多媒体基础知识.docx

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多媒体基础知识

多媒体基础知识

一、多媒体的基本概念

多媒体这一概念常用来兼指多媒体信息和多媒体技术，并以后者居多。

所谓多媒体信息是指集数据、文字、图形与图像、声音为一体的综合媒体信息。

多媒体技术则是将计算机技术与通信传播技术融为一体，综合处理、传送和贮存多媒体信息的数字技术，它提供了良好的人机交互功能和可编程环境，极大地拓展了计算机应用领域，改变着人们工作、学习、生活的方式，并对大众传播媒体产生巨大的影响。

多媒体技术可按层次分为媒体处理与编码技术、多媒体系统技术、多媒体信息组织与管理技术、多媒体通信网络技术、多媒体人机接口与虚拟现实技术，以及多媒体应用技术这六个方面。

而且还应该包括多媒体同步技术、多媒体操作系统技术、多媒体中间件技术、多媒体交换技术、多媒体数据库技术、超媒体技术、基于内容检索技术、多媒体通信中的QoS管理技术、多媒体会议系统技术、多媒体视频点播与交互电视技术、虚拟实景空间技术等等。

二、图形图像基础知识

1.位图与矢量图

矢量图像，也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。

矢量文件中的图形元素称为对象。

每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。

既然每个对象都是一个自成一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其它对象。

这些特征使基于矢量的程序特别适用于图例和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。

基于矢量的绘图同分辨率无关，这意味着它们可以进行无级缩放但仍然保持清晰。

位图图像，亦称为点阵图像或光栅图像，是由称作像素（图片元素）的单个点组成的。

这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。

当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。

由于位图图像是以排列的像素集合体形式创建的，所以不能单独操作（如移动）局部位图。

一旦位图被创建（比如通过扫描仪或数码相机获得），则其像素数目就被确定下来。

一般放大位图是软件通过插值计算增加像素数来实现的，但由于这些计算出来的像素不是真实得到的像素，因此位图在放大后通常会变得模糊。

2.分辨率

简单的说，图象分辨率是指单位面积内像素个数。

常用的单位是“像素／英寸”（ppi），也就是俗称的“线数”。

很显然，单位面积内的像素个数越多，图象就越清晰。

分辨率既会影响最后输出的质量也会影响文件的大小。

处理位图需要三思而后行，因为给图像选择的分辨率通常在整个过程中都伴随着文件。

无论是在一个300dpi的打印机还是在一个2570dpi的照排设备上印刷位图文件，文件总是以创建图像时所设的分辨率大小印刷，除非打印机的分辨率低于图像的分辨率。

如果希望最终输出看起来和屏幕上显示的一样，那么在开始工作前，就需要了解图像的分辨率和不同设备分辨率之间的关系。

显然矢量图就不必考虑这么多。

3.颜色模式

在进行图形图像处理时，色彩模式以建立好的描述和重现色彩的模型为基础，每一种模式都有它自己的特点和适用范围，用户可以按照制作要求来确定色彩模式，并且可以根据需要在不同的色彩模式之间转换。

下面，介绍一些常用的色彩模式的概念。

（1）RGB色彩模式

自然界中绝大部分的可见光谱可以用红、绿和蓝三色光按不同比例和强度的混合来表示。

RGB分别代表着3种颜色：

R代表红色，G代表绿色、B代表蓝色。

RGB模型也称为加色模型。

RGB模型通常用于光照、视频和屏幕图像编辑。

RGB色彩模式使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0~255范围内的值。

例如：

纯红色R值为255，G值为0，B值为0；灰色的R、G、B三个值相等（除了0和255）；白色的R、G、B都为255；黑色的R、G、B都为0。

RGB图像只使用三种颜色，就可以使它们按照不同的比例混合，在屏幕上重现16581375种颜色。

（2）CMYK色彩模式

CMYK色彩模式以打印油墨在纸张上的光线吸收特性为基础，图像中每个像素都是由靛青（C）、品红（M）、黄（Y）和黑（K）色按照不同的比例合成。

每个像素的每种印刷油墨会被分配一个百分比值，最亮（高光）的颜色分配较低的印刷油墨颜色百分比值，较暗（暗调）的颜色分配较高的百分比值。

例如，明亮的红色可能会包含2%青色、93%洋红、90%黄色和0%黑色。

在CMYK图像中，当所有4种分量的值都是0%时，就会产生纯白色。

CMYK色彩模式的图像中包含四个通道。

我们所看见的图形是由这4个通道合成的效果。

在制作用于印刷色打印的图像时，要使用CMYK色彩模式。

RGB色彩模式的图像转换成CMYK色彩模式的图像会产生分色。

如果您使用的图像素材为RGB色彩模式，最好在编辑完成后再转换为CMYK色彩模式。

（3）IndexedColor（索引）色彩模式

索引色彩模式最多使用256种颜色，当您将图像转换为索引色彩模式时，通常会构建一个调色板存放并索引图像中的颜色。

如果原图像中的一种颜色没有出现在调色板中，程序会选取已有颜色中最相近的颜色或使用已有颜色模拟该种颜色。

在索引色彩模式下，通过限制调色板中颜色的数目可以减小文件大小，同时保持视觉上的品质不变。

在网页中常常需要使用索引模式的图像。

4.色彩深度

色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。

目前有8位、24位、30位、36位、42位和48位等多种。

应该说，色彩位数越高，图象的色彩还原就越好。

但人眼对色彩的分辨能力是有限的，一般认为当采用24位的色彩深度时就已经达到人眼分辨能力的极限，因此一般也称24位彩色为“真彩色”。

5.常见图片格式及特点

（1）JPG格式

JPG文件格式是目前最主流的图片格式。

其压缩技术十分优越，可以用最少的磁盘空间得到较好的图象质量。

由于它优异的性能，所以应用非常广泛，尤其适合在Internet上使用。

（2）GIF格式

GIF格式是经过压缩的格式，磁盘空间占用极少。

其存储的图象色彩深度由1位到8位（最高8位），不能存储超过256色的图象。

虽然如此，但该图形格式却在Internet上被广泛地应用，原因主要有两个：

一是因为256种颜色已经较能满足Internet上的主页图形需要。

二是因为该格式生成的文件尺寸比较地小，适合像Internet这样的网络环境传输和使用。

（3）BMP位图格式

它是WINDOWS最早支持的位图格式，文件几乎不压缩，占用磁盘空间较大，它的颜色存储格式有1位、4位、8位及24位。

该格式仍然是当今应用比较广泛的一种格式。

但由于其文件尺寸比较大，所以多应用在单机上，不受网络欢迎。

（4）PSD格式

这是ADOBE中自建的标准文件格式，该格式保存了图象在创建和编辑过程中的许多信息，比如层、通道、路径信息等，所以修改起来非常方便。

由于PHOTOSHOP软件越来越广泛地应用，所以这个格式也逐步流行起来。

（5）AI格式

AI格式是Adobe公司开发的矢量图象处理软件Illustrator所使用的文件格式，也是当今最流行的矢量图象格式之一，广泛应用于印刷出版业等。

三、声音的基础知识

1.波形声音与MIDI

（1）波形声音

在计算机上应用的声音文件主要可分为两种类型。

一种是波形声音文件，另一种是MIDI声音文件。

波形声音文件是通过对模拟声音信号（波形）进行数字采样所得到的声音文件，它量化的纪录声音每一时刻的变化。

典型的波形声音文件就是WAV。

（2）MIDI

MIDI是音乐设备数字接口（MusicalInstrumentDigitalInterface）的英文简写。

MIDI文件并非像WAV或MP3那样量化的纪录乐曲每一时刻的声音变化，它记录的是如"音乐在什么时刻，使用什么乐器，以什么音符开始，以什么音调结束，加以什么伴奏"等等这样的信息，所以MIDI文件本身并不是音乐，而是发音命令，MIDI文件本身只是一些数字信号而已，不包含任何声音信息。

而WAV是把声音的波形记录下来，将这些模拟波形转换成数字信息，这些信息所占用的体积显然要比只是简单描述性的MIDI文件大的多。

2.采样频率与采样位数

采样频率指每秒钟取得声音样本的次数。

采样频率越高,声音的质量也就越好。

人耳的分辨率很有限,所以太高的频率就分辨不出好坏来。

一般说来，22.05KHz能达到FM广播的声音品质，而44.1KHz就是CD音质了，48KHz则是DVDAudio或专业领域才会采用。

采样位数是指在采集声音时使用多少二进制位来存储数字声音信号。

这个数值越大，分辨率就越高，录制和回放的声音就越真实。

采样位数客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。

3.常见声音文件格式

（1）CD

标准CD格式是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，因为CD音轨可以说是近似无损的，因此它的声音基本上是忠于原声的，因此如果你是一个音响发烧友的话，CD是你的首选。

一个CD音频文件是一个*.cda文件，但这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的“*.cda文件”都是44字节长。

注意：

不能直接的复制CD格式的*.cda文件到硬盘上播放，可使用像金山影霸音频转换器这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV或MP3。

（2）WAV

WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持。

WAV格式采用44.1kHz的采样频率，16位量化位数，因此WAV的音质与CD相差无几，但WAV格式对存储空间需求太大不便于交流和传播。

（3）MP3

MP3的全称是MovingPictureExpertsGroupAudioLayerIII。

简单的说，MP3就是一种音频压缩技术，由于这种压缩方式的全称叫MPEGAudioLayer3，所以人们把它简称为MP3。

MP3是利用MPEGAudioLayer3的技术，将音乐以1:

10甚至1:

12的压缩率，压缩成容量较小的文件，换句话说，能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度。

而且还非常好的保持了原来的音质。

正是因为MP3体积小，音质高的特点使得MP3格式几乎成为网上音乐的代名词。

每分钟音乐的MP3格式只有1MB左右大小，这样每首歌的大小只有3-4兆字节。

使用MP3播放器对MP3文件进行实时的解压缩（解码），这样，高品质的MP3音乐就播放出来了。

（4）WMA

WMA的全称是WindowsMediaAudio，是微软力推的一种音频格式。

WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到1:

18，生成的文件大小只有相应MP3文件的一半。

此外，WMA还可以通过DRM（DigitalRightsManagement）方案加入防止拷贝，或者加入限制播放时间和播放次数，甚至是播放机器的限制，可有力地防止盗版。

四、数字视频的基础知识

1.MPEG标准

MPEG全称是MovingPicturesExpertsGroup，动态图象专家组的英文缩写，MPEG的缔造者们原先打算开发四个版本：

MPEG1-MPEG4，以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。

后由于MPEG3被放弃，所以现存只有三个版本的MPEG：

MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4。

（1）MPEG-1

MPEG-1标准于1993年发布。

它的设计思想是在1Mbit/s到1.5Mbit/s的低带宽条件下，提供尽可能高的图像质量（包括音频，以下所指图象均包括音频）。

对家庭录像与商务资料存档来说，MPEG-1所提供的质量已经足够好。

VCD使用MPEG-1标准，图象尺寸为352X288，标准带宽为1.2Mbit/s。

（2）MPEG-2

MPEG-2标准从1990年开始研究，1994发布。

MPEG-2可提供广播级的视频和CD级的音质。

MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及