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第 5章 多媒体技术基础徐州工程学院徐州工程学院 2
第 5章 多媒体技术基础
5.1 多媒体技术概述
5.1.1 媒体的分类
5.1.2多媒体的主要特征
5.1.3多媒体信息系统
5.2超文本与超媒体
5.2.1 文本和文档
5.2.2 文档浏览
5.2.3 超文本与超媒体基础徐州工程学院 3
第 5章 多媒体技术基础
5.3图形和图像
5.3.1 图形数据
5.3.2 数字图像
5.3.3 图像数据
5.4 音频
5.4.1 波形音频
5.4.2 音频特性与应用
5.4.3 音乐和语音徐州工程学院 4
第 5章 多媒体技术基础
5.5 视频
5.5.1 视频类型
5.5.2 视频基本性质
5.5.3 视频格式和压缩
5.6 多媒体创作工具
5.6.1 Windows画图
5.6.2 PowerPoint
5.6.5 Flash
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5.1 多媒体技术概述
20世纪 90年代，多媒体技术得到了快速的发展，计算机具有了综合处理文字、
声音、图形和影像等信息的能力，可以处理多种媒体信息，
计算机成了信息交流的媒介，人们能够以自己所熟悉的方式同计算机进行信息交互，在计算机网络的配合下，计算机应用领域得到了进一步的拓展。
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5.1.1 媒体的分类
媒体是指信息传递和存储的最基本的技术和手段，按照国际电联（ ITU）的建议，媒体可分感觉媒体、表示媒体、显现媒体、存储媒体、
传输媒体和交换媒体。
多媒体技术是能同时综合处理多种媒体信息 —
— 图形、图像、文字、声音和视频，在这些信息之间建立逻辑联系，使其集成为一个交互式系统的技术。简言之，多媒体技术就是用计算机实时地综合处理图、文、声、像等信息的技术。
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5.1.2多媒体的主要特征
在计算机学科中，多媒体概念应更多地从定性的角度，而不是定量的角度来考虑，根据多媒体技术的定义，我们可以看出多媒体技术有以下几个主要特性，即信息载体的多样性、集成性、交互性和实时性等。
1．技术的集成性
2．处理过程的交互性
3．信息载的多样性
4．信息的共享性和实时性徐州工程学院 8
5.1.3多媒体信息系统
随着计算机技术，尤其是多媒体技术的发展，在传统的信息系统中引入了多种媒体信息，形成了能综合处理文字、声音、图形和图像、动画、视频等多种媒体信息的系统。
这种集信息多样性、交互性、实时性和高度集成性于一体的、功能强大的、智能化的信息系统，即多媒体信息系统。
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1．多媒体硬件平台
多媒体硬件平台是指支持多媒体信息交互处理所需的硬件设备，如图 5-1所示。多媒体硬件平台的核心乃是完成综合处理多种媒体信息的计算机系统，它可以是一台工作站，也可以是一台高性能的个人计算机（ PC）。
若以 PC机作为主机，再配以必要的多媒体设备，如 CD-ROM、声音输入输出设备、视频输入输出设备、多媒体通信传输设备等。
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2．多媒体软件平台
多媒体软件平台主要包括多媒体操作系统、多媒体驱动软件、多媒体数据采集软件和多媒体编辑与创作工具等。
计算机操作系统、面向对象技术、并行处理和复杂结构的分布处理技术等软件技术的发展，为多媒体软件平台的发展提供了很好的基础。
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3．多媒体数据存储
目前多媒体数据存储方法有，基于关系系统的方法、更适合多媒体特点的结构和存储方法和基于内容存储。
基于关系系统的方法是，为了维持 SQL操作，
字数记录必须定长。将存储结构分为两部分，
一部分记录常规意义的多媒体数据指针；另一部分是多媒体数据，仍以定长组织，但通过指针实现动态可变长。
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4．多媒体数据库
多媒体数据库是一个由若干多媒体对象所构成的集合，这些数据对象按一定的方式被组织在一起，可为其他的应用所共享。
多媒体数据库管理系统则负责完成对多媒体数据库的各种操作和管理功能，包括对数据库的定义、创建、查询、访问、插入、删除等这样一些传统数据库功能；此外，还必须解决一些新的问题，如海量数据的存储功能、信息提取功能等。
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5．数据编码和解码
在多媒体计算机系统中要表示、传输和处理大量的声音、图像甚至影像视频信息，其数据量之大是非常惊人的，加之信息品种多、实时性要求高，给数据的存储和传输以及加工处理均带来了巨大的压力。
因此，在采用新技术增加 CPU处理速度、存储容量和提高通信带宽的同时，还须研究高效的数据压缩编解码技术。
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6．人机交互
人机交互是研究人与计算机之间的交互技术。
目前，计算机能够处理图形、图像、动画、视频、语音、音乐、文字等不同的媒体，但缺乏仿生的眼睛和耳朵，也没有从外部世界收集信息所需的触觉、味觉和嗅觉。
计算机没有语言能力，没有四肢，没有建立各种各样信息表达形式的能力，所以，我们目前仍然以键盘和鼠标为主要输入工具，输入输出严重不平衡，这就限制了人和计算机之间的信息沟通。
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7．虚拟现实
虚拟现实技术是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉、听觉、动作等行为的交互技术。
它用计算机加上先进的外围设备，模拟生活中的一切，包括过去发生的事件和将要发生的事件。
虚拟现实技术使计算机从一种需要人用键盘、
鼠标对其进行操作的设备，变成了人处于计算机创造的环境中，通过感官、语言、手势等比较,自然,的方式进行,交互、对话,的系统和环境。
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8．分布式多媒体
多媒体技术与高速通信网络技术相结合，
产生了分布式多媒体技术这个新型边缘研究领域。
分布式多媒体系统是指将多个分布在不同地点的多媒体终端、交换设备和多媒体服务器通过高速通信网络互连在一起并能够完成多媒体通信业务的系统，分布式多媒体系统也称为多媒体通信系统。
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5.2.1 文本和文档
文本是一种重要的信息和知识交流工具，从象形文字起源，世界各地发展和产生了各种形式的语言和文字。文本是文档中的主要数据类型，
文本是人与计算机之间进行信息交换的主要媒体。
文本不仅准确、严谨地传递信息，而且还可以反复阅读文字内容，品味文字中的意义。相对于图像等其他媒体来说，普通文本或格式化文本对存储空间、信道传输能力的要求都是最少的。
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1．文本的编码与格式
文本的编码和格式根据不同的用途可以采用多种格式，有的文本格式是为了文本之间的交换而设计的，例如文本格式 RTF，它是一种常用的格式，具有二进制语法。
还有的格式是为了显式或打印文档而设计的，
如 PDF和 Postscrint。。除了格式之外，许多文档采用了压缩技术，目前流行的压缩格式有 ARJ,ZIP等。
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2．文档概念
文档用来表示一个数据或信息的单元，文本是它的一种典型的数据形式，但是文档也可以包含其他的媒体，例如图像、视频、音频、图形等。
在实际的应用中，文档可以是一个完整的逻辑单元，例如一篇研究论文、一本书或一本手册。
它也可以是大型文本中的一部分，例如字典中的一个条目、一个机械零件的描述等。对于它的物理表示，一个文档可以是任何物理单元，
例如一个文件、一个电子邮件或 Web页。
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3,文档结构描述语言
文档结构描述语言，就是用语言来定义和说明文档的结构，这些语言对文档进行结构化的基本手段就是置标，也称为置标语言。
置标语言就是利用附加的文本语法，描述文档的格式、结构、文本语义和属性等。最基本的元语言是标准通用置标语言（ SGML），而其他的语言，例如 HyTime,HTML,XML，是从 SGML导出的语言或 SGML的实例。
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5.2.2 文档浏览
1．平坦浏览模型
该模型的思想是假设用户浏览一个具有平坦组织的文档空间。
2．结构向导浏览模型
为了对浏览的行为提供更好的支持，文档应该被组织成为如目录那样的结构。
目录是类的层次结构，对文档按照主题来分类和组织。
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5.2.3 超文本与超媒体基础
文档是一种传递信息的方法，阅读一篇文档实际是重建知识的行动。普通文档是以线性方式组织数据的，它与现实世界的信息结构截然不同，并且与人类的组织知识、思维方式也有很大的距离。
超文本与超媒体利用图结构表示文档，它提供的方法是建立各种媒体信息之间的网状链接结构。这种结构将信息单元作为结点，它们之间的联系没有固定的顺序，也不要求必须按某个顺序检索，所以它与传统文档的线性文本结构有着很大的区别。
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1．基本概念
（ 1）超文本系统
超文本系统的特点主要是由其非线性信息链结构所决定的，它通过指示器连接基本信息单元
（结点）不同信息单元的数据可以用一种或多种媒体表示。
（ 2）非线性的信息链
超文本和超媒体不是顺序的，而是一个非线性的网状信息链。它把文本或其他媒体按其内部固有的独立性和相关性划分成不同的基本信息单元，称为结点。
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1．基本概念
（ 3）链
为了在超文本与超媒体的信息链间进行浏览，
必须在用户界面上标记能进一步浏览其他信息单元的指示器，即通常所称的链。
（ 4）多媒体系统
多媒体系统包含连续和离散编码的信息。例如，
如果仅连接文本数据，那么它不是多媒体。
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1．基本概念
（ 5）超媒体系统
超媒体系统包括超文本系统的非线性信息链和多媒体系统中的连续和离散媒体。
例如，如果一个非线性链由文本和视频数据组成，它就是一个超媒体、多媒体和超文本系统。
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2．应用示例
（ 1）超文本示例
（ 2）超媒体示例
目前，在 Internet上有许多网站的网页是由超媒体组成的，用户可以在相关网站上试听有关音乐，也可以在娱乐网站观看电影片段。值得注意的是，播放网上的连续媒体一般都需要附件程序，如 Real One Player程序。如图 5-5
所示网页，当用户点击娱乐网页上音乐或电影片段的指示器时，页面上就会播放选择的音乐或电影片段，即连续媒体信息单元。
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3．超文本系统的基本要素
（ 1）层次模型
超文本系统的层次模型可以分为表现层、超文本抽象机以及存储层，如图 5-6所示。
表现层（用户接口层），是三层模型中的最高层，是超文本系统特点的重要表现，并且直接影响着超文本系统的成功。它根据给定的结构和用户所期望的显示方式，决定了超文本系统的人机交互界面、信息的表现方式、交互操作方式以及浏览导航方式。
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3．超文本系统的基本要素
（ 2）结点
结点是超文本中的信息单元，是围绕某一特殊主题组织起来的数据集合。结点的内容可以是文本、图形、图像、动画、视频和音频等，
也可以是一个计算机程序。
结点可分为两种类型：表现型和组织型。表现型结点用于记录各种媒体信息，如文本结点、
图形结点、图像结点、视频结点、音频结点、
动画结点等；组织型结点用于组织并记录各结点间的连接关系，它实际起到了目录的作用，
是连接超文本网状结构的纽带。
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3．超文本系统的基本要素
（ 3）同步
同步是指媒体对象之间的时间关系。多媒体系统中的音频和视频同步就是时间相关媒体对象之间的同步，而给静态图片配音就是时间无关媒体与时间相关媒体之间的同步。
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3．超文本系统的基本要素
（ 4）指示器
指示器是一个超文本网状结构的边或链。常用的指示器包括：
①简单指示器，链接超文本网状图中的两个结点。
②链接指示器，除了链接两个结点外，还包含描述信息。
③隐式指示器，结点之间的关系可由超文本系统自动设立。
④显式指示器，指作者创建的固定的所有链接。
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5.3.1 图形数据
图像就是指景物在某种介质上的再现，是通过描绘或拍摄等方法得到的景物的相似物或视觉印象。一般地讲，凡是能为人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想像统称为图像，例如各种图片、光学影像、照片等。
图形是一种抽象化的图像，是对图像依据每种要求进行分析产生的结果，它表示图像对象的形状和轮廓。它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过程和方法，因此它又称为矢量图形。
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5.3.2 数字图像
1．分辨率
图像分辨率是评价图像质量的一个指标，也是图像信息的一种客观属性。
常用的有两种形式，分别称为屏幕分辨率和图像分辨率。屏幕分辨率是指某一特定显示方式下，计算机屏幕上最大的显示区域，以水平和垂直的像素表示，例如 800× 600是指满屏情况下水平有 800个像素，垂直有 600个像素。
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5.3.2 数字图像
2．颜色数
图像颜色数指的是一幅图像中使用的颜色数，
在黑白图像下就是灰度等级。由于每个像素上的颜色被量化后将用若干位来表示，所以在图像中每个像素所占位数就称为图像深度。
若每个像素只有一位颜色位，则该像素只能表示亮或者暗，这就是二值图像。若每个像素有
8位颜色位，则可以具有 256种不同的颜色。
若每个像素具有 224位颜色位，则颜色数可达
224=16777216种，可以认为是真彩色。
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5.3.2 数字图像
3．数据量
由于图像是由像素组成的，每个像素可能要用多个字节来表示，因此与文本相比，图像的数据量要大得多。图像的数据量与分辨率、颜色深度有关。如果设图像的垂直方向的高为 h个像素，水平方向的宽为 w个像素，颜色深度为
c位，则该图所需数据空间大小 B为：
B=（ h× w× c） /8（字节）
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5.3.3 图像数据
1．获取和存储
常用的数字化设备有扫描仪、数字化采集卡等。
现在，数字照相机和摄像机可以直接获取数字化的图像和视频。
扫描仪对已有的照片和图片进行扫描，并把图像数字化进入计算机。摄像机和照相机则可以实时地采集实景空间和现场的图像，它们通过与计算机的数字接口，进入计算机。
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5.3.3 图像数据
2．压缩和转换
由于图像的数据量非常大，一般要经过压缩后才进行存储和传输。不同的压缩技术可以用于图像，减少数据冗余。如果采用无损压缩，压缩比不会太高；而采用有损压缩，则对图像的视觉质量会有不同程度的影响。
压缩算法要根据具体的应用来选取。同时，压缩也会对实时处理、存取和检索产生一定的影响，即带来一定的处理延迟。
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5.4 音频
音频可在许多方面改进多媒体的表达能力，多媒体技术为计算机增加了音频通道，采用人们最熟悉、最习惯的方式交换信息。当某种东西使得空气分子振荡起来，人的耳朵中就会感觉到声音。
例如，讲话时声带的振动、小提琴弦的振动、
扬声器纸盒的振动等都会引起空气的振动，产生了声波，也就产生了声音。
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5.4.1 波形音频
所谓波形音频，实际上可以包含所有的声音形式，因为可以把任何声音源数字化，形成数字化声音。由于它是直接对模拟波形声音数字化得到的，因此称为波形音频，以便与其他两种类型的声音相区别。
根据奈奎斯特采样定律，只要采样频率高于被采样信号最高频率的两倍，就可以完全从采样数据中恢复原始的信号，这就是为什么最高音频采样频率大约为 40kHz，为人的听觉感知频率范围 20kHz的两倍。
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5.4.2 音频特性与应用
根据使用中的区别，音频又可分为语音、音乐和音响效果。从计算机产生声音的原理上又可以将音频分为数字声音和 MIDI音乐，表面上看似乎它们是可互换的，其实它们代表两种完全不同的媒体格式。
声音文件是实际声音的数字化录音。无论声音是普通响声（如关门声），还是音乐（如管弦乐队的演奏），都是人们用麦克风录制的数字文件。这一过程与通过把声音录制为数字格式来制作音乐 CD的过程十分相似。
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5.4.2 音频特性与应用
1．音频的三要素
音频的基本三要素为基音、音强和音色。基音与声音的频率有关，人耳的听觉感知频率范围大致是 20Hz到 20kHz。音强又称为响度，取决于声音的幅度，即振幅的大小和强弱。
而音色由泛音所决定，基音与泛音混合在一起，
从而使得每种声音具有特殊的音色。每个基音具有固定的频率，泛音是那些频率与基音频率成倍数的声音。例如，如果基音频率为 100Hz，
那么泛音频率为 200,300,400Hz等。
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5.4.2 音频特性与应用
2．音频是时基媒体
可以这样说，没有时间也就没有声音。与其他的时基类媒体一样，音频也具有过程性，需要时间来表现它蕴含的信息。
相对视频来说，音频常常处于一种伴随的状态，
如伴音、伴奏等，但是音频也可以单独作为信息的载体，例如广播、语音、音乐等。由于时基性，音频数据具有很强的前后相关性，因此可以被压缩。
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5.4.2 音频特性与应用
3．音频的压缩
虽然波形音频的数据量要比视频少得多，但是相对文本来说，它的数据量还是太大，需要经过压缩后存储和传输。
常用的波形音频数据的文件格式有 au和 wav，
在 Unix系统中通常采用 au文件格式，
Windows操作系统下通常采用 wav文件格式。
自适应差分脉码调制（ ADPCM）是一种基本的音频压缩方法，速率为 32kbps。
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5.4.2 音频特性与应用
4．数字音频文件的操作
Windows操作系统的 Windows Media
Player提供了用于音频操作的功能。
Windows Media Player可以播放多种多媒体文件，其中包括上面介绍的各种音频文件。
而,录音机,除了可以播放 wav文件外，还能录制声音，当然这必须具备有声卡、麦克风等硬件设备。
除此之外,,录音机,还可以录制 CD-ROM上播放的 CD音乐或连接在计算机上的家用音箱上播放的乐曲。
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5.4.2 音频特性与应用
5．音频文件格式
在计算机中存储声音数字化波形信息的文件格式主要有,WAV,SND,MP3、
VOC文件等。
存储合成音乐信息的文件格式有,MID、
MOD及 RMI文件等。
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5.4.3 音乐
波形音频也可以表示音乐，但是只是当成二进制位流，并没有把它看成是音乐。
而音乐是一种具有特殊性质的音频。
音乐是符号化的声音，这种符号构成了音乐的乐谱，乐谱的播放则把符号数据转换为声音的形式。
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5.4.4 语音
人的语音不仅是一种声音波形，而且还具有内在的语言和语音学要素，可以进行特殊的语音处理，表达直接的信息含义，因此语音是一种特别的声音信息载体。
波形音频也可以表现和记录语音，但这种记录和处理方式只将其看作波形而不看作语音。它是不是语音取决于聆听者对该声音的理解。
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5.5 视频
由于人眼的视觉惰性作用，在亮度信号消失后，
图像仍然可以保持 1/30～ 1/20秒的时间，动态图像就是根据这个特性而产生的。
从物理意义上看，任何动态的图像都是多幅连续的图像序列构成的，它们沿时间轴，每一幅图像保持一个△ t时间，顺序地以 1/30～
1/20秒的间隔更换，连续播放，就形成了动态的图像。
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5.5.1 视频类型
人类眼睛具备一种,视觉停留,生物现象，即在观察过物体之后，物体的映像将在人眼的视网膜上保留短暂的时间，因此，如果以足够快的速度不断、而且每次略微改变物体的位置和形状，眼睛将感觉到物体在连续运动。
所有视频（如电影和电视）系统都是应用这一原理产生的动态图像。这一幅幅图像被称为帧，
,帧,是构成视频信息的基本单元。
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5.5.1 视频类型
1．常用视频文件格式
（ 1） MPG格式
（ 2） AVI格式
（ 3） DAT文件
（ 4） MOV格式徐州工程学院 50
5.5.1 视频类型
2．常用动画文件格式
（ 1） SWF格式
SWF是 Micromedia公司的 Flash软件支持的矢量动画格式，它采用曲线方程描述其内容，
不是由点阵组成内容，因此这种格式的动画在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画，如教学演示等。
（ 2） FLIC（ FLC/FLI）格式徐州工程学院 51
5.5.2 视频基本性质
1．数据量大
视频是连续的图像序列，当然它的数据量非常大，这给视频的存储、处理和检索提出了新的问题，例如如何对海量视频数据进行存储和检索。
2．压缩需求
视频的存储必须要经过压缩，因为它的数据量太大了，现阶段再大的存储容量也难以存储稍长时间的未压缩的视频。
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5.5.2 视频基本性质
3．时基媒体
因为它是一种时基媒体，因此非常适合表现事件的过程，交代事件的始末，具有非常丰富的信息内涵，具有生动自然的信息表现力。
4．时间结构
从微观上看，视频是二进制位流形式的流数据，
没有数据 /信息单元，不利于信息检索。
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5.5.3 视频格式和压缩
视频对应的电视信号基本上有 NTSC和
PAL两大制式。
NTSC是美国在 1953年推出的彩色电视制式，采用的扫描频率为 60Hz，水平扫描线为 525线；
PAL是 1962年当时的西德研制的彩色电视制式，采用的扫描频率为 50Hz，水平扫描线为 625线。
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5.6 多媒体创作工具
多媒体创作工具是电子出版物、多媒体应用系统的开发工具。它提供组织和编辑电子出版物和多媒体应用系统各种成分所需要的重要框架，
包括图像、图形、动画、视频、音频的剪辑。
创作工具的用途是建立具有交互式的用户界面，
在输出设备上演示电子出版物及多媒体应用系统，同时可以将各种媒体成分集成为一个完整并有内在联系的系统。
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5.6.1 Windows画图
Paint Brush（画图）是 Windows系统中自带的一个用于画图和图像处理的程序，可以支持 BMP,JPG等文件格式，在没有其他图像处理软件时，可以用它进行基本的图像编辑处理。
Windows画图软件的主要功能有，画直线和图形、在图片中插入文字、颜色操作、擦除、
对部分图像的操作和更改图片在屏幕上的显示方式等。
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5.6.2 PowerPoint
PowerPoint是专门制作幻灯片和演示文稿的优秀软件，它是 Microsoft的办公自动化软件
Office家族中的一员。它可以通过计算机播放文字、图形、图像、声音等多媒体信息。
PowerPoint除了可以输入文本、插入剪贴画、
创建囹表以及图形外，其最主要的特点是可以方便地为幻灯片和演示文稿设计出统一而漂亮的背景。这一点是一般字处理软件所无能为力的。
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5.6.5 Flash
美国 Macromedia公司出品的矢量动画创作专业软件 Flash，主要应用于网页设计、多媒体创作等领域，具有很强的动画编辑能力。在浏览器中观看 Flash动画之前，必须先下载播放插件。
Macrmedia用户界面包括，自定义键盘快捷键、使用启动条可以在活动文档窗口快速访问常用的应用程序功能，浮动的工具条和分组一致，使工具的选择无缝跨越各应用程序。
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动画制作软件 FLASH
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动画作品制作 制作一个较为完整的动画，如果希望达到良好的效果，能吸引观众，最重要的是 创意 。即在掌握好 Flash软件制作动画的一些最基本操作后，个人构思和艺术修养等的综合体现。良好的创意加上在制作过程中不断娴熟的技巧，便可构成自己美妙的作品。
动画制作与平面图像处理的本质区别在于,时间维度 。一幅平面图像效果相当于动画中的某个场景，但图像之间是独立的，
而场景之间则是关联的。
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Flash工作界面 菜单栏工具箱元件库面板图层区场景区时间轴徐州工程学院 61
基本概念（时间轴）Flash采用 时间轴 的方式设计和安排每一个对象（ 演员 ）
的出场顺序和表现方式。它相当于电影导演使用的摄影表，
即在什么时间，哪位演员上场、说什么台词、做什么动作。
0 t
动作演员场景
…
1 2 3 4 5 6
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基本概念（帧与关键帧）时间轴以,帧,（ Frame） 为单位，生成的动画以,每秒
n帧,（ fps）的速度进行播放。
,关键帧,（ KeyFrame） 是指在动画表演过程中，此关键帧的表演内容与先前的一些普通帧内容大不相同，而呈现出关键性的动作或内容的变化（ 只有关键帧中的内容才能够被选取和编辑 ）。
1 2021 3031 5051
汽车驶入 2秒 原地停止 1秒 汽车驶出徐州工程学院 63
基本概念（图层） 图层 （ Layer） 就是在画面上规划出的虚拟层级。在这些不同的层级上放进各自的对象，这些不同层级上的对象除非经由特殊设置，否则不会互相产生影响。
上面图层的对象将挡住所有在它下面图层的对象。
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基本概念（元件）一个 Flash动画可以由许多不同属性的 元件 互相搭配组成。
而 元件库 （ Library） 就好像影片中的演员表，里面的每个演员可以扮演多个角色。我们只要把元件库中的元件拖放到场景中，就可以创建一个相应的实例，就像演员到了舞台上便成了角色一样。
Movie Clip
是一段独立的,小电影,,它可以自顾自的不断播放。
Button
是指能够对鼠标移动、单击等事件做出反应的对象。
Graphic
代表普通静态的图形文件对象。
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作品设计脚本
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
背景汽车音乐汽车旋转的同时音乐响起驶入 停止 旋转 停止 驶出秒徐州工程学院 66
动画作品制作演示定义文档属性设置动画播放速度 (fps)，以及舞台大小（ 170× 40）和背景色等。
导入外部图像，并转换为图形元件创建补间动画由 Flash自动计算出过渡帧的内容，产生出“移动渐变”的动画效果。
对象基础位置的渐变对象大小、颜色、透明度的渐变添加声音效果发布动画影片
Flash以 *.fla 为其源文件，以 *.swf 为生成的效果文件。
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第 5章 多媒体技术基础
5.1 多媒体技术概述
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5.1.2多媒体的主要特征
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5.4 音频
5.4.1 波形音频
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5.5.1 视频类型
5.5.2 视频基本性质
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5.6.1 Windows画图
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20世纪 90年代，多媒体技术得到了快速的发展，计算机具有了综合处理文字、
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计算机成了信息交流的媒介，人们能够以自己所熟悉的方式同计算机进行信息交互，在计算机网络的配合下，计算机应用领域得到了进一步的拓展。
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媒体是指信息传递和存储的最基本的技术和手段，按照国际电联（ ITU）的建议，媒体可分感觉媒体、表示媒体、显现媒体、存储媒体、
传输媒体和交换媒体。
多媒体技术是能同时综合处理多种媒体信息 —
— 图形、图像、文字、声音和视频，在这些信息之间建立逻辑联系，使其集成为一个交互式系统的技术。简言之，多媒体技术就是用计算机实时地综合处理图、文、声、像等信息的技术。
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5.1.2多媒体的主要特征
在计算机学科中，多媒体概念应更多地从定性的角度，而不是定量的角度来考虑，根据多媒体技术的定义，我们可以看出多媒体技术有以下几个主要特性，即信息载体的多样性、集成性、交互性和实时性等。
1．技术的集成性
2．处理过程的交互性
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随着计算机技术，尤其是多媒体技术的发展，在传统的信息系统中引入了多种媒体信息，形成了能综合处理文字、声音、图形和图像、动画、视频等多种媒体信息的系统。
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1．多媒体硬件平台
多媒体硬件平台是指支持多媒体信息交互处理所需的硬件设备，如图 5-1所示。多媒体硬件平台的核心乃是完成综合处理多种媒体信息的计算机系统，它可以是一台工作站，也可以是一台高性能的个人计算机（ PC）。
若以 PC机作为主机，再配以必要的多媒体设备，如 CD-ROM、声音输入输出设备、视频输入输出设备、多媒体通信传输设备等。
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2．多媒体软件平台
多媒体软件平台主要包括多媒体操作系统、多媒体驱动软件、多媒体数据采集软件和多媒体编辑与创作工具等。
计算机操作系统、面向对象技术、并行处理和复杂结构的分布处理技术等软件技术的发展，为多媒体软件平台的发展提供了很好的基础。
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3．多媒体数据存储
目前多媒体数据存储方法有，基于关系系统的方法、更适合多媒体特点的结构和存储方法和基于内容存储。
基于关系系统的方法是，为了维持 SQL操作，
字数记录必须定长。将存储结构分为两部分，
一部分记录常规意义的多媒体数据指针；另一部分是多媒体数据，仍以定长组织，但通过指针实现动态可变长。
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4．多媒体数据库
多媒体数据库是一个由若干多媒体对象所构成的集合，这些数据对象按一定的方式被组织在一起，可为其他的应用所共享。
多媒体数据库管理系统则负责完成对多媒体数据库的各种操作和管理功能，包括对数据库的定义、创建、查询、访问、插入、删除等这样一些传统数据库功能；此外，还必须解决一些新的问题，如海量数据的存储功能、信息提取功能等。
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5．数据编码和解码
在多媒体计算机系统中要表示、传输和处理大量的声音、图像甚至影像视频信息，其数据量之大是非常惊人的，加之信息品种多、实时性要求高，给数据的存储和传输以及加工处理均带来了巨大的压力。
因此，在采用新技术增加 CPU处理速度、存储容量和提高通信带宽的同时，还须研究高效的数据压缩编解码技术。
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6．人机交互
人机交互是研究人与计算机之间的交互技术。
目前，计算机能够处理图形、图像、动画、视频、语音、音乐、文字等不同的媒体，但缺乏仿生的眼睛和耳朵，也没有从外部世界收集信息所需的触觉、味觉和嗅觉。
计算机没有语言能力，没有四肢，没有建立各种各样信息表达形式的能力，所以，我们目前仍然以键盘和鼠标为主要输入工具，输入输出严重不平衡，这就限制了人和计算机之间的信息沟通。
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7．虚拟现实
虚拟现实技术是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉、听觉、动作等行为的交互技术。
它用计算机加上先进的外围设备，模拟生活中的一切，包括过去发生的事件和将要发生的事件。
虚拟现实技术使计算机从一种需要人用键盘、
鼠标对其进行操作的设备，变成了人处于计算机创造的环境中，通过感官、语言、手势等比较,自然,的方式进行,交互、对话,的系统和环境。
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8．分布式多媒体
多媒体技术与高速通信网络技术相结合，
产生了分布式多媒体技术这个新型边缘研究领域。
分布式多媒体系统是指将多个分布在不同地点的多媒体终端、交换设备和多媒体服务器通过高速通信网络互连在一起并能够完成多媒体通信业务的系统，分布式多媒体系统也称为多媒体通信系统。
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5.2.1 文本和文档
文本是一种重要的信息和知识交流工具，从象形文字起源，世界各地发展和产生了各种形式的语言和文字。文本是文档中的主要数据类型，
文本是人与计算机之间进行信息交换的主要媒体。
文本不仅准确、严谨地传递信息，而且还可以反复阅读文字内容，品味文字中的意义。相对于图像等其他媒体来说，普通文本或格式化文本对存储空间、信道传输能力的要求都是最少的。
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1．文本的编码与格式
文本的编码和格式根据不同的用途可以采用多种格式，有的文本格式是为了文本之间的交换而设计的，例如文本格式 RTF，它是一种常用的格式，具有二进制语法。
还有的格式是为了显式或打印文档而设计的，
如 PDF和 Postscrint。。除了格式之外，许多文档采用了压缩技术，目前流行的压缩格式有 ARJ,ZIP等。
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2．文档概念
文档用来表示一个数据或信息的单元，文本是它的一种典型的数据形式，但是文档也可以包含其他的媒体，例如图像、视频、音频、图形等。
在实际的应用中，文档可以是一个完整的逻辑单元，例如一篇研究论文、一本书或一本手册。
它也可以是大型文本中的一部分，例如字典中的一个条目、一个机械零件的描述等。对于它的物理表示，一个文档可以是任何物理单元，
例如一个文件、一个电子邮件或 Web页。
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3,文档结构描述语言
文档结构描述语言，就是用语言来定义和说明文档的结构，这些语言对文档进行结构化的基本手段就是置标，也称为置标语言。
置标语言就是利用附加的文本语法，描述文档的格式、结构、文本语义和属性等。最基本的元语言是标准通用置标语言（ SGML），而其他的语言，例如 HyTime,HTML,XML，是从 SGML导出的语言或 SGML的实例。
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5.2.2 文档浏览
1．平坦浏览模型
该模型的思想是假设用户浏览一个具有平坦组织的文档空间。
2．结构向导浏览模型
为了对浏览的行为提供更好的支持，文档应该被组织成为如目录那样的结构。
目录是类的层次结构，对文档按照主题来分类和组织。
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5.2.3 超文本与超媒体基础
文档是一种传递信息的方法，阅读一篇文档实际是重建知识的行动。普通文档是以线性方式组织数据的，它与现实世界的信息结构截然不同，并且与人类的组织知识、思维方式也有很大的距离。
超文本与超媒体利用图结构表示文档，它提供的方法是建立各种媒体信息之间的网状链接结构。这种结构将信息单元作为结点，它们之间的联系没有固定的顺序，也不要求必须按某个顺序检索，所以它与传统文档的线性文本结构有着很大的区别。
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1．基本概念
（ 1）超文本系统
超文本系统的特点主要是由其非线性信息链结构所决定的，它通过指示器连接基本信息单元
（结点）不同信息单元的数据可以用一种或多种媒体表示。
（ 2）非线性的信息链
超文本和超媒体不是顺序的，而是一个非线性的网状信息链。它把文本或其他媒体按其内部固有的独立性和相关性划分成不同的基本信息单元，称为结点。
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1．基本概念
（ 3）链
为了在超文本与超媒体的信息链间进行浏览，
必须在用户界面上标记能进一步浏览其他信息单元的指示器，即通常所称的链。
（ 4）多媒体系统
多媒体系统包含连续和离散编码的信息。例如，
如果仅连接文本数据，那么它不是多媒体。
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1．基本概念
（ 5）超媒体系统
超媒体系统包括超文本系统的非线性信息链和多媒体系统中的连续和离散媒体。
例如，如果一个非线性链由文本和视频数据组成，它就是一个超媒体、多媒体和超文本系统。
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2．应用示例
（ 1）超文本示例
（ 2）超媒体示例
目前，在 Internet上有许多网站的网页是由超媒体组成的，用户可以在相关网站上试听有关音乐，也可以在娱乐网站观看电影片段。值得注意的是，播放网上的连续媒体一般都需要附件程序，如 Real One Player程序。如图 5-5
所示网页，当用户点击娱乐网页上音乐或电影片段的指示器时，页面上就会播放选择的音乐或电影片段，即连续媒体信息单元。
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3．超文本系统的基本要素
（ 1）层次模型
超文本系统的层次模型可以分为表现层、超文本抽象机以及存储层，如图 5-6所示。
表现层（用户接口层），是三层模型中的最高层，是超文本系统特点的重要表现，并且直接影响着超文本系统的成功。它根据给定的结构和用户所期望的显示方式，决定了超文本系统的人机交互界面、信息的表现方式、交互操作方式以及浏览导航方式。
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3．超文本系统的基本要素
（ 2）结点
结点是超文本中的信息单元，是围绕某一特殊主题组织起来的数据集合。结点的内容可以是文本、图形、图像、动画、视频和音频等，
也可以是一个计算机程序。
结点可分为两种类型：表现型和组织型。表现型结点用于记录各种媒体信息，如文本结点、
图形结点、图像结点、视频结点、音频结点、
动画结点等；组织型结点用于组织并记录各结点间的连接关系，它实际起到了目录的作用，
是连接超文本网状结构的纽带。
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3．超文本系统的基本要素
（ 3）同步
同步是指媒体对象之间的时间关系。多媒体系统中的音频和视频同步就是时间相关媒体对象之间的同步，而给静态图片配音就是时间无关媒体与时间相关媒体之间的同步。
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3．超文本系统的基本要素
（ 4）指示器
指示器是一个超文本网状结构的边或链。常用的指示器包括：
①简单指示器，链接超文本网状图中的两个结点。
②链接指示器，除了链接两个结点外，还包含描述信息。
③隐式指示器，结点之间的关系可由超文本系统自动设立。
④显式指示器，指作者创建的固定的所有链接。
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5.3.1 图形数据
图像就是指景物在某种介质上的再现，是通过描绘或拍摄等方法得到的景物的相似物或视觉印象。一般地讲，凡是能为人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想像统称为图像，例如各种图片、光学影像、照片等。
图形是一种抽象化的图像，是对图像依据每种要求进行分析产生的结果，它表示图像对象的形状和轮廓。它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过程和方法，因此它又称为矢量图形。
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5.3.2 数字图像
1．分辨率
图像分辨率是评价图像质量的一个指标，也是图像信息的一种客观属性。
常用的有两种形式，分别称为屏幕分辨率和图像分辨率。屏幕分辨率是指某一特定显示方式下，计算机屏幕上最大的显示区域，以水平和垂直的像素表示，例如 800× 600是指满屏情况下水平有 800个像素，垂直有 600个像素。
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5.3.2 数字图像
2．颜色数
图像颜色数指的是一幅图像中使用的颜色数，
在黑白图像下就是灰度等级。由于每个像素上的颜色被量化后将用若干位来表示，所以在图像中每个像素所占位数就称为图像深度。
若每个像素只有一位颜色位，则该像素只能表示亮或者暗，这就是二值图像。若每个像素有
8位颜色位，则可以具有 256种不同的颜色。
若每个像素具有 224位颜色位，则颜色数可达
224=16777216种，可以认为是真彩色。
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5.3.2 数字图像
3．数据量
由于图像是由像素组成的，每个像素可能要用多个字节来表示，因此与文本相比，图像的数据量要大得多。图像的数据量与分辨率、颜色深度有关。如果设图像的垂直方向的高为 h个像素，水平方向的宽为 w个像素，颜色深度为
c位，则该图所需数据空间大小 B为：
B=（ h× w× c） /8（字节）
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5.3.3 图像数据
1．获取和存储
常用的数字化设备有扫描仪、数字化采集卡等。
现在，数字照相机和摄像机可以直接获取数字化的图像和视频。
扫描仪对已有的照片和图片进行扫描，并把图像数字化进入计算机。摄像机和照相机则可以实时地采集实景空间和现场的图像，它们通过与计算机的数字接口，进入计算机。
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5.3.3 图像数据
2．压缩和转换
由于图像的数据量非常大，一般要经过压缩后才进行存储和传输。不同的压缩技术可以用于图像，减少数据冗余。如果采用无损压缩，压缩比不会太高；而采用有损压缩，则对图像的视觉质量会有不同程度的影响。
压缩算法要根据具体的应用来选取。同时，压缩也会对实时处理、存取和检索产生一定的影响，即带来一定的处理延迟。
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5.4 音频
音频可在许多方面改进多媒体的表达能力，多媒体技术为计算机增加了音频通道，采用人们最熟悉、最习惯的方式交换信息。当某种东西使得空气分子振荡起来，人的耳朵中就会感觉到声音。
例如，讲话时声带的振动、小提琴弦的振动、
扬声器纸盒的振动等都会引起空气的振动，产生了声波，也就产生了声音。
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5.4.1 波形音频
所谓波形音频，实际上可以包含所有的声音形式，因为可以把任何声音源数字化，形成数字化声音。由于它是直接对模拟波形声音数字化得到的，因此称为波形音频，以便与其他两种类型的声音相区别。
根据奈奎斯特采样定律，只要采样频率高于被采样信号最高频率的两倍，就可以完全从采样数据中恢复原始的信号，这就是为什么最高音频采样频率大约为 40kHz，为人的听觉感知频率范围 20kHz的两倍。
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5.4.2 音频特性与应用
根据使用中的区别，音频又可分为语音、音乐和音响效果。从计算机产生声音的原理上又可以将音频分为数字声音和 MIDI音乐，表面上看似乎它们是可互换的，其实它们代表两种完全不同的媒体格式。
声音文件是实际声音的数字化录音。无论声音是普通响声（如关门声），还是音乐（如管弦乐队的演奏），都是人们用麦克风录制的数字文件。这一过程与通过把声音录制为数字格式来制作音乐 CD的过程十分相似。
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5.4.2 音频特性与应用
1．音频的三要素
音频的基本三要素为基音、音强和音色。基音与声音的频率有关，人耳的听觉感知频率范围大致是 20Hz到 20kHz。音强又称为响度，取决于声音的幅度，即振幅的大小和强弱。
而音色由泛音所决定，基音与泛音混合在一起，
从而使得每种声音具有特殊的音色。每个基音具有固定的频率，泛音是那些频率与基音频率成倍数的声音。例如，如果基音频率为 100Hz，
那么泛音频率为 200,300,400Hz等。
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5.4.2 音频特性与应用
2．音频是时基媒体
可以这样说，没有时间也就没有声音。与其他的时基类媒体一样，音频也具有过程性，需要时间来表现它蕴含的信息。
相对视频来说，音频常常处于一种伴随的状态，
如伴音、伴奏等，但是音频也可以单独作为信息的载体，例如广播、语音、音乐等。由于时基性，音频数据具有很强的前后相关性，因此可以被压缩。
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5.4.2 音频特性与应用
3．音频的压缩
虽然波形音频的数据量要比视频少得多，但是相对文本来说，它的数据量还是太大，需要经过压缩后存储和传输。
常用的波形音频数据的文件格式有 au和 wav，
在 Unix系统中通常采用 au文件格式，
Windows操作系统下通常采用 wav文件格式。
自适应差分脉码调制（ ADPCM）是一种基本的音频压缩方法，速率为 32kbps。
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5.4.2 音频特性与应用
4．数字音频文件的操作
Windows操作系统的 Windows Media
Player提供了用于音频操作的功能。
Windows Media Player可以播放多种多媒体文件，其中包括上面介绍的各种音频文件。
而,录音机,除了可以播放 wav文件外，还能录制声音，当然这必须具备有声卡、麦克风等硬件设备。
除此之外,,录音机,还可以录制 CD-ROM上播放的 CD音乐或连接在计算机上的家用音箱上播放的乐曲。
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5.4.2 音频特性与应用
5．音频文件格式
在计算机中存储声音数字化波形信息的文件格式主要有,WAV,SND,MP3、
VOC文件等。
存储合成音乐信息的文件格式有,MID、
MOD及 RMI文件等。
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5.4.3 音乐
波形音频也可以表示音乐，但是只是当成二进制位流，并没有把它看成是音乐。
而音乐是一种具有特殊性质的音频。
音乐是符号化的声音，这种符号构成了音乐的乐谱，乐谱的播放则把符号数据转换为声音的形式。
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5.4.4 语音
人的语音不仅是一种声音波形，而且还具有内在的语言和语音学要素，可以进行特殊的语音处理，表达直接的信息含义，因此语音是一种特别的声音信息载体。
波形音频也可以表现和记录语音，但这种记录和处理方式只将其看作波形而不看作语音。它是不是语音取决于聆听者对该声音的理解。
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5.5 视频
由于人眼的视觉惰性作用，在亮度信号消失后，
图像仍然可以保持 1/30～ 1/20秒的时间，动态图像就是根据这个特性而产生的。
从物理意义上看，任何动态的图像都是多幅连续的图像序列构成的，它们沿时间轴，每一幅图像保持一个△ t时间，顺序地以 1/30～
1/20秒的间隔更换，连续播放，就形成了动态的图像。
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5.5.1 视频类型
人类眼睛具备一种,视觉停留,生物现象，即在观察过物体之后，物体的映像将在人眼的视网膜上保留短暂的时间，因此，如果以足够快的速度不断、而且每次略微改变物体的位置和形状，眼睛将感觉到物体在连续运动。
所有视频（如电影和电视）系统都是应用这一原理产生的动态图像。这一幅幅图像被称为帧，
,帧,是构成视频信息的基本单元。
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5.5.1 视频类型
1．常用视频文件格式
（ 1） MPG格式
（ 2） AVI格式
（ 3） DAT文件
（ 4） MOV格式徐州工程学院 50
5.5.1 视频类型
2．常用动画文件格式
（ 1） SWF格式
SWF是 Micromedia公司的 Flash软件支持的矢量动画格式，它采用曲线方程描述其内容，
不是由点阵组成内容，因此这种格式的动画在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画，如教学演示等。
（ 2） FLIC（ FLC/FLI）格式徐州工程学院 51
5.5.2 视频基本性质
1．数据量大
视频是连续的图像序列，当然它的数据量非常大，这给视频的存储、处理和检索提出了新的问题，例如如何对海量视频数据进行存储和检索。
2．压缩需求
视频的存储必须要经过压缩，因为它的数据量太大了，现阶段再大的存储容量也难以存储稍长时间的未压缩的视频。
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5.5.2 视频基本性质
3．时基媒体
因为它是一种时基媒体，因此非常适合表现事件的过程，交代事件的始末，具有非常丰富的信息内涵，具有生动自然的信息表现力。
4．时间结构
从微观上看，视频是二进制位流形式的流数据，
没有数据 /信息单元，不利于信息检索。
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5.5.3 视频格式和压缩
视频对应的电视信号基本上有 NTSC和
PAL两大制式。
NTSC是美国在 1953年推出的彩色电视制式，采用的扫描频率为 60Hz，水平扫描线为 525线；
PAL是 1962年当时的西德研制的彩色电视制式，采用的扫描频率为 50Hz，水平扫描线为 625线。
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5.6 多媒体创作工具
多媒体创作工具是电子出版物、多媒体应用系统的开发工具。它提供组织和编辑电子出版物和多媒体应用系统各种成分所需要的重要框架，
包括图像、图形、动画、视频、音频的剪辑。
创作工具的用途是建立具有交互式的用户界面，
在输出设备上演示电子出版物及多媒体应用系统，同时可以将各种媒体成分集成为一个完整并有内在联系的系统。
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5.6.1 Windows画图
Paint Brush（画图）是 Windows系统中自带的一个用于画图和图像处理的程序，可以支持 BMP,JPG等文件格式，在没有其他图像处理软件时，可以用它进行基本的图像编辑处理。
Windows画图软件的主要功能有，画直线和图形、在图片中插入文字、颜色操作、擦除、
对部分图像的操作和更改图片在屏幕上的显示方式等。
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5.6.2 PowerPoint
PowerPoint是专门制作幻灯片和演示文稿的优秀软件，它是 Microsoft的办公自动化软件
Office家族中的一员。它可以通过计算机播放文字、图形、图像、声音等多媒体信息。
PowerPoint除了可以输入文本、插入剪贴画、
创建囹表以及图形外，其最主要的特点是可以方便地为幻灯片和演示文稿设计出统一而漂亮的背景。这一点是一般字处理软件所无能为力的。
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5.6.5 Flash
美国 Macromedia公司出品的矢量动画创作专业软件 Flash，主要应用于网页设计、多媒体创作等领域，具有很强的动画编辑能力。在浏览器中观看 Flash动画之前，必须先下载播放插件。
Macrmedia用户界面包括，自定义键盘快捷键、使用启动条可以在活动文档窗口快速访问常用的应用程序功能，浮动的工具条和分组一致，使工具的选择无缝跨越各应用程序。
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动画制作软件 FLASH
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动画作品制作 制作一个较为完整的动画，如果希望达到良好的效果，能吸引观众，最重要的是 创意 。即在掌握好 Flash软件制作动画的一些最基本操作后，个人构思和艺术修养等的综合体现。良好的创意加上在制作过程中不断娴熟的技巧，便可构成自己美妙的作品。
动画制作与平面图像处理的本质区别在于,时间维度 。一幅平面图像效果相当于动画中的某个场景，但图像之间是独立的，
而场景之间则是关联的。
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Flash工作界面 菜单栏工具箱元件库面板图层区场景区时间轴徐州工程学院 61
基本概念（时间轴）Flash采用 时间轴 的方式设计和安排每一个对象（ 演员 ）
的出场顺序和表现方式。它相当于电影导演使用的摄影表，
即在什么时间，哪位演员上场、说什么台词、做什么动作。
0 t
动作演员场景
…
1 2 3 4 5 6
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基本概念（帧与关键帧）时间轴以,帧,（ Frame） 为单位，生成的动画以,每秒
n帧,（ fps）的速度进行播放。
,关键帧,（ KeyFrame） 是指在动画表演过程中，此关键帧的表演内容与先前的一些普通帧内容大不相同，而呈现出关键性的动作或内容的变化（ 只有关键帧中的内容才能够被选取和编辑 ）。
1 2021 3031 5051
汽车驶入 2秒 原地停止 1秒 汽车驶出徐州工程学院 63
基本概念（图层） 图层 （ Layer） 就是在画面上规划出的虚拟层级。在这些不同的层级上放进各自的对象，这些不同层级上的对象除非经由特殊设置，否则不会互相产生影响。
上面图层的对象将挡住所有在它下面图层的对象。
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基本概念（元件）一个 Flash动画可以由许多不同属性的 元件 互相搭配组成。
而 元件库 （ Library） 就好像影片中的演员表，里面的每个演员可以扮演多个角色。我们只要把元件库中的元件拖放到场景中，就可以创建一个相应的实例，就像演员到了舞台上便成了角色一样。
Movie Clip
是一段独立的,小电影,,它可以自顾自的不断播放。
Button
是指能够对鼠标移动、单击等事件做出反应的对象。
Graphic
代表普通静态的图形文件对象。
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作品设计脚本
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
背景汽车音乐汽车旋转的同时音乐响起驶入 停止 旋转 停止 驶出秒徐州工程学院 66
动画作品制作演示定义文档属性设置动画播放速度 (fps)，以及舞台大小（ 170× 40）和背景色等。
导入外部图像，并转换为图形元件创建补间动画由 Flash自动计算出过渡帧的内容，产生出“移动渐变”的动画效果。
对象基础位置的渐变对象大小、颜色、透明度的渐变添加声音效果发布动画影片
Flash以 *.fla 为其源文件，以 *.swf 为生成的效果文件。
