称是,Memory Stick”,是
SONY公司 1997推出 。 SONY自己称它的中文名字是记忆棒,俗称,兰条,。
它采用 10针连接器,并具有写保护开关 。 在越来越强调的版权保护需求中,
在 1999 年 12 月 Sony 推出了新的
MagicGate Memory Stick,俗称,白条,,主要的变化在于加入了称为
MagicGate的 Sony专利的版权保护技术,遵从 SDMI的标准 。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
4.MMC卡
MMC的全称是 "MultiMediaCard"，
是一种小巧大容量的快闪存储卡,由西门子公司 Siemens （ 现 在 称 为
Infineon ） 和 SanDisk 于 1997 年推出 。,它的体积甚至比 SmartMedia还要小,不怕冲击,可反复读写记录 30
万次,目前最大容量多为 64M的,128M
容量的产品也已经于今年发布 。 已广泛用于移动电话,数码相机,数码摄像机,MP3等多种数码产品上 。
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3.5.2 常用存储卡的分类：
5.SD卡
SD卡的全称是,Secure Digital”，
意为,安全数码,,是由日本两大电器集团松下电器,东芝和 SanDisk
1999年联合推出重要的是,SD卡与
MMC卡保持着向上兼容,即 MMC可以被新的 SD设备存取,但 SD卡却不可以被
MMC设备存取 。 从外观上,SD接口除了保留 MMC的 7针外,还在两边加多了
2针作为数据线,并且带了物理写保护开关 。 前市场上已经有 64MB的产品,
东芝公司已经可以生产出 128MB的产品 。
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3.5 多媒体素材的存储设备
3.5.3 常用存储卡的使用：
存储卡作为一种存储设备,和硬盘这样的设备有着很多相同之处 。 它除了可以在各种数码设备上使用外,现在市场上已经出现了移动存储读卡器,以上介绍的各种数码存储卡都可以插入读卡器再通过 USB连接至电脑 。 Windows操作系统则会把存储卡识别为一个移动磁盘进行操作 。 因此在购买时可以把存储卡放在读卡器里格式化几次,作一下磁盘检查 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.1媒体数据压缩编码的重要性,
信息时代的重要特征是信息的数字化 。 但是数字化后的多媒体信息数据量巨大,为了存储和传输,需要较大的容量和带宽 。 但目前硬件技术所能提供的计算机存储资源和网络带宽与实际要求相差甚远 。 这就给多媒体信息的存储和传输带来了很大困难,并已成为有效获取和使用多媒体信息的瓶颈 。 因此,以压缩的方式存储和传输数字化的多媒体信息是解决这一问题的唯一途径 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.1媒体数据压缩编码的重要性,
对于多媒体数据,能进行压缩和压缩的比例完全由多媒体数据的冗余量来决定 。 数字化的数据的信息量与数据量的关系一般表示为：信息量 =数据量 — 冗余量,而冗余量在多媒体数据中大量存在,信息量是要传输的主要数据,数据冗余是无用的数据,没有必要传输 。
研究结果表明,选用合适的数据压缩技术,有可能将字符数据量压缩到原来的 1/2左右,语音数据量压缩到原来的 1/2到 1/10,图像数据量压缩到原来的
1/2到 1/60。 数据压缩理论的研究已有 40多年的历史,
技术日趋成熟 。
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3.6 多媒体数据的压缩
3.6.2多媒体数据压缩方法的分类：
(1)无损压缩,无损压缩也成无失真压缩，即压缩前和解压缩后的数据完全一样。它的特点是能百分之百地恢复原始数据，但压缩比较小，常用的哈夫曼编码就是无损压缩。
(2)有损压缩,有损压缩也称有失真压缩，在压缩的过程中 会 丢失一些人眼和人耳不敏感的图像或音频信息，
即解压缩后并不能完全恢复成原来的数据。但是人的视觉和听觉的主观评价是可以接受的。几乎所有高压缩的算法都采用有损压缩。常用的有损压缩的编码技术有预测编码、变换编码等。
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3.6 多媒体数据的压缩流行的数据压缩国际标准,
1,JPEG-静止图像压缩标准：
目前网站上 80%的图像都是采用 JPEG压缩标准 。
2,MPEG-运动图像压缩编码标准：
MPEG-1（常用于 VCD压缩）
MPEG-2（常用于 DVD压缩）
MPEG-4（常用于移动通信）
3,H.261-视频通信编码标准：
