第三章 多媒体技术及应用
本章知识要点,
多媒体的定义, 特点, 应用以及关键技术
多媒体计算机系统的组成
多媒体数据压缩技术及音频, 图像, 视频三
种媒体形式的数字化, 压缩技术以及常用的
文件格式
常用的多媒体信息处理工具及其简单应用
3,1 多媒体技术基础
3,1,1 多媒体的概念
3,1,2 多媒体技术的产生与发展
3,1,3 多媒体技术的特点
3,1,4 多媒体关键技术
3,1,5 多媒体的应用领域
3,1,1 多媒体的概念
媒体的类别,
感觉媒体 (PerceptionMedium),
表示媒体 (RepresentationMedium),
显示媒体 (PresentationMedium),
存储媒体 (StorageMedium),
传输媒体 (TransmissionMedium),
多媒体的定义, 多媒体一词译自英文的
,multimedia”，该词由, Multiple”和, Medium”
复合而成，其中, Multiple”有, 复合的、多样的,
意思，其关键词是, 媒体 (Medium)”。
3,1,2 多媒体技术的产生与发展
多媒体技术出现于 20世纪 80年代中后期,
1984年，美国的 Apple公司为了改善人机界面,
美国 Commodore公司在 1985年率先推出了世界
上第一个多媒体计算机系统 Amiga，后经不断
完善，在 1989年,Commodore公司展示了 Amiga
系统的一个完整多媒体计算机系列。
3,1,3 多媒体技术的特点
1．多样性
2．集成性
3．实时性
4．交互性
3,1,4 多媒体关键技术
1．多媒体数据压缩和解压缩技术
2．多媒体数据存储技术
3．多媒体数据库技术
4．多媒体网络通信技术
5．超文本与超媒体技术
6．虚拟现实技术
3,1,5多媒体的应用领域
1,教育与培训
2,多媒体电子出版物
3,多媒体通信
4,过程模拟
5,多媒体办公系统
6,影视, 娱乐, 广告
3,2 多媒体计算机系统
3,2,1 多媒体系统的组成
3,2,2 多媒体个人计算机标准
3,2,3 多媒体计算机的外围设备
3,2,1 多媒体系统的组成
1．多媒体计算机的硬件系统, 主机、多媒体
接口卡基本输入／输出设备、高级多媒体设备
3,2,1 多媒体系统的组成
多媒体计算机的软件系统,多媒体计算机的软件
系统按功能可分为系统软件和应用软件
多媒体系统的层次结构
创作编辑软件
多媒体应用程序
多媒体制作平台与工具软件
多媒体核心系统软件
多媒体计算机硬件系统
3,2,2 多媒体个人计算机标准
M P C 部件 M P C - 1 标准 M P C - 2 标准 M P C - 3 标准
CP U 16M H z 386S X
25M H z
486S X
75M H z
P e nt i um X 86 系
列同等级
内存 2M B 4M B 8M B
硬盘 30M B 160M B 540M B
C D R O M / C D R / C D R W
D V D R O M
150kbps
最大寻址时间
1s
300kbps
最大寻址时
间 400m s
600kbps
最大寻址时间
200m s
声卡
8bi t 数字声音
8 个合成音
支持 M I D I
16bi t 数字声
音
8 个合成音
支持 M I D I
16bi t 数字声音
支持 W a ve t a bl e
支持 M I D I
显示器
640× 480
16 色
640× 480
65536 色
640× 480
65536 色
视频播放
352× 240 30f ps
352× 288 25f ps
15bi t / pi xe l
I / O 端口
M I D I I / O 端口，
G a m e por t J oys t i c k
端口，串、并口
M I D I I / O 端
口,G a m e por t
J oys t i c k 端口，
串、并口
M I D I I / O 端口，
G a m e por t
J oys t i c k 端口，
串、并口
操作系统 W i ndow s 3,X W i ndow s 3,X W i ndow s 3,X / 95
3,2,3 多媒体计算机的外围设备
扫描仪
数码相机
数码摄像机
摄像头
触摸屏
3,3多媒体信息的数字化和压缩技术
3,3,1 多媒体数据压缩概述
3,3,2 音频处理技术
3,3,3 图像处理技术
3,3,4 视频 处理技术
3,3,1 多媒体数据压缩概述
1,多媒体数据压缩的必要性
2,数据冗余的类型
空间冗余, 空间冗余是静态图像存在的最主要的
一种数据冗余 。
时间冗余：时间冗余是语音或序列图像中常见的
冗余
结构冗余：在有些图像中存在明显的纹理结构,
在结构上存在着很大的重复性, 这种冗余称为结
构冗余 。
知识冗余：这类规律性的结构可由先验知识和背
景知识得到, 这就是知识冗余 。
视觉和听觉冗余：在记录原始的图像数据时, 通
常假定视觉系统是线性的和均匀的, 就对一些人
眼不能察觉的数据也进行了记录, 这显然是不必
要的, 这样就产生了视觉冗余 。
3,3,1 多媒体数据压缩概述
3,数据压缩的种类
无损压缩, 无损压缩是指数据经过压缩，没
有任何损失或失真，在对压缩过的数据进行
解压缩后，可以完全恢复压缩前的信息。
有损压缩, 和无损压缩相对应的就是有损压
缩。, 有损压缩, 是指经过压缩后不能将原
来的文件信息完全保留，其解码数据与原始
数据有一定的误差的压缩，显然，这是一种
不可逆压缩方式。
3,3,2音频处理技术
声音的数字化,所谓数字化实际上就是将连续
的信号变成离散的信号 。 声音信号的数字化通
常要经过采样, 量化和编码三个过程 。
模拟音频信号 音频信号采样 采样信号的量化
3,3,2音频处理技术
音频压缩,在对音频信号进行压缩时，通常可分
为电话质量的语音、调幅广播质量的音频信号和
高保真立体声信号。
3,3,2音频处理技术
音频文件的存储格式,
WAV格式文件
MIDI格式文件
MP3格式
RA格式
CD— DA格式
3,3,3 图像处理技术
1．有关图像的基本概念
色彩三要素：色相、饱和度、亮度
色彩模式,RGB色彩模式,CMYK色彩模式,Lab色
彩模式
图像种类,
位图：位图是由一个矩阵来描述，矩阵的元素就是像
素。通过对图像中每一个像素的计算和存储，就可以
完成图像的数字化。位图一般数据量比较大，比较善
于重现颜色的细微层次，但不适合用来缩放。
矢量图：矢量图由称为矢量的数学对象定义的线条和
色块组成。矢量图主要用于工程图、白描土、卡通漫
画等。矢量图和分辨率无关，也就意味着将它们放大
到任意尺寸或用任意分辨率打印都不会降低图像的品
质。
3,3,3 图像处理技术
2．图像数字化,图像数字化就是将连续图像
离散化，包括采样和量化两个过程。
3．静态图像压缩标准 JPEG
JPEG(Joint Photographic Experts Group)
是联合图像专家小组的英文缩写。其中, 联
合, 的含义是指，国际电报电话咨询委员会
(CCITl)和国际标准化协会 (1SO)联合组成的
一个图像专家小组，其任务就是建立第一个
实用于连续色调图像压缩的国际标准，简称
JPEG标准。
3,3,3 图像处理技术
4．图像文件格式
BMP格式
JPG格式
GIF格式
TIFF格式
SD格式
PCX格式
PNG格式
3,3,4 视频处理技术
1．视频信息的数字化
视频内容从摄像机或者录像带上转到电脑上
的过程叫做数字化过程，或者叫采集。视频
信息数字化的目的是为了将模拟视频信号经
模数转换和彩色空间变换转换成数字计算机
可以显示和处理的数字信号。视频采集实际
上是把模拟视频转换成一连串的计算机位图。
然后再配以同步的声音，把这些位图在屏幕
上以一定速度连续显示的过程。
3,3,4 视频处理技术
2．视频压缩与 MPEG标准
MPEG是专门制定动态图像编码压缩标准的国
际组织，其目标是要在 1990年建立一个标准
的草案。 MPEG专家小组的研究内容，不仅仅
限于数字视频压缩，音频及音频和视频的同
步问题都不能脱离视频压缩独立进行。
MPEG-1标准实际上是多媒体运动图像和伴音
的数据压缩编码标准，它包括了三个部分，
MPEG视频,MPEG音频和 MPEG系统。
3,3,4 视频处理技术
3．视频文件格式
AVI格式
MPEG格式
QuickTime格式
RM格式
ASF格式
3,4多媒体信息处理工具
3.4.1 图形图像编辑工具 Photoshop
3.4.2 动画制作工具 Flash
3.4.3 多媒体著作工具 Authorware
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
1,Photoshop的主界面
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
2,Photoshop中的一些重要概念
图层（Ｌ ayer）
路径（ Path）
滤镜（Ｆ ilter）
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
3,Photoshop应用实例
实例一：制作文字的发光效果
在 Photoshop中, 我们可以利用图层和其他处理技术
相结合, 制作出具有各种特效的文字, 比如：阴影
文字, 图案文字, 火焰文字等 。 这些文字用在印刷
物或网页上都会有很好的效果 。 下面就来介绍一下
文字发光效果的制作 。 发光文字的效果如图 3.21所
示 。
3,4,2 动画制作工具 Flash
1,Flash Mx的主界面
3,4,2 动画制作工具 Flash
２, Flash MX应用实例
实例一：摆动的小球
本实例是模仿两个单摆的小球来回摆动的动画, 效
果如图 3.31所示 。 动画在播放时, 最左边的小球先
摆起来, 当回到原处时, 撞击右边的其它小球, 使
最右边的小球摆起, 最右边的小球回到原处再撞击
左边的其它小球, 使最左边的小球摆起 。 这样不停
摆动, 就形成了一个模仿单摆的小动画 。
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
多媒体著作工具即多媒体创作工具, 它是指用
来集成, 处理和统一管理文本, 图形, 动画,
视频和声音等多媒体信息, 主要任务是使这些
多媒体信息成为一个完整的, 具有交互功能的
应用程序 。
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
1,Authorware的工作界面
图标面板：在 Authorware中创建的程序就是
由多个图标组成的，而图标面板就提供了进
行多媒体创作的基本单元 —— 设计图标。根
据要添加多媒体对象的不同，用户可以根据
需要选择不同的图标。
程序设计窗口
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
2,Authorware应用实例
实例一：一个简单的多媒体小程序
本实例是一个非常简单的 Authorware小程序,
程序首先会出现一个图片背景, 当用户单击
窗口中的按钮时就会听到音乐, 同时会出现
祝贺文字 。 本程序主要目的是向读者演示
Authorware程序基于流程线的工作原理 。
本章知识要点,
多媒体的定义, 特点, 应用以及关键技术
多媒体计算机系统的组成
多媒体数据压缩技术及音频, 图像, 视频三
种媒体形式的数字化, 压缩技术以及常用的
文件格式
常用的多媒体信息处理工具及其简单应用
3,1 多媒体技术基础
3,1,1 多媒体的概念
3,1,2 多媒体技术的产生与发展
3,1,3 多媒体技术的特点
3,1,4 多媒体关键技术
3,1,5 多媒体的应用领域
3,1,1 多媒体的概念
媒体的类别,
感觉媒体 (PerceptionMedium),
表示媒体 (RepresentationMedium),
显示媒体 (PresentationMedium),
存储媒体 (StorageMedium),
传输媒体 (TransmissionMedium),
多媒体的定义, 多媒体一词译自英文的
,multimedia”，该词由, Multiple”和, Medium”
复合而成，其中, Multiple”有, 复合的、多样的,
意思，其关键词是, 媒体 (Medium)”。
3,1,2 多媒体技术的产生与发展
多媒体技术出现于 20世纪 80年代中后期,
1984年，美国的 Apple公司为了改善人机界面,
美国 Commodore公司在 1985年率先推出了世界
上第一个多媒体计算机系统 Amiga，后经不断
完善，在 1989年,Commodore公司展示了 Amiga
系统的一个完整多媒体计算机系列。
3,1,3 多媒体技术的特点
1．多样性
2．集成性
3．实时性
4．交互性
3,1,4 多媒体关键技术
1．多媒体数据压缩和解压缩技术
2．多媒体数据存储技术
3．多媒体数据库技术
4．多媒体网络通信技术
5．超文本与超媒体技术
6．虚拟现实技术
3,1,5多媒体的应用领域
1,教育与培训
2,多媒体电子出版物
3,多媒体通信
4,过程模拟
5,多媒体办公系统
6,影视, 娱乐, 广告
3,2 多媒体计算机系统
3,2,1 多媒体系统的组成
3,2,2 多媒体个人计算机标准
3,2,3 多媒体计算机的外围设备
3,2,1 多媒体系统的组成
1．多媒体计算机的硬件系统, 主机、多媒体
接口卡基本输入／输出设备、高级多媒体设备
3,2,1 多媒体系统的组成
多媒体计算机的软件系统,多媒体计算机的软件
系统按功能可分为系统软件和应用软件
多媒体系统的层次结构
创作编辑软件
多媒体应用程序
多媒体制作平台与工具软件
多媒体核心系统软件
多媒体计算机硬件系统
3,2,2 多媒体个人计算机标准
M P C 部件 M P C - 1 标准 M P C - 2 标准 M P C - 3 标准
CP U 16M H z 386S X
25M H z
486S X
75M H z
P e nt i um X 86 系
列同等级
内存 2M B 4M B 8M B
硬盘 30M B 160M B 540M B
C D R O M / C D R / C D R W
D V D R O M
150kbps
最大寻址时间
1s
300kbps
最大寻址时
间 400m s
600kbps
最大寻址时间
200m s
声卡
8bi t 数字声音
8 个合成音
支持 M I D I
16bi t 数字声
音
8 个合成音
支持 M I D I
16bi t 数字声音
支持 W a ve t a bl e
支持 M I D I
显示器
640× 480
16 色
640× 480
65536 色
640× 480
65536 色
视频播放
352× 240 30f ps
352× 288 25f ps
15bi t / pi xe l
I / O 端口
M I D I I / O 端口，
G a m e por t J oys t i c k
端口，串、并口
M I D I I / O 端
口,G a m e por t
J oys t i c k 端口，
串、并口
M I D I I / O 端口，
G a m e por t
J oys t i c k 端口，
串、并口
操作系统 W i ndow s 3,X W i ndow s 3,X W i ndow s 3,X / 95
3,2,3 多媒体计算机的外围设备
扫描仪
数码相机
数码摄像机
摄像头
触摸屏
3,3多媒体信息的数字化和压缩技术
3,3,1 多媒体数据压缩概述
3,3,2 音频处理技术
3,3,3 图像处理技术
3,3,4 视频 处理技术
3,3,1 多媒体数据压缩概述
1,多媒体数据压缩的必要性
2,数据冗余的类型
空间冗余, 空间冗余是静态图像存在的最主要的
一种数据冗余 。
时间冗余：时间冗余是语音或序列图像中常见的
冗余
结构冗余：在有些图像中存在明显的纹理结构,
在结构上存在着很大的重复性, 这种冗余称为结
构冗余 。
知识冗余：这类规律性的结构可由先验知识和背
景知识得到, 这就是知识冗余 。
视觉和听觉冗余：在记录原始的图像数据时, 通
常假定视觉系统是线性的和均匀的, 就对一些人
眼不能察觉的数据也进行了记录, 这显然是不必
要的, 这样就产生了视觉冗余 。
3,3,1 多媒体数据压缩概述
3,数据压缩的种类
无损压缩, 无损压缩是指数据经过压缩，没
有任何损失或失真，在对压缩过的数据进行
解压缩后，可以完全恢复压缩前的信息。
有损压缩, 和无损压缩相对应的就是有损压
缩。, 有损压缩, 是指经过压缩后不能将原
来的文件信息完全保留，其解码数据与原始
数据有一定的误差的压缩，显然，这是一种
不可逆压缩方式。
3,3,2音频处理技术
声音的数字化,所谓数字化实际上就是将连续
的信号变成离散的信号 。 声音信号的数字化通
常要经过采样, 量化和编码三个过程 。
模拟音频信号 音频信号采样 采样信号的量化
3,3,2音频处理技术
音频压缩,在对音频信号进行压缩时，通常可分
为电话质量的语音、调幅广播质量的音频信号和
高保真立体声信号。
3,3,2音频处理技术
音频文件的存储格式,
WAV格式文件
MIDI格式文件
MP3格式
RA格式
CD— DA格式
3,3,3 图像处理技术
1．有关图像的基本概念
色彩三要素：色相、饱和度、亮度
色彩模式,RGB色彩模式,CMYK色彩模式,Lab色
彩模式
图像种类,
位图：位图是由一个矩阵来描述，矩阵的元素就是像
素。通过对图像中每一个像素的计算和存储，就可以
完成图像的数字化。位图一般数据量比较大，比较善
于重现颜色的细微层次，但不适合用来缩放。
矢量图：矢量图由称为矢量的数学对象定义的线条和
色块组成。矢量图主要用于工程图、白描土、卡通漫
画等。矢量图和分辨率无关，也就意味着将它们放大
到任意尺寸或用任意分辨率打印都不会降低图像的品
质。
3,3,3 图像处理技术
2．图像数字化,图像数字化就是将连续图像
离散化，包括采样和量化两个过程。
3．静态图像压缩标准 JPEG
JPEG(Joint Photographic Experts Group)
是联合图像专家小组的英文缩写。其中, 联
合, 的含义是指，国际电报电话咨询委员会
(CCITl)和国际标准化协会 (1SO)联合组成的
一个图像专家小组，其任务就是建立第一个
实用于连续色调图像压缩的国际标准，简称
JPEG标准。
3,3,3 图像处理技术
4．图像文件格式
BMP格式
JPG格式
GIF格式
TIFF格式
SD格式
PCX格式
PNG格式
3,3,4 视频处理技术
1．视频信息的数字化
视频内容从摄像机或者录像带上转到电脑上
的过程叫做数字化过程，或者叫采集。视频
信息数字化的目的是为了将模拟视频信号经
模数转换和彩色空间变换转换成数字计算机
可以显示和处理的数字信号。视频采集实际
上是把模拟视频转换成一连串的计算机位图。
然后再配以同步的声音，把这些位图在屏幕
上以一定速度连续显示的过程。
3,3,4 视频处理技术
2．视频压缩与 MPEG标准
MPEG是专门制定动态图像编码压缩标准的国
际组织，其目标是要在 1990年建立一个标准
的草案。 MPEG专家小组的研究内容，不仅仅
限于数字视频压缩，音频及音频和视频的同
步问题都不能脱离视频压缩独立进行。
MPEG-1标准实际上是多媒体运动图像和伴音
的数据压缩编码标准，它包括了三个部分，
MPEG视频,MPEG音频和 MPEG系统。
3,3,4 视频处理技术
3．视频文件格式
AVI格式
MPEG格式
QuickTime格式
RM格式
ASF格式
3,4多媒体信息处理工具
3.4.1 图形图像编辑工具 Photoshop
3.4.2 动画制作工具 Flash
3.4.3 多媒体著作工具 Authorware
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
1,Photoshop的主界面
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
2,Photoshop中的一些重要概念
图层（Ｌ ayer）
路径（ Path）
滤镜（Ｆ ilter）
3,4,1 图形图像编辑工具 Photoshop
3,Photoshop应用实例
实例一：制作文字的发光效果
在 Photoshop中, 我们可以利用图层和其他处理技术
相结合, 制作出具有各种特效的文字, 比如：阴影
文字, 图案文字, 火焰文字等 。 这些文字用在印刷
物或网页上都会有很好的效果 。 下面就来介绍一下
文字发光效果的制作 。 发光文字的效果如图 3.21所
示 。
3,4,2 动画制作工具 Flash
1,Flash Mx的主界面
3,4,2 动画制作工具 Flash
２, Flash MX应用实例
实例一：摆动的小球
本实例是模仿两个单摆的小球来回摆动的动画, 效
果如图 3.31所示 。 动画在播放时, 最左边的小球先
摆起来, 当回到原处时, 撞击右边的其它小球, 使
最右边的小球摆起, 最右边的小球回到原处再撞击
左边的其它小球, 使最左边的小球摆起 。 这样不停
摆动, 就形成了一个模仿单摆的小动画 。
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
多媒体著作工具即多媒体创作工具, 它是指用
来集成, 处理和统一管理文本, 图形, 动画,
视频和声音等多媒体信息, 主要任务是使这些
多媒体信息成为一个完整的, 具有交互功能的
应用程序 。
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
1,Authorware的工作界面
图标面板：在 Authorware中创建的程序就是
由多个图标组成的，而图标面板就提供了进
行多媒体创作的基本单元 —— 设计图标。根
据要添加多媒体对象的不同，用户可以根据
需要选择不同的图标。
程序设计窗口
3,4,3 多媒体著作工具 Authorware
2,Authorware应用实例
实例一：一个简单的多媒体小程序
本实例是一个非常简单的 Authorware小程序,
程序首先会出现一个图片背景, 当用户单击
窗口中的按钮时就会听到音乐, 同时会出现
祝贺文字 。 本程序主要目的是向读者演示
Authorware程序基于流程线的工作原理 。
