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多媒体技术与应用. 多媒体技术与应用. 教学目的. ●. 1 、了解多媒体技术的基本概念、基本组成、关键技术等 2 、熟悉多媒体的硬件和软件环境的建立、了解多媒体应用设计原理。 3 、根据实际需要录制音频，并能进行音频的混音、音效添加等操作 3 、掌握图像素材的准备与处理，培养利用 Premiere 制作视频片段以及 Authorware 制作课件的能力。. 教学进程. 学习要求. ●. 1 、结合职业技能证书“多媒体作品制作员”学习本课程，注重理论和实践相结合，培养终身学习的能力。
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多媒体技术与应用 多媒体技术与应用
教学目的 ● 1、了解多媒体技术的基本概念、基本组成、关键技术等 2、熟悉多媒体的硬件和软件环境的建立、了解多媒体应用设计原理。 3、根据实际需要录制音频，并能进行音频的混音、音效添加等操作 3、掌握图像素材的准备与处理，培养利用Premiere制作视频片段以及Authorware制作课件的能力。 教学进程
学习要求 ● 1、结合职业技能证书“多媒体作品制作员”学习本课程，注重理论和实践相结合，培养终身学习的能力。 2、灵活学习课堂上讲授的例子，注意不是记住课堂实例的具体步骤，而是通过实例去解决某一类问题，做到触类旁通，以设计出完美的具有艺术性的作品。 3、以问题解决为中心进行学习。 4、学习过程注重综合素质的提高，培养职业素质、职业应变素质和创新素质。 教学进程
第1讲 多媒体技术基础（一） 1.4 常见多媒体制作和开发软 件简介 1.5 多媒体数据压缩技术 1.5.1 多媒体数据的冗余类型 1.5.2 数据压缩方法 1.5.3 视频编码的国际标准 1.5.4 压缩软件的使用 1.1 多媒体技术的基本概念 1.1.1 媒体的种类和特点 1.1.2 多媒体的涵义 1.1.3 多媒体的特点 1.1.4 超文本与超媒体 1.1.6 多媒体技术的产生与发展 1.2 多媒体的应用和发展 1.3 多媒体关键技术
1.1.1 媒体的种类 1.1基本概念 ●“多媒体”一词源自“Multimedia” Multiple 多重、复合 medium的复数形式media 介质、媒介和媒体 ● 媒体：承载信息的载体，是信息的表示形式 承载信息的实际载体（媒质）：纸、磁盘、光盘、半导体芯片 表述信息的逻辑载体（媒介）：文字、图形、图像、音频、视频 教学进程
使人类产生感觉(听觉、视觉、触觉)的媒体，如声音、文字、图像、气味、形状、温度等使人类产生感觉(听觉、视觉、触觉)的媒体，如声音、文字、图像、气味、形状、温度等 感觉媒体 ▲ 表示媒体 ▲ 信息的编码 (ASCII、图像、声音、视频等编码) 表现媒体 ▲ 输入输出设备 (键盘、鼠标、显示器、打印机等) 存储媒体 ▲ 存储介质 (软盘、硬盘、光盘等) 传输的物理载体 (光纤、电缆、微波无线链路、 红外无线链路等) 传输媒体 ▲ 信息交换媒体 ▲ 内存、网络、电子邮件、WWW浏览器等 ●国际电信联盟(ITU)的分类 教学进程
1.1.2 多媒体的涵义 是指集文本、图形、图像、动画、音频、视频为一体的综合媒体信息。 是指以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的综合技术 。 ●多媒体信息 ●多媒体技术 教学进程
1.1.3多媒体技术的特点 信息载体的多样性 交互性 集成性 信息载体的多样性是相对于计算机 而言的，即指信息媒体的多样性。 多媒体就是要把计算机处理的信息 多样化或多维化，从而改变计算机信息 处理的单一模式，使人们能交互的处理 多种信息。 √ 以数字化形式存储和传输 集成性是指以计算机为中心综合处 理多种信息媒体，它包括信息媒体的集 成和处理这些媒体的设备的集成。 信息媒体的集成包括信息的多通道 统一获取、多媒体信息的统一组织和存 储、多媒体信息表现合成等方面。 多媒体设备的集成包括硬件和软件 两个方面。 √信息载体的多样化 √ 集成性 多媒体的交互性是指用户可以与 计算机的多种信息媒体进行交互操作 从而为用户提供了更加有效地控制和 使用信息的手段。 √ 交互性 √ 实时性 √ 非线性 教学进程
1.1.4 超文本与超媒体 指包含可以链接到其他相关字段或者文档的超链接的文本，用户可以很方便地浏览相关内容 超文本中采用图形、图像、音频、视频等信息，就构成了超媒体。信息的组织形式：节点→ 链→网。 ●超文本 ●超媒体 教学进程
1.1.5 多媒体技术的产生与发展 文字的出现 纸和印刷术的发明 信息数字化、比特化 Development ●信息载体革命的3个重要里程碑 教学进程
美国APPLE公司首次使用Bitmap (位图) 概念描述图像。 首次采用图形用户界面，体现了全新的Windows (窗口) 概念 和Icon (图标) 设计理念，建立了新型的图形化人机接口标准。 1984年 美国Commodore公司首创Amiga多媒体计算机系统。 激光只读存储器CD-ROM问世. CDDA技术使计算机具备处理数字音频的能力。 1985年 荷兰PHILIPS公司和日本SONY公司共同制定了CD-I标准， 允许一片直径5英寸的激光盘存储650MB。 1986年 RCA公司制定了DVI标准，规范化和标准化交互式视频技术。 利用DVI标准，在CD-ROM上存储静止、活动图像和声音等。 美国Apple公司把Hyper Card (超级卡)安装在计算机中。 1987年 ●多媒体技术发展的代表阶段 Development 教学进程
美国Microsoft、荷兰PHILIPS等公司成立多媒体个人计算机美国Microsoft、荷兰PHILIPS等公司成立多媒体个人计算机 市场协会(Multimedia PC Maketing Council)。该协会制定 了“MPC标准”。 1990年 多媒体个人计算机市场协会提出MPC1标准。 1991年 多媒体个人计算机市场协会公布MPC2标准。 多媒体个人计算机市场协会 → 多媒体个人计算机工作组 (Multimedia PC Working Group) 1993年 多媒体个人计算机工作组公布了MPC3标准，制定MPEG标准。 Windows95问世，用户界面全面图形化，功能更强。 个人计算机占据主导地位。 国际互联网络兴起，也促进了多媒体技术的发展。 1995年 ●多媒体技术发展的代表阶段 Development 教学进程
1.1.6 多媒体促进通信、娱乐和计算机的融合 1946年，世界上第一台电脑问世。1975年，世界上第一台个人电脑问世。 1835年，莫尔斯发明有线通信机。1876年，贝尔发明电话 1900年，发明收音机。1925年，发明电视机。 1877年，爱迪生发明留声机。1982年发明激光唱片CD。 19世纪，世界上最早的照片出现。1893年爱迪生发明无声电影。1951年提出Video构想。1975年，家用录像机开发成功。 15世纪发明活页印刷技术。1562年世界上最早报纸发行。世界上最早的杂志发行 电脑通信 可视电话 数字电视 数字音响 视频点播 电子出版物 进入多媒体时代 教学进程
1.2.1 应用 ●医疗影像数字化 ●IP电话 ●影视广告 ● 电子游戏 ●办公信息管理 ●自动化控制 ● 形象教学 ●网络远程诊断 ●可视电话 ●平面广告 ●音乐欣赏 ●电话会议 ●模拟实验 ●仿真工艺过程 ●专家诊断系统 Internet 国际互联网 ●视频会议 ●影视娱乐 ●大屏展示 ●仿真研究 ●电视会议 ●模拟交互过程 ●远程文件传输 ●特技特效 ●电子图书 ●形态模拟 ●移动办公 ●电子教案、教学 ●多媒体邮件 ●视频点播、高清电视 ●行为智能模拟 ●网络远程教学 1.2多媒体的应用和发展 影视娱乐业 教育培训 多媒体办公系统 工业领域、科学研究 通信系统 医疗影像及诊断系统 广告、出版业 教学进程
1.2.2 发展 将来多媒体技术将向着以下六个方向 发展； 1).高分辨化，提高显示质量； 2).高速度化，缩短处理时间； 3).简单化，便于操作； 4).高维化，三维、四维或更高维； 5).智能化，提高信息识别能力； 6).标准化，便于信息交换和资源共享。
数据存储技术 多媒体数据压缩技术 虚拟现实技术 多媒体数据库技术 多媒体网络与通信技术 智能多媒体技术 多媒体信息检索 1.3多媒体关键技术 Development 教学进程
磁介质 ZIP软盘 3.5”软盘 720KB 1.44MB 2.88MB 100— 250MB 5.25”软盘 8mm磁带 硬盘 上百个G 360KB 720KB 1.2 MB 1.2GB 磁盘阵列RAID 上千个G ●数据存储技术：大容量、快响应、高可靠 教学进程
光盘介质与半导体介质 NAME: Zhaozijiang XENON PRO 50MB 3”光盘 名片光盘 200MB CD-ROM CD-R 50MB CD-R 3”光盘M.O. Only Disk 230MB / 640MB 8MB ~ 1.2GB 5”光盘 650MB / 4.7GB CD-ROM / DVD-ROM CD-R 、CD-RW DVD-R、DVD-RW Smart Media 8MB ~ 1GB 教学进程
●多媒体数据压缩编码与解码技术：有损压缩、无损压缩●多媒体数据压缩编码与解码技术：有损压缩、无损压缩 研制MPC需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文图信息。 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1/2-1/10，图像数据量压缩到原来的1/2-1/60。 如今已有压缩编码/解压缩编码的国际标准JPEG 和MPEG 。 教学进程
数据压缩技术标准 ●JPFG （Joint Photographic Experts Group）标准 ●MPEG - 1 （Moving Picture Experts Group）标准 ●MPEG - 2标准 ●MPEG - 4标准 ●H.261标准
●虚拟现实技术 虚拟现实的定义可归纳为：利用计算机技术生成的一个逼真的视觉、听觉触觉及嗅觉等的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。 虚拟现实技术是在众多相关技术上发展起来的一个高度集成的技术，是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及心理学等飞速发展的结晶。 √ 数据头盔（头戴式显示器） √数据手套（手套式输入设备） 教学进程
●多媒体数据库技术 多媒体信息是结构型的，致使传统的关系数据库已不适用于多媒体的信息管理，需要从下面四个方面研究数据库： 多媒体数据模型 数据压缩/还原 数据库操作、浏览、统计查询 对象的表现（用户界面） 教学进程
●多媒体网络与通信技术 大数据量的连续媒体信息的实时传输、时空同步和数据压缩。宽带综合业务数字网（B-ISDN）是解决多媒体数据的传输问题的一个比较完整的方法，其中ATM（异步传送模式）是近年来在研究和开发上的一个重要成果。 ●智能多媒体技术 多媒体技术与人工智能的结合 ●多媒体信息检索 基于特征的多媒体信息检索 教学进程
1.4.2 常见多媒体开发软件 Visual Basic、Visual C++、Java等 编程语言 ▲ 多媒体创作工具 ▲ 基于卡片的 ▲ • 洪图、方正奥思、ToolBook 基于图标的 ▲ Macromedia Authorware 基于时间的 • Macromedia Director ▲ 简易型 Microsoft PowerPoint ▲ 1.4常见多媒体制作和开发软件简介 教学进程
1.4.1 常见多媒体制作软件 抓屏Hyper Snap、SnagIt 素材采集 ▲ 创作编辑 ▲ 图形创作 ▲ • Corel Draw、Illustrator、Freehand 图像处理 ▲ Photoshop、Painter、Photo Express • Animitor Gif、Flash 二维动画 ▲ 三维动画 3DMAX、Maya ▲ 声音编辑 • Sound Forge、Cool Edit、VEGAS ▲ • Premiere 影视编辑 ▲ Acdsee看图软件 PowerPoint、Authorware 作品集成 其他 ▲ ▲ 1.4常见多媒体制作和开发软件简介 教学进程
1.5.1 多媒体数据的冗余类型 空间冗余 时间冗余 视觉冗余 1.5多媒体数据压缩技术 图像数据表示中存在着大量的冗余，图像数据压缩技术就是利用图像数据的冗余性来减少图像数据量的方法。常见图像数据冗余类型如下： ● ● ● 教学进程
一幅图像表面上各采样点的颜色之间往往存在着空间连贯性，基于离散像素采样来表示物体表面颜色的像素存储方式可利用空间连贯性，达到减少数据量的目的。一幅图像表面上各采样点的颜色之间往往存在着空间连贯性，基于离散像素采样来表示物体表面颜色的像素存储方式可利用空间连贯性，达到减少数据量的目的。 例如，在静态图像中有一块表面颜色均匀的区域，在此区域中所有点的光强和色彩以及饱和度都是相同的，因此数据有很大的空间冗余。 空间冗余 ●
运动图像一般为位于一时间轴区间的一组连续画面，其中的相邻帧往往包含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同，所以后一帧的数据与前一帧的数据有许多共同的地方，这种共同性是由于相邻帧记录了相邻时刻的同一场景画面，所以称为时间冗余。运动图像一般为位于一时间轴区间的一组连续画面，其中的相邻帧往往包含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同，所以后一帧的数据与前一帧的数据有许多共同的地方，这种共同性是由于相邻帧记录了相邻时刻的同一场景画面，所以称为时间冗余。 同理，语音数据中也存在着时间冗余。 时间冗余 ●
人类的视觉系统对图像场的敏感度是非均匀的。但是，在记录原始的图像数据时，通常假定视觉系统近似线性的和均匀的，对视觉敏感和不敏感的部分同等对待，从而产生比理想编码（即把视觉敏感和不敏感的部分区分开来的编码）更多的数据，这就是视觉冗余。人类的视觉系统对图像场的敏感度是非均匀的。但是，在记录原始的图像数据时，通常假定视觉系统近似线性的和均匀的，对视觉敏感和不敏感的部分同等对待，从而产生比理想编码（即把视觉敏感和不敏感的部分区分开来的编码）更多的数据，这就是视觉冗余。 视觉冗余 ●
1.5.2 数据压缩方法 无损压缩 有损压缩 压缩处理一般是由两个过程组成：一是编码过程，即将原始数据经过编码进行压缩，以便存储与传输；二是解码过程，此过程对编码数据进行解码，还原为可以使用的数据。 ● ● 教学进程
无损压缩常用在原始数据的存档，如文本数据、程序以及珍贵的图片和图像等。无损压缩常用在原始数据的存档，如文本数据、程序以及珍贵的图片和图像等。 其原理是统计压缩数据中的冗余(重复的数据)部分。常用的有： 无损压缩 ● RLE (run length encoding)行程编码 Huffman 编码 算术编码 LZW (lempel-ziv-welch)编码
● RLE (run length encoding)行程编码 RLE 编码是将数据流中连续出现的字符用单一记号表示。 例如,字符串AAABCDDDDDDDDBBBBB可以压缩为3ABC8D5B 。 RLE编码简单直观，编码/解码速度快，因此许多图形和视频文件，如.BMP.TIFF及AVI等格式文件的压缩均采用此方法.
● Huffman编码 它是一种对统计独立信源能达到最小平均码长的编码方法。 其原理是，先统计数据中各字符出现的概率后，再按字符出现频率高低的顺序分别赋以由短到长的代码，从而保证了文件的整体的大部分字符是由较短的编码构成的。
●算术编码 其方法是将被编码的信源消息表示成实数轴0-1之间的一个间隔，消息越长，编码表示它的间隔就越小，表示这一间隔所需的二进制位数就越多。 该方法实现较为复杂，常与其它有损压缩结合使用，并在图像数据压缩标准(如JPEG)中扮演重要角色。
● LZW编码 LZW(Lempel-Ziv-Welch)压缩使用字典库查找方案。它读入待压缩的数据并与一个字典库(库开始是空的)中的字符串对比，如有匹配的字符串，则输出该字符串数据在字典库中的位置索引，否则将该字符串插入字典中。许多商品压缩软件如ARJ、PKZIR、ZOO、LHA等都采用了设方法。 另外，.GIF 和.TIF 格式的图形文件也是按这一文件存储的。
图像或声音的频带宽、信息丰富，人类视觉和听觉器官对频带中某些频率成分不大敏感，有损压缩以牺牲这部分信息为代价，换取了较高的压缩比。图像或声音的频带宽、信息丰富，人类视觉和听觉器官对频带中某些频率成分不大敏感，有损压缩以牺牲这部分信息为代价，换取了较高的压缩比。 常用的有损压缩方法有：PCM(脉冲编码调制)、预测编码、变换编码、插值与外推等。 新一代的数据压缩方法有：矢量量化和子带编码、基于模型的压缩、分形压缩及小波变换等。 有损压缩 ●
混合压缩是利用了各种单一压缩的长处，以求在压缩比、压缩效率及保真度之间取得最佳折衷。混合压缩是利用了各种单一压缩的长处，以求在压缩比、压缩效率及保真度之间取得最佳折衷。 该方法在许多情况下被应用，如JPEG 和MPEG 标准就采用了混合编码的压缩方法。 混合压缩 ●
1.5.3 视频编码的国际标准 运动图像压缩标准 视频通信编码标准 静止图像压缩标准 ● ● ● 教学进程
静止图像压缩标准 国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合成立的“联合照片专家组“JPEG (joint photographic experts group)于1991年提出的“多灰度静止图像的数字压缩编码“(简称JPEG标准)。 这是一个适应于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。混合压缩是利用了各种单一压缩的长处，以求在压缩比、压缩效率及保真度之间取得最佳折衷。 该方法在许多情况下被应用，如JPEG 和MPEG 标准就采用了混合编码的压缩方法。 JPEG标准支持很高的图像分辨率和量化精度。它包含两部分： 第一部分是无损压缩，基于差分脉冲编码调制(DPCM)的预测编码。 第二部分是有损压缩，基于离散余弦变换(DCT)和Huffman编码, 通常压缩20-40倍。 ●
运动图像压缩标准 视频图像压缩的一个重要标准是MPEG (Moving Picture Experts Group)于1990年形成的一个标准草案(简称MPEG标准)。 它兼顾了JPEG标准和CCITT专家组的H.261标准。 MPEG标准分成MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三大部分。 MPEG算法除了对单幅图像进行编码外(帧内编码)，还利用图像序列的相关特性去除帧间图像冗余，大大提高了视频图像的压缩比。 压缩比可达到60-100倍。 ●
多媒体通信中的电视图像编码标准都采用H.261和H.263。H.261主要用来支持电视会议和可视电话。多媒体通信中的电视图像编码标准都采用H.261和H.263。H.261主要用来支持电视会议和可视电话。 电视图像数据压缩后的数据速率为P×64kb/s，其中P是一个可变参数，取值范围是1-30。 视频通信编码标准 ●
1.5.4 常见压缩软件的使用 winRar winzip ● ● 教学进程
本讲小节 • 本讲主要介绍了多媒体的基本概念、特点以及应用和发展 ，并且简单介绍了常见的多媒体制作软件和多媒体开发软件;此外，讲解了多媒体压缩技术以及常见压缩软件的使用。 重点:多媒体的概念 难点:多媒体的概念、压缩技术
