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多媒体
、1多媒体概述
1.1多媒体CAI的基本知识
1.1.1多媒体作品及其适用范围
一、什么是多媒体作品
随着社会的发展，人们对信息的需求越来越迫，同时对信息的表现形式也投入更多的关注。
多媒体产品,其实更象艺术作品。
好的表现形式能很好的表现主题趋于完美，使人产生极深的印象。
同样，表现形式精彩的多媒体作品，可以使人如饮甘霖；从而对其所表现的内容印象深刻。
那么什么是多媒体？
多媒体的特点是什么？
一个典型的多媒体作品可以是文本、图片、计算机图形、动画、声音、视频的任何几种的组合，当然不是简单的组合。
多媒体产品的最大特点是交互性，那么，什么是交互性呢？
我们通常看的电视节目、电影、录象、VCD光盘也是多种媒体的组合（文本、图象、动画、声音等），但你无法参与进去，你只能根据编剧和导演编制完成的节目去听去看，这叫顺序播放，多媒体产品不同，它可以让你参与，你可以通过操作去控制整个过程，可以打乱顺序任意选择，这种操作就叫交互，由此可见：
交互就是要求用户通过有意或无意的操作，来改变某些音频或视频元素的特征，交互就是用户在某种程度上的参与。
所以说，交互性是影视作品和多媒体作品的主要区别,从另一个角度讲多媒体作品是通过硬件和软件及用户的参与这三项来共同实现的。
媒体是各种信息表示和传播的载体，是人与人之间沟通及交流思想的中介物，如文字、图形、图像、声音、动画、影像等均属于媒体。
媒体一般分为五种：
感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体，其中最核心的部分是显示媒体，也就是信息的存在和表现的形式，如上所说的文字、图形、图像、声音、动画、影像等，均属于显示媒体的范畴。
多媒体是利用计算机传递的文本、图形、图像、声音、动画和影视信息的集合。
从不同的角度出发对多媒体会有不同的描述。
从字面上理解，多媒体就是多种媒体，但是，它常常又是与计算机紧密相关的，所以多媒体主要是指计算机处理信息的多样化。
由于处理信息的程序、过程或活动也可以视为媒体，这样，计算机、电视机等都可算是多媒体的工具。
因此，从广义上来说，多媒体是一个领域，是指与信息处理有关的所有技术和方法包括广播通信、家用电器、印刷出版等。
而多媒体技术就利用计算机综合处理以上各种媒体的技术，其目的是将多种媒体形式集成于计算机，使我们能以更加自然、更加“人性化”的语言使用这些信息。
多媒体技术能提供多种文字信息（文字、数字、数据库等）、多种声音信息（语音、音乐、音响效果等）、多种图像信息（图形、图像、动画、视频等）的输入、输出、存储和处理，使表现的信息图、文、声、像并茂，更加直观和自然。
由此可见，多媒体技术是计算机技术、音频技术、图像压缩技术和文字处理技术等多种技术的一种结合。
算机制作动画原理解析
摘要:
叙述动画产生过程以及计算机制作动画的六种方法,并举例说明计算机图形图像技术,使
得动画更绚丽多彩关键词:
计算机;动画;原理;关键帧;静态图;暂态行为;滞留
动画是由许多幅单个画面组成的,因此,它是在图形图像基础上产生的。
计算机动画是计算机图形图像技术与传统动画艺术结合的产物,它是在传统动画基础上使用计算机图形图像技术而迅速发展起来的一门高新技术。
传统手工动画在百年历史中形成了自己特有的艺术表现风格,而计算机图形图像技术的加入不仅发扬了传统动画的特点,缩短了动画制作周期,而且给动画加入了更加绚丽的视觉效果。
动画有各种不同的定义。
如著名动画艺术家约翰·汉纳斯（JohnHalas）说:
“运动是动画的本质。
”按照我们不十分严格的定义,确定“动画就是运动着和变化着的图形。
”运动和变化是动画的灵魂。
传统的动画,是产生一系列动态相关的画面,每一幅图画与前一幅图画略有不同,将这一系单独的图画连续地拍摄到胶片上,然后以一定的速度放映这个胶片来产生运动的幻觉。
根据人的视觉滞留特性,为了要产生连续运动的感觉,每秒钟需播放至少24幅画面。
所以一个1分钟长的动画,需要绘制1440张不同的画面。
为了表现动画中人物的一个动作,如抬手,动画制作人员需根据故事要求设计出动画人物动作前后两个动作极端的关键画面,接着,动画辅助人员在这两个关键画面之间添加中间画面的工作,使画面逐步过渡到第二关键画面,以期在放映时人物的动作产生流畅、自然和连续的效果。
计算机动画是使用计算机来产生运动图像的技术。
分为两类:
1.二维动画系统又叫做计算机辅助动画制作系统,又称为关键帧系统。
计算机可以自动生成两幅关键画面间的中间画。
2.三维动画系统,属于计算机造型动画系统,该系统是用数学描述来绘制和控制在三维空间中运动的物体。
动画艺术家设计好复杂的、二维动画的关键画面,必需先输入计算机才能进行下一步的工作。
用数字化仪输入的图形可以用来做为生成中间画的原画,但在输入时必须对每一图形的每一笔画进行分类和分层,并形成一定的先后次序。
因为计算机在进行中间画计算时,需在类型层次和次序上一一对应。
数字化仪输入的驱动软件应具有分层的功能,层与层之间应有覆盖和透明的效果。
为了使输入的两关键帧画面的笔画相等、顶点数相等,可以编制一个输入引导程序,使得在已知前一个关键帧的条件,引导后一个关键帧的输入,并且可以编制一个程序来检查笔画和顶点数是否对应相等。
一般情况下,如果两关键帧画面之间没有新线产生或某些线段消失,用计算机生成的画面能获得满意的结果。
中间画面的计算方法:
插值算法:
1.分解。
首先将关键帧画面分解成几部分,每一部分包含一个关键图形,这些关键图形将做为生成操作的处理单元。
然后,将每一部分的关键图形又分解成若干个笔画,这些笔画是可见线段的组合序列。
2.预处理。
如果两关键图形的笔画（或折线、曲线）数量不相等,则进行预处理,其目的是使两画面的笔画数量相等,所有的对应笔画均需要有相同数量的点。
3.线性插值。
要计算两关键帧图形之间的中间图形,需在两对应画面图形之间进行插值计算。
4.插值法则。
在插值计算过程中,有四个不同的法则,它们可使物体在中间的画面中分别以等速、加速、减速或先加速后减速的方式运动。
5.骨架法。
线性插值算法计算方法简单、速度快,但存在一些问题:
第一,图形变换中每个点都是沿着直线运动,而且每个点的运动规则都相同,生成的动画显得生硬、不自然。
第二,运动设计中要求几个关键帧画面,这些画面造成了运动的不连续。
第三,若关键帧画面之间有旋转、扭曲等分量时,线性插值就会产生失真。
骨架法是改善线性插值的一个方法。
骨架法是图形的简单的骨架,而不是用图形本身来作为插值的依据。
骨架,或称为线条图,是由几个点组成的图形或人物形态的简单描述,它描述要求的运动形式。
使用骨架使得动画创作人员只需控制一些由骨架生成的关键图,然后计算机再由这些关键骨架图生成中间骨架图。
由于骨
架图较简单,也相似,就能得到较好的中间图。
6.运动路径与P曲线。
线性插值法计算物体形状的变化,是很方便的,当给出两幅关键图形后,它就能生成效果很好的中间图画。
但是,由于前面谈到的线性插值的几个问题,它不大适合于物体位置改变的运动场合。
这个问题可应用运动物体所遵循的物理定律来解决。
应用路径描述与插值算法相结合能较方便地解决这个问题。
动态图可以依靠连续变动静态图来得到,这些变动又可以由一个参数的暂态行为来确定。
用P曲线就能很容易地描述一个点位置的暂态行为。
在屏幕上实现动画有三种方式:
1.位置不动形态变化。
2.形态不变,位置变化。
3.位置和形态均变化。
动画制作有许多方法,VisualBasic是使用图片对象数组,把一系列动作连续的图像保存在内存中来实现图像的快速变换。
多媒体课件制作方法浅谈
随着多媒体技术在教育教学中的应用，多媒体课件制作也越来越受到各方面的重视。
一个好的多媒体课件既能更好地辅助学生掌握知识，又要能提高教学效率。
那么，什么样的课件才算好的多媒体课件？
我以为，主要应体现以下几个特征：
1.能充分、合理、恰当利用多种媒体（文字、图象、视音频及动画等），以弥补传统教学方法与手段的不足；2.必须以学生为本，摸透学生的思维方式方法，在课件中尽可能全面地提供可能出现的问题及其相应解决方法；而且课件播放不能是单纯的线形、要有一些人机对话或交互式元素。
3.新颖的教学思路与结构。
4.色彩对比要强力、搭配和谐、构图美观、制作有创意。
那么如何才能制作出好的多媒体课件呢？
说起来也不难，并不象很多人认为的那样，一定要具备很高的计算机能力才能做到。
当然一定的多媒体制作能力和技巧，以及美术基本功还是需要的。
下面就自己在多年多媒体课件制作实践的一般步骤及体会，粗浅地谈谈。
希望能给同事们有所帮助。
一、明确制作目标，舍得花更多的时间做好构思。
动手制作课件前首先要把握教材的重点、难点，明确你要做的这一节课或是几个相关联的知识点、甚至一个章节中，你教授的目标是什么？
要重点解决的是什么问题？
你准备用什么媒体，什么方式来实现你的教学思想？
你可以把你的设想，写成简要的文字说明，比如框架图。
二、根据你的构思，搜集需要的素材。
可以通过在网络中寻找，也可以在对应内容的录象片、VCD或DVD碟片，或者磁带等等途径寻找需要的文字、图片、声音、动画、音频和视频素材，然后花些时间进行整理和加工。
三、选择合适的制作平台
选择易于使用、功能强大的软件（首要的是自己比较熟悉的软件）作为课件制作平台。
一般来说，如果制作时间不很充裕、课件制作结构比较简单或制作者操作水平不是很熟练，可以选用PowerPoint2000中文版或frontpage2000。
这两个软件易于学习、使用简单、功能强大，特别是它们能方便地插入课件所需要的图片、声音、影音文件，而且可以实现比较简单的动画效果。
对于有一定的课件制作基础的教师，可以考虑用Authorware等软件。
Authorware具有很强的移动交互功能。
四、精心制作课件。
一切准备工作就绪后，开始制作课件。
首先按照自己原先的设计思路制作，在制作中学习制作技巧，在制作中调整结构。
最后，简单谈谈在课件制作中常用到的一些技巧：
1．在用PowerPoint制作超级链接时，如果选择撐淖謹链接，文字下方有下划线，而且文字颜色可能与背景色、版面主色调不和谐，或对比暗淡。
解决的方法是采用撐谋究驍超链接。
2．音频、视频一般需要的片段，可以用现在比较流行的豪杰解霸来截取所需要的部分。
3．课件总的容量不能太大，一般图片、声音、视频文件比较大，可以用相应的一些软件进行摷醴蕯。
如BMP格式图片可以用Photoshop将其转换成JPG格式的文件；wav格式的声音文件可以用豪杰解霸转换成MP3格式的声音文件等等。
4．一些常见的声音、动画、卡通等素材，你可以在专门的素材光盘中找到。
特殊需要的素材自己可以用Flash软件来制作。
摘要该文简要分析了目前流行的创作工具的特点,提出了一个集多媒体信息处理、剧本编辑及演播于一体的创作系统的总体结构、设计方法及主要的实现技术,最后给出了用visualbasic语言编写的播放图形、图像、动画、声频、视频（avi、mov及vcd小影碟）等多媒体信息的程序例程。
随着多媒体技术的飞速发展,各种各样的多媒体演示系统在信息领域中发挥着越来越大的作用。
其丰富的表现力、生动的视觉及声响效果,大大增强了所演示信息的吸引力。
但是,多媒体作品的创作是一项费时费力的工作,不仅涉及到美术、传播、教育、心理等多方面创作因素,而且更需一种能方便地将图、文、声、像等多媒体信息按某种特定要求编合在一起进行表现的方法。
为节省多媒体作品的创作时间,需要一种相对简单、集成、高效的创作工具来辅助多媒体作品的创作开发与演播。
本文简要分析了目前流行的多媒体创作工具的特点,提出了一种多媒体创作工具的功能结构、设计方法及实现技术,最后给出一个用visualbasic语言编写的播放多媒体信息的程序例程。
一、现有多媒体创作工具的类型
目前,最流行的多媒体创作工具主要分为以下三类。
1.描述性语言式
该类工具开发作品的思想是,按书的结构方式将每个标题的开发过程视为一本"书"的组合,每一屏被指定为一页,在每页内可有多级的对象,设定好各页与各页中内容及其之间的动作,然后使用指定的编排设计语言进行作品设计。
这类工具中,比较有代表性的是美国asymetrix公司的multimediatoolbook工具,其编排设计语言为openscript。
这类工具的最大优点是开发时的弹性较好,面向稍懂编程的用户,另外价格较低,易于接受;缺点是整体运行速度慢,虽入门较易,但要掌握其机理需费一番苦功,特别是对多媒体资源的访问,openscript主要通过mci函数调用,必须在脚本里显式地写出有关调用,且语法和序列并非全直观,又缺少提示,这点足以使非程序员怯步。
2.交互性图标式
这类工具主要是让用户直接在画面上安排所需的元件,定义出元件本身的动作以及元件和元件之间的关系。
其工作方式是采用一种形象化的方法在微机上制作多媒体作品,通过选择精简的形象化图标,构成应用程序结构的流程图,然后再往结构中添加内容,流程图定义了多媒体元素的流动过程。
这类工具很适合没有程序设计经验的用户,因此在短时间内就可开发出一套交互式的多媒体系统。
这类工具中,著名的有美国authorware公司开发的authorwareprofessional及美国aimtech公司的iconauthor。
其主要用于开发事件驱动的、需要高交互性的教育、训练模拟以及导览系统。
这类工具不足之处是价格一般很贵,灵活性方面受现有系统的限制。
3.时间流程式
该类工具较适合于开发简报系统,它在多媒体显示上具有较强的时间前后顺序,以图形、文字信息为主。
比较著名的有action工具、powerpoint、harvardgraphic工具等。
该类工具对多媒体信息的支持基本上是通过ole外部方式进行的,因此,演播多媒体时磁盘i/o动作频繁,系统开销大,运行效率低。
上述三类多媒体创作工具开发的运行环境是基于windows3.x,可处理的音频文件格式为wav、mid;静态图像文件格式为pcx、bmp、gif、tga、jpg、tif、wmf、dib等;动态图像格式为avi、fli、flc等。
二、多媒体创作系统的功能及设计方法通过以上分析,可看出多媒体创作系统一般具有如下特点。
1.易于入门,无需专业级程序员的编程经验,但熟练掌握不易。
对某些特定的简单要求,往往要通过熟练掌握后所得到的使用技巧来实现。
另外,对时效要求高、常修改的内容,修改也不甚方便。
2.支持许多硬设备和许多文件格式,可生成含有图形、图像、文本、声音、动画、视频元素的复杂产品。
3.具有流程控制能力,可为上述元素提供导引框架。
4.虽包含了图形编辑、动态编辑、数字式动画、视频编辑等多项工具,但多媒体数据的制作能力不如专用软件功能强、精美。
当前,处理多媒体信息的专用软件资源比较丰富,文字方面有wordforwindows、wps等;图形图像方面有photostyler、photoshop、coreldraw等;动画方面有animator、3ds等;视频方面有videoforwind
ows、adobepremiere、quicktimeforwindows等;声音方面有soundsystem、waveedit等。
对用户而言,已掌握了多媒体处理专用软件,还得学习创作系统中的功能较弱的媒体处理工具,是某种意义上的重复。
用户要求在媒体素材设计上精雕细凿,媒体作品演播时灵敏高效。
因此,我们的设计原则是,利用现有功能强大的多媒体处理工具,采用系统集成与软件编程相结合的方法,缩短开发周期以创造最佳的软件。
既兼顾一般要求,又满足用户演播的特定要求。
在方法上综合描述性语言及图标式创作工具的优点,以及软件编程开发在系统弹性和扩充上灵活、应用范围广、用户具体要求明确、软件资源节约的特点,克服现有创作工具灵活
性弱、受现有系统限制的不足。
所设计的多媒体创作系统各模块主要功能如下。
·文本编辑:
这是一个文本编辑器,它将所要演播的文字底稿逐行输入,形成文本文件。
·剧本编辑整合:
提供一种方便、高效、直观的图、文、声、像数据集成的编辑手段,按用户的设计要求,对各种媒体数据进行编辑整合,制成各媒体对象的进出入效果（如闪烁、飞行、旋转、淡入淡出、大小、定位等等）,最后形成一个剧本文件供演播时调用。
·图形图像处理:
图形图像部分挂接photoshop或photostyler软件,处理多种位图文件,包括wmf、tif、bmp、pcx、tag、gif、dib、jpg等等格式;统计图形方面提供制作各种二维、三维统计图形的手段。
·剧本演播:
将剧本编辑整合处理形成的剧本文件直接调入演播,可按自动播放方式或导引、单步控制播放方式进行播出。
对动态图像播放可控制暂停、继续。
·二维动画处理:
挂接animator二维动画处理软件,处理并形成fli、flc格式动画文件。
·三维动画处理:
挂接3ds三维动画处理软件,制作并形成flc、fli格式的动画文件。
·视频处理:
挂接videoforwindows、quicktimeforwindows、adobepremiere软件。
对质量要求一般的视频影像,经电视、vcr或影碟机播出,通过视频捕捉卡,处理形成avi、mov格式的视频文件。
而对质量要求高、需全屏显示的视频影像,则使用专用数字视频采样压缩工具生成mpeg、dat影像文件存于cd-rom中,播放时,使用mpeg视频解压卡,将影像文件从光盘中调出,实时解压缩,满足全屏幕、全运动、全彩色的视觉要求。
·声音处理:
主要挂接soundsystem或waveedit,处理mid、wav格式的语音文件,并能使用cd-audio音碟资源。
·地图标绘与动画处理:
主要处理点阵、矢量地图的标绘及基于地图的简单动画,如箭头、飞机、舰船、车辆等运动目标沿轨迹运动、闪烁、变化过程等,并形成ate自定义格式文件,供演播时调用。
·外接演播工具:
主要外挂其它各种多媒体创作工具的演播软件来播放其制作的作品文件。
如挂接powerpoint的pptview程序,挂接authorware的runapw程序。
三、多媒体创作系统设计技术的实现
我们在静态图形、图像处理上,使用windowsapi编程技术,结合ole方法;在多媒体数据处理方面,充分使用mci接口,将各种媒体的编演融合一体。
编程语言采用visualbasic及visualc++语言,同时充分利用第三方厂家提供的这两种语言的用户控制对象来解决图、文、声、像等多媒体演播时可能存在的效果限制问题。
1.图、文、声、像的编辑整合功能
具有高效方便的图、文、声、像等多媒体数据编辑整合功能是多媒体创作工具的特点。
我们提出了以下这种基于表格方式,以页操作为主的多媒体数据编辑整合的实现方法。
表格形式如表1。
首先将文字底稿调入并自动填入到上述表格中,然后,用清屏方式来定义属于同一页的文字,并定义好该页的背景色、字体、前景色以及该页正文出页方式,根据需要还可定义出该页正文所在行的操作方式、条件及其位置。
系统还提供缺省的版面布局供用户使用。
表1
定义好一页的文字以后,就可定义与该页有关的多媒体信息之间的有机关系,可选择声音文件、动画文件、视频文件、统计图、地图标绘动画数据,并定义这些媒体的播放位置、触发条件及进出场效果等。
另外,还可嵌入播放其它著作工具的作品并融合到播出中。
这种编辑方法使整个格本形成一个前后一贯的大表格,前、后、左、右滚动可直观方便地浏览全部剧本,操作非常简便,整体性好,每页随时可进行修改,并可随时察看每页效果。
2.多媒体数据访问的实现
（1）采用windowsapi处理多媒体数据
我们使用bitblt函数实现图形图像的变化,mci接口处理音频、视频、动画、cd-audio数据的播放。
windows3.1中的mmsystem.dll动态连接程序库提供了大约一百多个具有多媒体处理能力的api函数,其mci函数提供了与设备无关的程序接口,应用程序可以通过mci命令访问符合mci控制标准的多媒体设备,mci接口覆盖了多媒体的主要领域,因此可以满足大多数应用系统的开发需要。
由于mci的设备无关性,更换设备时只需更换mci驱动程序,无需了解每种多媒体产品的细节,系统升级十分方便,提高了应用系统的开发效率及灵活性。
在系统开发中,主要用到的mci多媒体设备类型及驱动程序如表2。
表2
其余的mpg、dat等视频格式的设备类型及mci驱动程序视其产品提供的mci驱动程序而定。
（2）利用用户控制对象vbx进行编程,处理图、文、声、像等多媒体数据
目前有众多知名厂商开发出各类vbx控制对象,支持visualc++、visualbasic,vbx有可能成为标准文件格式。
这类功能强大的vbx控制对象是开发多媒体系统,提高开发效率,缩短开发周期的有效武器,使我们对复杂的图文特效及外部设备的控制都交给了控制对象去处理,大大减少了编程的工作量,而且准确性、高效性大大地提高。
开发多媒体系统常用到的vbx主要有:
支持mci接口的mci.vbx（microsoft公司）;支持flc、fli动画演播的vbplay.vbx（autodesk公司）;支持图文播放效果的fxtools/vb（imagefx公司）、knife.vbx（imageknife）、mhpicture.vbx（microhelp公司）;支持图形、图像、文字播放效果的fximage.vbx、fxlabel.vbx;支持mov视频播放的qtmove.vbx、qtview.vbx。
四、结束语
多媒体创作系统的开发与通常的应用系统开发有一定的差异,既要有丰富的编程经验,又要充分了解多媒体的特点。
善于利用多媒体集成工具,就能在应用系统开发中作到事半功倍。
完成多媒体作品相当部分的工作量在于图形、图像、声音、影像素材的准备,其技术及艺术含量都很高。
而多媒体创作系统,其目的是便于用户高效地使用创作工具按某种构想,将图、文、声、像等媒体进行导演、创意及包装。
目前,多媒体创作工具种类越来越多,随着多媒体技术应用发展的深入,开发多媒体的技术将越来越先进、越科学、越方便、越有效。
本系统应用范围广,适用于需经常制作多媒体作品的教育、军事、旅游等部门。
以下是一个用mci.vbx控制对象来播放多媒体数据的函数实例（visualbasic编写,对mpeg视频以realmagicmpeg解压卡为例）,可看出用控制对象处理多媒体信息的方便高效性。
constmci_mode_not_open=524
subclosemedia（byvalmediatype）'关闭媒体
selectcasemediatype
case"video","sound","animator"
ifnotmmcontrol1.mode=mci_mode_not_openthen
mmcontrol1.wait=true
mand="close"
endif
case"graph"
image.picture=loadpicture（""）
image.visible=false
endselect
endsub
subopenmedia（mediatypeasstring,medianameasstring）'
打开并演播媒体
ifnotmmcontrol.mode=mci_mode_not_open_then
mmcontrol.wait=true
mand="close"
endif
selectcasemediatype
case"graph"'图像
image.picture=loadpicture（medianame）
image.visible=true
exitsub
case"sound"'声音
tt$=ucase（right$（medianame,3））
selectcasett$
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