第 8 章 多媒体技术

主要内容多媒体技术的概念、特性及关键技术 图形图像技术 音频技术 视频技术 动画制作

多媒体技术以数字技术为基础，融通信技术、广播技术和计算机技术等于一体，用于对文字、声音、图像、动画等进行处理。本章在介绍多媒体技术之前，先介绍一些多媒体的基本概念及基本特点。

8.1 多媒体技术概述

8.1.1 多媒体的定义1.媒体的概念 在计算机领域中，媒体有两种含义，即媒质和媒介。媒质是指信息的存储实体和播放实体，例如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。媒介是指传递信息的载体，例如数字、文字、声音、图形和图像等。

8.1.1 多媒体的定义2.媒体的分类（ 1 ）感觉媒体：能直接作用于人的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。（ 2 ）表示媒体：为了处理和传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。借助于此种媒体，便能更有效的存储或传送感觉媒体。（ 3 ）显示媒体：用于通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体，它又分为输入媒体和输出媒体。（ 4 ）存储媒体：用于存储表示媒体的物理介质。（ 5 ）传输媒体：用于传输表示媒体的物理介质。

8.1.1 多媒体的定义3.多媒体的概念 多媒体就是指将文字、声音、图形、图像等多种媒体集成应用，并与计算机技术相结合融会到数字环境中的应用。

多媒体技术是一种对多媒体信息进行综合处理的技术，是指把文本、图形、图像、声音、动画以及活动视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩 / 解压缩、编辑、存储等加工处理，使多种信息建立逻辑连接，再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。

8.1.2 多媒体的特征

1 ．集成性2 ．多维性3 ．交互性4 ．数字化

8.1.3 多媒体的关键技术

1.数据压缩与编码技术2.数字图像技术3.数字音频技术4.数字视频技术5.多媒体网络技术 6.超媒体技术

8.1.3 多媒体技术的应用

1.教育与培训2.远程会议3.商业广告和影视娱乐4.医疗

图形和图像是人们非常乐于接受的信息载体，是多媒体技术的重要组成部分。一副图像可以形象生动地表示大量丰富的信息，具有文本和声音无法比拟的优点。

8.2 图形图像技术

8.2.1 图形图像的基本概念 1.图形 图形一般指用计算机绘制的包括点、线、面和体构成的图形，如直线、圆弧、矩形、圆锥体等。通常在图形文件中只记录生成图形的算法和描述该图形形状、大小、位置、颜色等的各种属性和参数，因此也称矢量图。

8.2.1 图形图像的基本概念 2.图像 在计算机中，图像也称为“位图”，通过像素点进行描述。一幅图像就是由若干行和若干列的像素点组成的阵列表达了自然景物的形象和色彩，而像素点又是由二进制进行描述的。

图像一般分静态图像和动态图像两种。静态图像只有一副图片，动态图像是由多幅连续的、顺序的序列构成的，序列中的每幅图像称为一“帧”。

8.2.2 图像的数字化过程

图 8.1 图像数字化过程

要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式，然后再用计算机进行分析处理。图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。如图 8.1所示。

8.2.2 图像的数字化过程 1.图像采样 采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。一副图像就是被采样成有限个像素点构成的集合。

8.2.2 图像的数字化过程 2.图像量化 量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。所以，量化位数越来越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。但是，也会占用更大的存储空间。两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。

8.2.2 图像的数字化过程 3.压缩编码 数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。 常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。

8.2.3 图像文件的格式

1.BMP格式 2.JPEG格式 3.GIF格式 4.TIFF格式 5.PNG格式 6.PSD格式7.WMF格式

8.2.4 图像的基本属性 1.分辨率

图像分辨率是指数字化图像的大小，用水平和垂直方向包含像素点的数目来表示。但需要注意的是，图像分辨率与屏幕分辨率是有区别的。屏幕分辨率是指在某种特定的显示方式下，计算机屏幕的最大显示区域，而图像分辨率指的是图像本身的像素构成的平面大小。

8.2.4 图像的基本属性 2.图像深度

对于黑白图像，用灰度级来表示图像颜色的深浅和亮度的等级。图像最低灰度级别只有两级（ 1位），即黑白两种像素，称为二值图。常用的灰度级别为 256级，对应的二进制编码表示 8 位，图像灰度取值范围为 0 ～ 255，图像最暗点的灰度值为0 ，最亮点的灰度值为 255。

8.2.4 图像的基本属性 3.图像文件大小

图像文件的大小是指用于图像存储时所需存储的字节数。图像文件大小 = 图像高×图像宽×图像深度 /8。

8.2.5 图像的模式1.RGB模式 RGB颜色模式在我们的生活中是最常见的颜色模式。红、绿、蓝三种颜色按不同比例混合可以得到自然界中大部分颜色，因此称为三原色。 RGB颜色模式也称加色模式，采用加色法，主要用于屏幕显示的彩色图像，以及基于红绿蓝色料的彩色打印机打印彩色图等。

8.2.5 图像的模式2.CMYK模式 CMYK模式是印刷中普遍使用的色彩模式。是通过青（ C ）、品红（ M ）、黄（ Y ）、黑（ K ）四色印刷油墨叠印到承印物上形成图像，产生颜色的。 CMYK颜色模式也称减色模式，采用减色法呈色。

8.2.5 图像的模式3.Lab模式 Lab颜色模式是一个理论上包括了所有人眼可见色彩的一种颜色模式，完全实现了颜色的数字化描述。 Lab颜色是一种与设备无关的颜色模式，在任何时候任何设备上都是唯一的。 在 Lab模式中， L 表示亮度，可在 0~100范围变化； A 表示在红色到绿色范围内变化的颜色分量； B 表示在蓝色到黄色范围内变化的颜色分量。 A 和 B 两个分量变化值的范围都是 -120到 +120。

8.2.5 图像的模式4.HSB模式 HSB模式是一种按照人体视觉特点开发的颜色模式，将色彩分解为色调、饱和度、亮度三方面的描述。 HSB颜色模式是由 RGB三基色转换为 Lab模式，再在 Lab模式的基础上考虑了人对颜色的心理感受这一因素而转换成的。因此这种颜色模式比较符合人的视觉感受，让人觉得更加直观一些。

8.2.5 图像的模式5.灰度模式 灰度模式可以表示从 0 （黑色）到 255（白色）之间的 256级灰度，图像的过度平滑细腻，该模式能够产生色调丰富的黑白图像。灰度图可以从 RGB模式或 CMYK模式转换得到。

8.2.5 图像的模式6.位图模式 位图模式是用黑白二色来描述图像中的像素。由于此模式中只有黑、白两种颜色，因此位图模式的图像也称为黑白图像。只有灰度模式或 Lab模式图像才能转换为位图模式图像，其它模式的图像必须首先转换为这两种模式的图像后，才能再转换为位图模式图像。

8.2.6 图像的获取与输入

1.利用抓图热键获取图像2.利用 QQ的屏幕截图功能获取图像3.利用扫描仪获取图像4.利用数码照相机获取图像5.视频抓帧6.从素材光盘及其它途径获取图像7.使用图形工具软件生成

8.2.7 图形图像处理软件1.Painter Painter是一种计算机绘图软件。有人称为“自然绘笔”，它是给画家“换笔”的优秀软件。它内含丰富的画笔，让画家用计算机作画与用笔有同样的感觉。另外，它还提供丰富的笔触，如笔尖的粗细、大小，笔触的宽窄、浓淡变化等。2.CorelDraw CorelDraw是一种可以创作出具有印刷质量美术作品的软件。它不但具有一般图形处理软件对于点、线、面的绘制、修改、编辑、闭合区域的填充以及版面的布置等功能，而且个性鲜明，具有一些让艺术家们使用起来得心应手的特色工具。

3.See 与 ACDSee See与 ACDSee是两种在不同操作系统下的图像浏览软件兼格式转换工具。 See用于 DOS操作系统，能支持最流行的绝大部分软件格式。 ACDSee的浏览图像功能非常强大，能识别二十多种图片格式。并可以设定自动浏览方式，指定单张图片延迟和浏览间隔时间，设置图像大小，手动调节图片放大 (Zoom in)或缩小 (Zoom out)；可自动实现全屏、指定缩放级别视图或最佳方式 (Zoom best fit)等视图方式。

4.Photoshop Photoshop是由 Adobe公司研制开发的图形图像制作、编辑软件。该软件在绘图、色彩调整等方面有着出色的表现，这使得它在图像处理软件界处于领先地位，目前最新版本是 Adobe Photoshop CS5。 Photoshop主要用于图像合成编辑、滤镜模拟、特技处理、修复照片、调整色调等。

8.2.8 图形图像处理软件 Photoshop CS3

1.Photoshop工作界面

图 8.2 Photoshop 工作界面

8.2.8 图形图像处理软件 Photoshop CS3

2.使用 Photoshop调整图像3.Photoshop的选区4.Photoshop的图层5.Photoshop滤镜6.Photoshop综合实例

声音是人们表达思想和情感的重要媒体，通过声音人们传递语言、交流思想、表达信息；通过声音欣赏美妙的音乐；也可以通过声音来感觉丰富多彩的大自然景象。

8.3 音频技术

8.3.1 数字音频基础知识 1.声音 一切能发出声音的物体叫声源。声音就是由于声源的振动而产生的。由于声源的振动，借助于它们周围的空气介质，把这种振动以机械波的形式由近及远地传向远方，就形成了声波。声音传入人耳，致使耳膜也产生振动，这种振动被传到听觉神经，就产生了“声音”的感觉。

8.3.1 数字音频基础知识 2.数字音频的分类

音频通常分为三类：

（ 1 ）波形音频

（ 2 ） MIDI音频

（ 3 ） CD音频

8.3.2 声音信号的数字化 1.声音信号的数字化 声音是连续的信号。在一个指定的时间范围里，声波的幅度值是无穷多。计算机无法直接处理模拟信号，只能处理数字信号。数字信号量在一个时间范围内只有有限的几个幅值。将声音转化为数字信号量的过程称为声音信号的数字化。 数字化声音第一步是由声卡的模拟量 / 数字量转换来完成，通常要经过采样、量化和编码三个过程。

8.3.2 声音信号的数字化 2.影响音频质量的因素（ 1 ）采样频率：单位时间内的采样次数称为采样频率。采样频率越高，所得音频信号的质量越好。采样频率通常用赫兹（ Hz）表示。（ 2 ）采样精度：采样精度是指每次采样所获得的数据所使用的二进制量化位数。位数越多，音质越好。（ 3 ）声道数：声道数是指所使用的声音通道的数目，分单声道、双声道（立体声）和多声道。声道数表明了一次采样的声音波形数。

8.3.3 声音文件的格式 1.WAV格式

2.MIDI格式

3.MP3格式

4.RA格式

5.VOC格式

6.AU格式

8.3.4 数字音频处理软件 GoldWave1.GoldWave界面

图 8.3 “GoldWave” 主窗口

8.3.4 数字音频处理软件 GoldWave

2.GoldWave的主要功能（ 1 ）以不同的采样频率录制声音信号

（ 2 ）声音剪辑

（ 3 ）增加特殊效果

3.利用 GoldWave录音

4.裁剪声音

5.设置混响效果

在人类信息活动中，视觉信息媒体以其生动而备受人们的欢迎。人类 70%的信息来源于视频。

8.4 视频技术

8.4.1 数字视频基础知识 1.视频 所谓视频就是一组随时间不断变化的图形，当每秒变化的图像数超过 24幅时，就会产生平滑的效果。我们把其中一幅单独的图像称为帧，每秒钟播放的帧数称为帧频。

8.4.1 数字视频基础知识 2.模拟视频 模拟视频是指获取的自然景物的真实图像信号。模拟视频信号具有成本低和还原性好等优点，视频画面往往会给人一种身临其境的感觉。但其缺点是经长期存放后，视频质量会下降，经多次复制后，图像会有明显失真。

8.4.1 数字视频基础知识 3.数字视频 数字视频是基于数字技术以及图像显示标准的视频信息。数字视频有两层含义，一是将模拟视频信号输入计算机进行数字视频编辑，最后制成数字化视频产品；二是视频图像由数字摄像机拍摄下来，从信号源开始，就是无失真的数字视频。

8.4.2 视频的数字化

视频的数字化就是指在一段时间内以一定的速度对视频信号进行捕获并在加以采样后形成数字化数据的处理过程。各种制式的普通电视信号都是模拟信号，然而计算机只能处理数字信号，因此必须将模拟信号的视频转换为数字信号的视频。 视频信号数字化与音频信号数字化一样，要经过采样、量化、解码和彩色空间变换等处理过程。

8.4.3 常见视频文件格式1.MPEG格式

2.AVI格式

3.MOV格式

4.DV格式

5.ASF格式

6.RM/RMVB

8.4.4 视频制式标准1.NTSC制式 NTSC（ National Television Systems Committee）是美国国家电视系统标准委员会在1953年制定的一种兼容的彩色电视广播标准，称为正交平衡调幅制，是目前常用的视频标准。它主要在美国、加拿大、日本、韩国、菲律宾和中国台湾应用。它定义了彩色电视机对于所接受的电视信号的解码方式，色彩的处理方式，屏幕的扫描频率。 NTSC采用的色彩模型是 YIQ。扫描方式是隔行扫描，帧频为 30帧 /s（ 29.97帧 /s）。每帧图像有 525行扫描线。

8.4.4 视频制式标准2.PAL制式 PAL（ Phase Alternate Lock）是 1962年原西德制定的一种兼容彩色电视广播标准，称为相位逐行交变，又称逐行倒相制。德国、英国、中国以及朝鲜等国家采用这种制式。 PAL采用的色彩模型是 YUV 。扫描方式是隔行扫描，帧频为 25帧 /s。每帧图像有 625行扫描线。

8.4.4 视频制式标准3.SECAM制式 SECAM（ Sequential Color and Memory System）是由法国制定，称为顺序传送彩色与存储制。法国、苏联及东欧国家采用这种制式。 SECAM采用的色彩模型是 YUV。扫描方式是隔行扫描，帧频为 25帧 /s。每帧图像有 625行扫描线。

8.4.4 视频制式标准4.HDTV制式 HDTV（ Hign Definition Television）是数字高清晰度电视，是继黑白模拟电视、彩色模拟电视之后的第三代电视系统。 HDTV与当前采用模拟信号传输的传统电视系统不同，它采用了数字信号传输。 HDTV的分辨率最高可达 1920× 1080，帧率高达 60fps。 HDTV的屏幕宽高比由原先的 4 ： 3 变成了 16：9 ，若使用大屏幕显示则有亲临影院的感觉。同时由于运用了数字技术，信号抗噪能力也大大加强，在声音系统上， HDTV支持杜比 5 ： 1 声道传送，有很强的现场感。

8.4.5 数字视频的获取1.视频采集卡

2.对数码摄像机拍摄的 DV进行采集

3.从光盘上获取数字视频素材

8.4.6 数字视频制作软件1.界面简介

图 8.4 绘声绘影 X4 主界面

步骤面板

素材库面板

预览窗口

导览面板

工具栏

项目时间轴

选项面板

8.4.6 数字视频制作软件2.制作电子相册

（ 1 ）准备阶段（ 2 ）制作片头（ 3 ）添加照片（ 4 ）添加滤镜效果（ 5 ）添加转场效果（ 6 ）添加背景音乐（ 7 ）创建视频文件（ 8 ）视频文件播放

从日常生活中的动画电影到平常多媒体课件中的动画演示，人们逐渐地接受了这种直观生动的媒体形式。与静止的图形图像相比，动画更容易吸引人们的注意。电脑动画以其生动、形象、直观等突出特点，为多媒体课件和网页制作增添了无穷的活力。

8.5 动画制作

8.5.1 动画的基础知识 1.动画的概念 动画，顾名思义就是动起来的画，主要是利用人眼的暂留特性，通过快速播放某一系列的静止图像，使人得到一种视觉的动态效果。它的基本原理与电影、电视一样，都是视觉原理。 利用这一原理，在一幅画还没有消失前播放出下一幅画，就会给人造成一种流畅的视觉变化效果。因此，电影采用了每秒 24幅画面的速度拍摄播放，电视采用了每秒 25幅的 PAL制画面的速度拍摄播放。如果以每秒低于 24幅画面的速度拍摄播放，就会出现停顿现象。

8.5.1 动画的基础知识 2.动画的分类 （ 1 ）动画从本质上分为两大类：帧动画和矢量动画。

（ 2 ）动画从表现形式上分为三大类：二维动画、三维动画和变形动画。

8.5.2 动画文件的格式1.GIF动画格式

2.FLIC FLI/FLC格式

3.SWF格式

4.AVI格式

5.MOV 、 QT格式

8.5.3 动画制作软件 1.Flash

Flash是 Macromedia公司推出的制作网络动画的二维矢量动画软件。其具有强大的矢量图形和动画编辑能力，音频编辑能力，支持 Alpha通道的编辑，提供遮罩、交互功能，并采用了数据流技术。主要应用于多媒体软件制作、商业产品演示、媒体教学、游戏等领域。

8.5.3 动画制作软件 2.GIF Animator Ulead GIF Animator是一款功能超强的专门用来制作平面 GIF动画的软件，是动画制作软件中的佼佼者。 GIF Animator之中内建了各种制作动画时使用的各种功能，其中包括了各种变形特效、图形最佳化、以及动画编辑的工具，让用户在使用 GIF Animator时可以专心于漂亮的动画制作上，而不用担心因为使用工具的技巧不熟练而无法随心所欲。

8.5.3 动画制作软件 3.3D Studio MAX

3D Studio Max，简称为 3DS MAX或 MAX，是 Autodesk公司开发的基于 PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于 DOS操作系统的3D Studio系列软件，最新版本是 2012。

8.5.3 动画制作软件 4.Ulead COOL3D

Cool3D是 Ulead公司出品的一个专门制作文字 3D效果的软件，可以用它方便的生成具有各种特殊效果的 3D动画文字。 Cool3D的主要用途是制作主页上的动画，它可以把生成的动画保存为GIF和 AVI文件格式。

8.5.3 动画制作软件 5.MAYA Maya是美国 Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画制作软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。 Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。　　 Maya 集成了 Alias/Wavefront 最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。

8.5.4 动画制作软件 Flash 8.0 1.Flash8.0界面简介

图 8.5 Flash8.0 工作界面

属性面板绘图工具箱

菜单栏

浮动面板

浮动面板标题栏

绘图工作区

8.5.4 动画制作软件 Flash 8.0 2.Flash中的基本概念

（ 1 ）时间轴面板与帧（ 2 ）图层（ 3 ）时间轴（ 4 ）场景（ 5 ）元件与实例（ 6 ）库面板

8.5.4 动画制作软件 Flash 8.0

3.Flash8.0中的基本动画 （ 1 ）逐帧动画：是指由位于同一图层的许多连续的关键帧组成的动画，动画制作者需要将每一帧都定义为关键帧，然后在每一帧中创建不同的内容，当播放动画时， Flash就会一帧一帧地显示动画中的内容。

（ 2 ）形状补间动画：用于创建类似形变的动画效果，可以使一个形状随着时间转变为另一个形状。它也可以制作移动、缩放、色彩变化、变速运动和遮罩等动画效果。（ 3 ）动画补间动画：是 Flash动画中最常用的一种动画类型，使用它可以制作出对象的位移、大小变形、色彩、透明度、颜色亮度和旋转变化等动画效果。

本章小结 本章主要介绍多媒体的概念、特点、关键技术，以及媒体元素的基础知识和媒体素材的制作方法。通过本章的学习，使学生掌握图像、音频、视频和动画等元素的制作。