第 6章多媒体软件系统及制作技术
1。计算机图形学（ Photoshop）
2。多媒体电子出版物，教学软件和多媒体数据库
3。 制作多媒体光盘
6.1 计算机图形学概论计算机中的图可分为两种类型：即图形与图像。 计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科 。
6.1.1 计算机图形处理的基本概念计算机图形处理是指利用由概念或数学描述所表示物体的几何数据或几何模型，
用计算机进行显示并存储，并可以进行修改、完善以及有关操作的过程。 图形处理包括的主要内容有,
几何变换，如平移、旋转、缩放和投影等
曲线和曲面拟合
建模或造型
隐线隐面消除
阴暗处理
纹理产生
着色
6.1.2 计算机图形系统的组成与功能
计算机图形系统的组成计算机图形系统应由硬件设备和相应的图形软件系统两部分组成。
高质量的计算机图形离不开高性能的计算机图形硬件设备。例如，国际上广泛使用的 Sun SPARC系列工作站,HP系列工作站，便是性能优异的专用图形系统。
图形系统硬件通常由图形处理器，图形输出设备和输入设备构成。图形处理器是图形系统结构的重要部件，是连接计算机和显示终端的纽带。图形处理器具有存储和处理图形的功能，而且能完成大部分图形函数计算，这样就大大减轻了 CPU的负担，提高了系统显示能力和显示速度。
最常用的图形输入设备就是基本的计算机输入设备键盘和鼠标。人们一般通过一些图形软件由键盘和鼠标直接在屏幕上定位和输入图形，如人们常用的 CAD系统就是用鼠标和键盘命令生产各种工程图的。此外还有跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏等输入设备。跟踪球和空间球都是根据球在不同方向受到的推或拉的压力来实现定位和选择。数据手套则是通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。这几种输入设备在虚拟现实场景的构造和漫游中特别有用。光笔是一种检测光的装置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。
随着计算机系统、图形输入 /输出设备的发展，
计算机图形软件也不断更新和完善，目前发展了许多支持计算机图形技术的软件系统。 作为一个图形系统，至少应具有计算、存储、输入、输出、
对话等五个方面的基本功能。
计算功能能实现设计过程中所需的计算、变换、分析等功能，如：图元生成、坐标变换等；
存储功能能存放（形体的）几何数据、形体间的关系，
并可对数据实时检索、维护；
输入功能可输入形体的几何参数及各种命令。
输出功能可显示过程中当前状态，修改后的结果，并可硬拷贝及输出。
对话功能可通过图形显示器及其他人 —— 机交互设备直接进行人 —— 机通信。用户通过显示器观察设计结果和图形，用选择拾取设备，对不满意部分作出修改。系统还可追溯以前的工作步骤，对用户操作执行的错误给予必要的提示和跟踪。
以上五种功能是一个图形系统所具备的最基本功能，至于每种功能中有哪些能力，则因不同系统而异。
6.1.3 计算机图形学的应用领域随着计算机图形学不断发展，它的应用范围也日趋广泛。目前计算机图形学应用领域主要有：
计算机辅助设计与制造（ CAD/CAM）
地形地貌和自然资源图
图形化的用户接口
科学计算可视化
6.1.4 图形与图像的区别与联系应当指出，从历史上来看图形和图像有着较大不同，不能混为一谈。直到目前为止，计算机图形学和数字图像处理还是作为两门课程分别讲授的。
计算机图形学是指将点、线、面、曲面等实体生成物体的模型存放在计算机里，并可进行修改、处理、操作和显示的一门学科。图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。
数字图像处理技术是对计算机外部辅助设备
（如扫描仪、数码相机或视频采集装置等）输入的图像像素数据进行数字化处理、变换、压缩和传输的一门计算机技术。就存储方式而言，图像纯指计算机内以位图 (Bitmap)形式存在的灰度或彩色信息图形的几何属性。
图形与图像的主要区别有：
数据来源不同图像数据来自客观世界；图形数据来自主观世界。
处理方法不同图像处理方法包括几何修正、图像变换、图像增强、图像分割、图像理解、图像识别等；图形处理方法包括几何变换、开窗和裁剪、隐藏线和隐藏面消除、曲线和曲面拟合、明暗处理、纹理产生等。
理论基础不同图像处理理论主要用到数字信号处理、概率与统计、模糊数学等；计算机图形学理论主要用到仿射与透视变换、样条几何、计算几何、分形理论等。
图形与图像的对比与区别图形 (Graphics) 图像 (Image)
数据量很少 数据量很大有结构,便于编辑修改 无结构,不便于编辑修改能准确表示 3D景物,易于生成所需的不同视图
3D景物的信息巳部分丢失,很难生成不同的视图生成视图需要复杂的计算 生成视图不需要复杂的计算自然景物的表示很困难 自然景物的表示不困难国际标准,GKS,PHIGS,OpenGL，
WMF，
VRML;CGM,STEP，
国际标准,JBIG,JPEG,TIFF
编辑软件 (绘图软件 ),AutoCAD，
CorelDRAW
编辑软件 ( 图 像 处 理 软 件 ),
Photoshop,Photostyler
随着图形图像技术的发展，两者之间相互 交叉、相互渗透，其界线也 越来越 模糊,计算机图形与图像处理之间的联系与转换如下图所示：
6.1.5 PHOTOSHOP（图像处理软件）
关于 Photoshop的几个概念：
1.图像的类型
(1),点阵图点阵图又称位图，是对视觉信号在空间和亮度上做数字化处理后获得的数字图像。点阵图由若干个像素组成，把描述图像中各个像素点的亮度和颜色的数位值对应一个矩阵进行存储，这些矩阵值映射成图像。点阵图可以装入内存直接显示。
(2),矢量图矢量图不用大量的单个点来建立图像，而是用一个指令集合来描述图像。
2.Photoshop主要具有以下功能：
(1),绘图功能，它提供了许多绘图及色彩编辑工具。
(2),图像编辑功能，包括对已有图像或扫描图像进行编辑，例如放大和裁剪等。
(3),创意功能，许多原来要使用特殊镜头或滤光镜才能得到的特技效果用 Photoshop软件就能完成，也可产生美学艺术绘画效果。
(4),扫描功能，使用 Photoshop可以与扫描仪相连，从而得到高品质的图像。
3,Photoshop的图像模式
Photoshop的图像模式由 Mode菜单设定，其中最常用的有四种模式：黑白二值图,灰度图，
RGB彩色图,CMYK彩色图。
黑白二值图中只能有黑、白两色，常用于线图。
灰度图中有黑到白的各种灰度层次,常用 8
位的灰度。
RGB彩图用 RGB(红、绿、蓝 )三种颜色的不同比例配合合成所需要的任意颜色,适于显示器屏幕显示的彩图。
CMYK彩图模式用于彩图印刷。 RGB模式的彩图在印刷时某些颜色可能出现与设计色偏差
4,Photoshop支持多种图像文件格式
Photoshop支持多种图像文件格式，其中常用的有 PSD,BMP,EPS,TIFF,JPEG,GIF格式。
5,层层是 Photoshop的,核心人物,。一个
Photoshop创作的图像可以想象成是由若干张包含有图像各个不同部分的不同透明度的纸叠加而成的。每张,纸,称之为一个,图层,。由于每个层以及层内容都是独立的，用户在不同的层中进行设计或修改等操作不影响其它层。利用层控制面板可以方便地控制层的增加、删除、显示和顺序关系。
6,通道
Photoshop用通道来存储色彩信息和选择区域。颜色通道数由图像模式来定，例如对 RGB
模式的图像文件，有 R,G,B三个颜色通道，对
CMYK模式的图像文件，则有 C,M,Y,K四色通道,
灰度图由一个黑色通道组成。用户在不同的通道间作图像处理时，可利用通道控制面板板来增加,
删除或合并通道。
Photoshop 5.5图像文件中最多可有 24个通道，通道之间可以进行多种运算操作。
7,路径路径工具可以创建任意形状的路径，利用路径绘图或者形成选区进行选取图像。路径可以是闭合的，也可以是断开的。
在路径控制面板中可对勾画的路径进行填充路径、给路径加边、建立删除路径等操作，
还可方面地将路径变换为选区。
6.2 多媒体电子出版物，教学软件和多媒体数据库
6.2.1多媒体电子出版物
1.多媒体电子图书
2.电子地图与旅游
3.家庭应用
4.商业应用
6.2.2多媒体教学软件多媒体技术的发展已经打破传统的黑板，
粉笔的讲课方式，最典型的例子就是课件的利用。
1.多媒体教学的几种方式：
（ 1）作为个别学习的多媒体教材
（ 2）作为课堂的多媒体资料演示
（ 3）作为游戏进行探索式学习
2.多媒体教学软件设计的一般原则一般来说如果一门课有如下一些特点即适合采用多媒体教学作为教学手段
（ 1）交互性强，即经常需要学生就课程内容回答问题。
（ 2）需要根据学生的要求或测试成绩动态的调整课程的难度或内容。
（ 3）课文中需配有图形，以帮助学生理解。
（ 4）需要对学生的学习过程进行追踪并对测试成绩进行记录和统计。
（ 5）在教学过程中需要使用动态模拟系统。
6.2.3 多媒体数据库多媒体信息的特点：
1.数据量大；
2.非结构化信息，信息长度不固定；
3.声音，视频等媒体具有时间敏感性等。
带来的问题：
1.数据量巨大且媒体间量的差异也很大；
2.媒体种类的增多增加了数据处理难度；
3.多媒体不仅改变了数据库的接口也改变了数据库的操作形式；
4.不得不采用长事务；
5.考虑版本控制的问题。
6.3 制作多媒体光盘
1.前期准备工作
2.选择硬件设备
3.选择软件工具
4.制定计划表
5.打包，刻录
1。计算机图形学（ Photoshop）
2。多媒体电子出版物，教学软件和多媒体数据库
3。 制作多媒体光盘
6.1 计算机图形学概论计算机中的图可分为两种类型：即图形与图像。 计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科 。
6.1.1 计算机图形处理的基本概念计算机图形处理是指利用由概念或数学描述所表示物体的几何数据或几何模型，
用计算机进行显示并存储，并可以进行修改、完善以及有关操作的过程。 图形处理包括的主要内容有,
几何变换，如平移、旋转、缩放和投影等
曲线和曲面拟合
建模或造型
隐线隐面消除
阴暗处理
纹理产生
着色
6.1.2 计算机图形系统的组成与功能
计算机图形系统的组成计算机图形系统应由硬件设备和相应的图形软件系统两部分组成。
高质量的计算机图形离不开高性能的计算机图形硬件设备。例如，国际上广泛使用的 Sun SPARC系列工作站,HP系列工作站，便是性能优异的专用图形系统。
图形系统硬件通常由图形处理器，图形输出设备和输入设备构成。图形处理器是图形系统结构的重要部件，是连接计算机和显示终端的纽带。图形处理器具有存储和处理图形的功能，而且能完成大部分图形函数计算，这样就大大减轻了 CPU的负担，提高了系统显示能力和显示速度。
最常用的图形输入设备就是基本的计算机输入设备键盘和鼠标。人们一般通过一些图形软件由键盘和鼠标直接在屏幕上定位和输入图形，如人们常用的 CAD系统就是用鼠标和键盘命令生产各种工程图的。此外还有跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏等输入设备。跟踪球和空间球都是根据球在不同方向受到的推或拉的压力来实现定位和选择。数据手套则是通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。这几种输入设备在虚拟现实场景的构造和漫游中特别有用。光笔是一种检测光的装置，它直接在屏幕上操作，拾取位置。
随着计算机系统、图形输入 /输出设备的发展，
计算机图形软件也不断更新和完善，目前发展了许多支持计算机图形技术的软件系统。 作为一个图形系统，至少应具有计算、存储、输入、输出、
对话等五个方面的基本功能。
计算功能能实现设计过程中所需的计算、变换、分析等功能，如：图元生成、坐标变换等；
存储功能能存放（形体的）几何数据、形体间的关系，
并可对数据实时检索、维护；
输入功能可输入形体的几何参数及各种命令。
输出功能可显示过程中当前状态，修改后的结果，并可硬拷贝及输出。
对话功能可通过图形显示器及其他人 —— 机交互设备直接进行人 —— 机通信。用户通过显示器观察设计结果和图形，用选择拾取设备，对不满意部分作出修改。系统还可追溯以前的工作步骤，对用户操作执行的错误给予必要的提示和跟踪。
以上五种功能是一个图形系统所具备的最基本功能，至于每种功能中有哪些能力，则因不同系统而异。
6.1.3 计算机图形学的应用领域随着计算机图形学不断发展，它的应用范围也日趋广泛。目前计算机图形学应用领域主要有：
计算机辅助设计与制造（ CAD/CAM）
地形地貌和自然资源图
图形化的用户接口
科学计算可视化
6.1.4 图形与图像的区别与联系应当指出，从历史上来看图形和图像有着较大不同，不能混为一谈。直到目前为止，计算机图形学和数字图像处理还是作为两门课程分别讲授的。
计算机图形学是指将点、线、面、曲面等实体生成物体的模型存放在计算机里，并可进行修改、处理、操作和显示的一门学科。图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。
数字图像处理技术是对计算机外部辅助设备
（如扫描仪、数码相机或视频采集装置等）输入的图像像素数据进行数字化处理、变换、压缩和传输的一门计算机技术。就存储方式而言，图像纯指计算机内以位图 (Bitmap)形式存在的灰度或彩色信息图形的几何属性。
图形与图像的主要区别有：
数据来源不同图像数据来自客观世界；图形数据来自主观世界。
处理方法不同图像处理方法包括几何修正、图像变换、图像增强、图像分割、图像理解、图像识别等；图形处理方法包括几何变换、开窗和裁剪、隐藏线和隐藏面消除、曲线和曲面拟合、明暗处理、纹理产生等。
理论基础不同图像处理理论主要用到数字信号处理、概率与统计、模糊数学等；计算机图形学理论主要用到仿射与透视变换、样条几何、计算几何、分形理论等。
图形与图像的对比与区别图形 (Graphics) 图像 (Image)
数据量很少 数据量很大有结构,便于编辑修改 无结构,不便于编辑修改能准确表示 3D景物,易于生成所需的不同视图
3D景物的信息巳部分丢失,很难生成不同的视图生成视图需要复杂的计算 生成视图不需要复杂的计算自然景物的表示很困难 自然景物的表示不困难国际标准,GKS,PHIGS,OpenGL，
WMF，
VRML;CGM,STEP，
国际标准,JBIG,JPEG,TIFF
编辑软件 (绘图软件 ),AutoCAD，
CorelDRAW
编辑软件 ( 图 像 处 理 软 件 ),
Photoshop,Photostyler
随着图形图像技术的发展，两者之间相互 交叉、相互渗透，其界线也 越来越 模糊,计算机图形与图像处理之间的联系与转换如下图所示：
6.1.5 PHOTOSHOP（图像处理软件）
关于 Photoshop的几个概念：
1.图像的类型
(1),点阵图点阵图又称位图，是对视觉信号在空间和亮度上做数字化处理后获得的数字图像。点阵图由若干个像素组成，把描述图像中各个像素点的亮度和颜色的数位值对应一个矩阵进行存储，这些矩阵值映射成图像。点阵图可以装入内存直接显示。
(2),矢量图矢量图不用大量的单个点来建立图像，而是用一个指令集合来描述图像。
2.Photoshop主要具有以下功能：
(1),绘图功能，它提供了许多绘图及色彩编辑工具。
(2),图像编辑功能，包括对已有图像或扫描图像进行编辑，例如放大和裁剪等。
(3),创意功能，许多原来要使用特殊镜头或滤光镜才能得到的特技效果用 Photoshop软件就能完成，也可产生美学艺术绘画效果。
(4),扫描功能，使用 Photoshop可以与扫描仪相连，从而得到高品质的图像。
3,Photoshop的图像模式
Photoshop的图像模式由 Mode菜单设定，其中最常用的有四种模式：黑白二值图,灰度图，
RGB彩色图,CMYK彩色图。
黑白二值图中只能有黑、白两色，常用于线图。
灰度图中有黑到白的各种灰度层次,常用 8
位的灰度。
RGB彩图用 RGB(红、绿、蓝 )三种颜色的不同比例配合合成所需要的任意颜色,适于显示器屏幕显示的彩图。
CMYK彩图模式用于彩图印刷。 RGB模式的彩图在印刷时某些颜色可能出现与设计色偏差
4,Photoshop支持多种图像文件格式
Photoshop支持多种图像文件格式，其中常用的有 PSD,BMP,EPS,TIFF,JPEG,GIF格式。
5,层层是 Photoshop的,核心人物,。一个
Photoshop创作的图像可以想象成是由若干张包含有图像各个不同部分的不同透明度的纸叠加而成的。每张,纸,称之为一个,图层,。由于每个层以及层内容都是独立的，用户在不同的层中进行设计或修改等操作不影响其它层。利用层控制面板可以方便地控制层的增加、删除、显示和顺序关系。
6,通道
Photoshop用通道来存储色彩信息和选择区域。颜色通道数由图像模式来定，例如对 RGB
模式的图像文件，有 R,G,B三个颜色通道，对
CMYK模式的图像文件，则有 C,M,Y,K四色通道,
灰度图由一个黑色通道组成。用户在不同的通道间作图像处理时，可利用通道控制面板板来增加,
删除或合并通道。
Photoshop 5.5图像文件中最多可有 24个通道，通道之间可以进行多种运算操作。
7,路径路径工具可以创建任意形状的路径，利用路径绘图或者形成选区进行选取图像。路径可以是闭合的，也可以是断开的。
在路径控制面板中可对勾画的路径进行填充路径、给路径加边、建立删除路径等操作，
还可方面地将路径变换为选区。
6.2 多媒体电子出版物，教学软件和多媒体数据库
6.2.1多媒体电子出版物
1.多媒体电子图书
2.电子地图与旅游
3.家庭应用
4.商业应用
6.2.2多媒体教学软件多媒体技术的发展已经打破传统的黑板，
粉笔的讲课方式，最典型的例子就是课件的利用。
1.多媒体教学的几种方式：
（ 1）作为个别学习的多媒体教材
（ 2）作为课堂的多媒体资料演示
（ 3）作为游戏进行探索式学习
2.多媒体教学软件设计的一般原则一般来说如果一门课有如下一些特点即适合采用多媒体教学作为教学手段
（ 1）交互性强，即经常需要学生就课程内容回答问题。
（ 2）需要根据学生的要求或测试成绩动态的调整课程的难度或内容。
（ 3）课文中需配有图形，以帮助学生理解。
（ 4）需要对学生的学习过程进行追踪并对测试成绩进行记录和统计。
（ 5）在教学过程中需要使用动态模拟系统。
6.2.3 多媒体数据库多媒体信息的特点：
1.数据量大；
2.非结构化信息，信息长度不固定；
3.声音，视频等媒体具有时间敏感性等。
带来的问题：
1.数据量巨大且媒体间量的差异也很大；
2.媒体种类的增多增加了数据处理难度；
3.多媒体不仅改变了数据库的接口也改变了数据库的操作形式；
4.不得不采用长事务；
5.考虑版本控制的问题。
6.3 制作多媒体光盘
1.前期准备工作
2.选择硬件设备
3.选择软件工具
4.制定计划表
5.打包，刻录
