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　　第3章 多媒体技术简介

　　3.1多媒体的概念及特征

　　多媒体是指能够同时对两种或两种以上的媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。它的实质就是将以各种形式存在的媒体信息数字化,用计算机对其进行组织加工，并以友好的形式交互地提供给用户使用。

　　与传统媒体相比，多媒体具有集成性、控制性、非线性、交互性、互动性、实时性、信息使用的方便性、信息结构的动态性等特点。其中，集成性和交互性是多媒体的精髓所在。

　　3.2多媒体数字化

　　在计算机和通信领域，最基本的三种媒体是声音、图像和文本。

　　1.声音的数字化

　　计算机系统通过输入设备输入声音信号，通过采样、量化而将其转换成数字信号，然后通过输出设备输出。采样是指每隔一段时间对连续的模拟信号进行测量，每秒钟的采样次数即为采样频率。采样频率越高，则声音的还原性就越好。量化是指将采样后得到的信号转换成相应的数值，转换后的数值以二进制的形式表示。

　　声音的主要物理特征包括频率和振幅。最终产生的音频数据量按照下面公式计算：

　　音频数据量(B)=采样时间(S)x采样频率(Hz)×量化位数(b)x声道数/8

　　例如，计算3分钟双声道、16位量化位数、44.1kHz采样频率声音的不压缩的数据量为：音频数据量=180×44100 × 16×2/8=31752000 B≥30.28 MB

　　1.图像的数字化

　　(1)静态图像的数字化

　　一幅图像可以近似地看成由许多的点组成。因此它的数字化通过采样和量化来实现。采样就是采集组成一幅图像的点，量化就是将采集到的信息转换成相应的数值。

　　(2)动态图像的数字化

　　人眼看到的一幅图像在消失后，还将在人的视网膜上滞留十分之一秒，动态图像正是根据这样的原理而产生的。动态图像是将静态图像以每秒钟N幅的速度播放，当N≥25时，显示在人眼中的就是连续的画面。

　　(3)点位图和矢量图

　　表示或生成图像有两种办法：点位图法和矢量图法。点位图法是将一幅图分成很多小像素，每个像素用若干二进制位表示像素的信息。矢量图是用一些指令来表示一幅图。

　　(4)图像文件的格式

　　①bmp格式：Windows采用的图像文件存储格式。

　　②gif格式：联机图形交换使用的一种图像文件格式。

　　③tiff格式：二进制文件格式。

　　④png格式：图像文件格式。

　　⑤wmr格式：绝大多数Windows应用程序都可以有效处理的格式。

　　⑥dxf格式：一种向量格式。

　　⑦jpeg格式：是目前所有格式中压缩率最高的格式。

　　(5)视频文件格式

　　①avi格式：Windows操作系统中数字视频文件的标准格式。

　　②mov格式：QuickTime for Windows视频处理软件所采用的格式。

　　3.3多媒体数据压缩

　　数据压缩可以分为两种类型：无损压缩和有损压缩。

　　1.无损压缩

　　无损压缩是利用数据的统计冗余进行压缩，又称可逆编码。

　　其原理是统计被压缩数据中重复数据的出现次数来进行编码。解压缩对压缩的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据完全相同。无损压缩能够确保解压后的数据不失真，产生原始对象的完整复制。

　　常用的无损压缩格式：APE、FLAC、TAK、WavPack、TTA等。

　　2.有损压缩

　　有损压缩又称不可逆编码，有损压缩是指压缩后的数据不能够完全还原成压缩前的数据，与原始数据不同但是非常接近的压缩方法。有损压缩也称破坏性压缩，以损失文件中某些信息为代价来换取较高的压缩比，其损失的信息多是对视觉和听觉感知不重要的信息，但压缩比通常较高。常用于音频、图像和视频的压缩。典型的有损压缩编码方法有：预测编码、变换编码、基于模型编码、分形编码及矢量量化编码等。

　　3.无损压缩与有损压缩的比较

　　(1)无损压缩

　　无损压缩方法的优点是能够比较好地保存图像的质量，音质高，不受信号源的影响，而且转换方便。但是占用空间大，压缩比不高，压缩率比较低。

　　(2)有损压缩

　　优点是可以减少内存和磁盘中占用的空间，在屏幕上观看不会对图像的外观产生不利影响，但若把经过有损压缩技术处理的图像用高分辨率打印出来，图像质量就会有明显的受损痕迹。

　　4.多媒体的应用领域

　　(1)游戏和娱乐(2)教育与培训

　　(3)商业(4)电子出版物

　　(5)工程模拟(6)家用多媒体

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