多媒体技术实验指导书.docx
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多媒体技术实验指导书
《多媒体技术》实验指导书
多媒体技术涉及面非常广，是一项实用性很强的技术。
只有进行实际操作，将理论应用于实际中，才能确实掌握书中的知识点。
通过设计开发多媒体软件，不仅可以加深学生对多媒体基本概念的了解，巩固学习成果；还能够提高实际动手能力，掌握多媒体系统开发的基本方法和多媒体应用软件的制作过程，以及熟悉各种多媒体开发环境和工具的使用方法。
为了达到上述目的，根据我校《多媒体技术》教学大纲和《多媒体技术基础实验指南》（谢霄艳、张涛编）及我校实际情况编写了该实验指导书。
全书共分八个实验，每个实验包括有：
实验目的、主要软硬件、实验内容和步骤等项目。
本书可供计算机科学与技术和通信工程专业使用。
在编写过程中，由于时间仓促，水平有限，凡有不妥之处，请读者批评指正。
实验一多媒体网页策划
1．实验目的
（1）通过实验学习多媒体网页的有关概念和名次术语。
（2）通过对现有多媒体网站的浏览和分析，了解多媒体网页呈现信息的方式。
（3）了解多媒体网页的制作流程。
（4）了解多媒体网页策划的主要内容，独立进行多媒体网页的内容设计、内容设计、结构设计和界面设计。
2．主要软、硬件
（1）连接到因特网的MPC。
（2）Windows2000操作系统。
（3）WWW浏览器IE6.0
（4）MicrosoftFrontPage2000和DreamweaverMX2004
3．实验说明
多媒体网页制作流程：
内容设计、结构设计、界面设计、素材采编、网页编著、网页发布。
实验内容和步骤要体现制作流程。
4．实验内容和步骤
（1）学习有关多媒体网页的一些基本概念，如主页、超媒体、锚、链。
（2）学习超文本标记语言HTML编写网页。
（3）使用IE浏览器浏览现有万维网网站，如、等，或者浏览教师指定的网站。
画出其中一个网站部分网页的结构图和界面草图，要求这组网页中必须含有相对应的主页、索引页和内容页，它们以超媒体方式连成一个有机的整体，而且这组网页不少于10页。
（4）独立策划一组多媒体网页，确定主题，设计内容，结构及屏幕。
建议选取自己感兴趣并易于搜集相关素材的主题，要求这组网页不少于5页。
（5）拟定制作网页需要搜集的素材和需要采编完成的各种媒体元素。
要求这些媒体元素中包括图像、动画、声音和数字电视图像，其中数字电视图像必须有标题、字幕和伴音，必须有一段声音用做这组网页中某一页的背景声音。
（6）尝试通过INTERNET申请一个免费的网页空间。
实验二声音录制、处理及MIDI音乐制作
1．实验目的
（1）通过实验学习声音的数字化过程，了解计算机如何处理和存储声音。
（2）了解WAVE、MIDI和MP3声音数据文件的差别和用法。
（3）掌握几种常用声音处理工具软件的用法，掌握录音、编辑声音、制作MP3格式声音的方法，了解制作简单MIDI音乐方法。
2．主要软、硬件
（1）带有声卡、麦克风、音响（或耳机）和光驱的MPC
（2）Windows2000操作系统，自带声音工具“音量控制”和“录音机”。
（3）声音处理软件CoolEditPro
（4）一张CD唱盘
3．实验说明
模拟声音三要素，即音高、音色和音强。
数字波形声音技术指标主要包括：
采样频率、量化位数和编码算法等。
根据这些技术指标我们把数字波形声音分为五个等级：
电话音质、AM音质、FM音质、CD音质和数字录音带。
MP3是MPEG声音层3（Layer3）压缩标准，可以“无失真”的将WAVE文件压缩到原来大小的1/12。
MIDI（musicalinstrumentdigitalinterface，电子乐器数字接口）是计算机特有的数字音乐格式，播放MIDI乐曲需要音乐合成器，合成器合成声音的方法有两种：
FM合成法和波表合成法。
MIDI文件的特点有：
文件小、易编辑、可以做背景音乐。
4．实验内容和步骤
（1）了解声音数字化原理和主要技术指标，学习数字声音的基本概念。
（2）使用“录音机”软件把10秒钟CD音乐录制成CD音质（44.1kHz、16位、双声道、PCM）的WAVE文件。
（3）练习使用CoolEditPro，尝试它的各项功能。
制作一段声音文件（作为实验一中设计的数字电视图像伴音文件），这段声音必须既有音乐，又有自己录制的话语，并存为无压缩的WAVE文件。
（4）把前一步制作的WAVE声音转换成MP3格式，比较两种格式声音文件的数据量和试听效果。
（5）了解MIDI原理，根据实验一中的网页设计，制作网页中需要用到的其他声音文件。
实验三图像处理及编辑
1．实验目的
（1）通过实验学习数字图像有关知识，增进对多媒体图像的认识和体会。
（2）掌握数字图像处理中经常用到的基本概念和名词。
（3）掌握数字图像处理的基本技能，学习使用图像处理软件Photoshop编辑和处理图像。
2．主要软、硬件
（1）MPC，若有条件，则最好配有扫描仪和数字相机。
（2）Windows2000操作系统。
（3）图像处理软件Photoshop6.0。
3．实验说明
色调、亮度和饱和度是人的眼睛对客观存在的颜色主观感受的结果。
在计算机产生图形的过程中，计算机显示器通过将不同比例的红色、绿色和蓝色的光波进行混合，构成显示图形上不同颜色，这是一个典型的加色过程。
计算机中常用的色彩空间有：
RGB色彩空间、CMYK色彩空间、YCrCb色彩空间等。
数字图像有两类：
矢量图与位图，位图图像的基本属性有图像分辨率和图像深度。
数字图像文件有多种存储格式，如BMP、TIFF、GIF、JPG、PNG等，掌握这些图像文件格式的特点及采用的压缩算法。
4．实验内容和步骤
（1）学习数字图像处理中需要经常接触的基本概念，如色彩空间、图像深度、位图、分辨率等。
（2）从多种途径搜集制作网页的原始图片。
（3）根据网页制作规划中的内容，使用Photoshop对原始图片进行编辑处理，使之符合网页制作要求。
（4）使用Photoshop制作网页中需要使用的部分图片，如按钮、标题、背景等。
（5）将制作完成的图片保存为GIF或JPEG格式。
实验四二维动画制作
1．实验目的
（1）通过实验加深对GIF格式动画基本原理的理解。
（2）掌握使用Flash软件制作Flash动画的方法。
2．主要软、硬件
（1）MPC
（2）Windows2000操作系统。
（3）动画制作软件FlashMX2004
3．实验说明
二维动画是一系列静止图像构成的，这些静止图像按一定顺序现实在人的眼前。
每一个静止图像称为动画的一帧。
在动画设计中，我们设计出关键帧，计算机借助相关动画制作软件根据相邻关键帧自动生成中间帧。
4．实验内容和步骤
（1）学习使用二维动画制作软件制作动画帧图像。
（2）学习使用Flash，尝试它们的各项功能，使用它们制作网页上的动画。
（3）把需要在网页中使用的动画文件保存在指定的目录中，或以FTP方式上载到在实验一中申请的免费网服务器。
实验五三维动画制作
1．实验目的
（1）通过实验学习三维动画的基本知识和制作原理。
（2）掌握使用3DMAX软件制作三维动画的方法。
2．主要软、硬件
（1）至少具有128M以上内存、6.4G以上硬盘的MPC。
（2）Windows2000操作系统。
（3）三维动画制作软件3DMAX2.5
3．实验说明
一个3D动画是由计算机用特殊的动画软件给出的一个虚拟的三维空间，通过建造物体模型，把模型放在这个三维空间的舞台上，从不同的角度用灯光照射，然后赋予每个部分动感和强烈的质感得到的效果。
用三维动画软件表现质感一般受两个因素影响：
一是软件本身，二是软件使用者的经验。
三维动画的制作首先要创建物体和背景的三维模型，然后让这些物体在三维空间里动起来，再通过三维软件内的“摄影机”去拍摄物体的运动过程，并打上灯光，最后才能生成栩栩如生的三维画面。
一般来说，制作一个专业级的作品至少要经过造型、动画和绘图三个步骤。
造型就是利用三维动画软件在电脑上创造三维形体。
动画则是使各种造型运动起来，也就是定义关键帧，而中间帧则交给计算机去完成。
由于制作三维动画需要大量时间，因此通常将一个项目分为几个部分，分工协助完成。
4．实验内容和步骤
（1）学习使用三维动画制作软件制作造型动画。
（2）学习使用3DMAX，尝试它们的各项功能，使用它们制作网页上的动画。
（3）把制作的动画生成视频
（4）把需要在网页中使用的动画文件保存在指定的目录中，或以FTP方式上载到在实验一中申请的免费网服务器。
实验六数字电视获取及处理
通过本实验增加对多媒体数字电视相关理论的直观认识，掌握数字电视文件格式的应用，学习多媒体数字电视节目的制作。
AdobePremiere软件比较复杂，不要求在本实验中完全掌握它的使用，只要求使用软件提供的功能制作一段多媒体数字电视节目。
考虑到万维网网页服务器和测览器对数字电视文件格式的支持不尽相同，因此要求本实验中制作的数字电视文件使用统一的AVI格式，一般的服务器和浏览器都支持这种文件格式，技术比较成熟。
在完成AVI格式数字电视文件制作的前提下，实验者也可以制作其他格式的数字电视节目，并尝试通过浏览器浏览嵌有不同格式的数字电视文件的网页。
一、实验目的与要求
（1）了解数字电视工作原理和数字电视文件格式。
（2）熟悉过渡、滤镜、透明三种制作编辑片段的方法。
学习使用Premiere软件制作数字电视节目。
（3）熟练掌握编辑方法，能独立制作电露片段。
（4）自带耳机、麦克风。
二、实验基本原理与功能
数字电视概述
数字电视文件是由一组连续播放的数字图像和一段随连续图像同时播放的数字伴音共同组成的多媒体文件。
数字电视节目中连续播放的数字图像称为“数字电视（Video）”，简称“视像”，其中的每一幅图像称为一帧（frame）；随视像同时播放的数字伴音称为“数字电视伴音（Audio）”，简称“伴音”。
数字电视节目与电视机、录像机中使用的模拟电视节目不同，专门用于在多媒体计算机中显示视像和播放伴音。
数字电视是现代多媒体中不可缺少的组成部分，特别是计算机处理能力、存储器容量和总线技术的飞速发展，为数字电视在多媒体中的广泛应用起到了至关重要的作用。
在模拟电视节目转换成为计算机中的数字电视节目的过程中需要进行模拟信号到数字信号的转换，这个转换过程要对数字电视信号进行编码和压缩。
对数字电视进行压缩的目的是在尽可能保证视觉效果的前提下，减少数字电视文件的数据量。
不妨在不压缩的情况下按照每秒播放30帧图像计算，可供播放1秒钟时间、640*480分辨率的24位颜色数字电视文件中包含的信息量为：
640*480*（24/8）*30=27648000B
这大约是26MB。
由此可见，如果不对数字电视文件进行压缩，将一段模拟电视转换为数字电视后得到的文件大小将是天文数字。
在计算机上将压缩后的数字电视播放出来，仍然要保持原模拟电视的分辨率、颜色和播放速度，这个过程称为解压缩或数字电视解码。
如果对数字电视进行压缩和对压缩的文件进行解码所需的计算时间相同，这种压缩编码方式称为对称压缩编码；反之称为不对称压缩编码。
通常，数字电视压缩所需时间大于解压缩所需时间，采用的是不对称压缩编码。
由于数字电视中包含声音信息，因此在对数字电视进行压缩时，也要对其中的声音信息进行编码和压缩。
完整的数字电视压缩格式应当包括对视像和伴音的压缩和协调处理。
数字电视文件格式
目前使用最多的主流浏览器MicrosoftInternetExplorer和NetscapeNavigator、在它们的最新版本中支持多种格式数字电视文件的播放。
制作多媒体网页之前，最好对各种格式数字电视文件的特点有所了解。
1．AVI
AVI（audiovideointerleave）是一种伴音与视像交叉记录的数字电视文件格式。
它是Microsoft公司为了在多媒体PC计算机上播放数字电视而推出的。
在AVI文件中，伴音与视像数据交织存储，播放时可以获得连续的信息。
这种数字电视文件格式非常灵活，与硬件无关，可以在486以上级别的PC机和MicrosoftWindows环境下使用。
2．MOV
MOV是Apple公司为在他们的Macintosh微机上应用数字电视而推出的数字电视文件格式。
同时，Apple公司也推出了为MOV数字电视文件格式应用而设计的QuickTime软件。
这种软件有在Macintosh和PC机上使用的两个版本，因此，在多媒体PC微机上也可以使用MOV数字电视文件格式。
QuickTime软件和MOV数字电视文件格式已经非常成熟，得到了多种操作系统平台和多媒体编著软件的支持，应用范围非常广泛。
3．MPEG
MPEG是运动图像专家组（MovingPictureExpertsGroup）的简称。
这个专家组制订了MPEG国际标准。
MPEG标准压缩算法对数字电视的压缩可以达到200：
1，获得的图像具有VHS显示质量和高保真立体伴音效果。
MPEG是目前应用最为广泛、标准发展最快的多媒体数字电视文件标准。
根据应用领域的不同，已经制订和正在制订的MPEG标准共有7种，其中在多媒体PC上使用最广泛的是MPEG-1和MPEG-2。
另有一种DAT文件，它是基于MPEG压缩／解压缩技术的数字电视文件格式。
这种格式被应用在VCD影碟的制作中。
4．Real
实时声音（realaudio）和实时数字电视（realvideo）是在计算机网络应用中发展起来的技术，它可以为使用者提供实时的音响和数字电视效果。
Real采用的是实时流技术（streaming），把文件分成许多小块像流水线一样下载，所以可以一边下载一边用Real播放器收听或收看，不用等整个文件下载下来才收听（收看）。
用户在采用这种技术的网页上，只需单击一下，等几秒钟后就可以连续不断地欣赏一首完整的歌或乐曲或一段数字电视，而以前必须先把这个多媒体文件全部下载下来才能播放。
Real格式的多媒体文件已经被广泛地应用到多媒体网页的制作中，成为一种重要的多媒体文件格式。
如果要在网页中使用类似Real格式文件那样的“流式播放”技术，不仅要求浏览器的支持，还需要使用支持流式播放的万维网网页服务器。
数字电视的获取
视像采集卡
视像采集卡（videocapture）是一种在多媒体节目制作中经常用到的硬件设备，它的作用就是将模拟电视信号转换为数字电视信号，转换过程中进行同步压缩，将采集到的数字电视信号保存为数字电视文件。
在多媒体PC微机上使用视像采集卡，应当注意如下几个方面：
（1）总线结构。
PC微机上常用的总线结构是ISA和PCI，PCI总线结构的速度是ISA总线的6倍多，已经成为PC微机配件首选的总线结构。
如果现在要选购视像采集卡，就没有理由再使用ISA总线的产品了；如果PC微机上已经安装了ISA总线结构的视像采集卡，就要注意查阅它的说明书，注意在它允许的工作状态下使用。
（2）接口。
视像采集卡一般具有视像输人接口（videoin），这个接口通过专用线连接到电视机、录像机上的数字电视输出接口（vdeoout），将模拟电视信号接入到视像采集卡。
电视和录像机上常用的S－Video接口和射频接口不是视像采集卡上的标准配置，有些品牌和型号的视像采集卡上带有这两种接口中的一种。
数字电视输人接口只能获取图像信号，而模拟电视信号中的伴音部分一般需要通过多媒体PC上的声卡采集。
（3）制式。
一般的视像采集卡都支持NTSC和PAL两种电视制式，可以接收这两种制式的模拟电视信号。
（4）数字电视质量。
视像采集卡可以获取的视像质量受模拟电视信号质量影响，一般具有16位颜色深度，352*240（NTSC）或352*288（PAL）分辨率。
专业级视像采集卡可以获取24位颜色深度和640*480分辨率的数字电视信号，但这些信号不是来自于录像机或电视机的电视信号，而是专用的数字摄像设备。
（5）压缩性能。
如果不对视像采集卡获取的数字电视信号进行压缩，获得的视像文件大小将是天文数字，因此几乎所有的视像采集卡都具有硬件压缩功能。
中低档视像采集卡可以将数字电视信号压缩成AVI格式数字电视文件，高档视像采集卡可以完成数字电视信号的实时MPEG压缩。
采集卡如果不能实时地将获取的数字电视信号进行压缩，势必影响到它连续采集模拟电视信号的能力，造成丢帧。
除了上述5点以外，在使用视像采集卡时，还要注意到安装视像采集卡的多媒体PC微机的性能，如CPU处理能力、内存大小、可用硬盘空间大小等。
数字电视的编辑－AdobePremiere的使用
使用Premier创建电视图像文件
从Windows操作系统的“开始”菜单中选择命令启动Premiere后，首先自动进人“NewProjectSettings”对话框如下图所示。
设置一个新的Premiere数字电视项目。
如果此时不想新建一个项目，可以单击“Cancel”按钮。
进人Premiere后，随时可以使用[File]|[New]|[Project]命令新建Premiere数字电视文件项目，并使用[Project]|[Setting]命令设置数字电视文件项目。
在上图所示的对话框中，可以选择设置数字电视项目的以下几个方面：
（1）“GeneralSettings”：
这是Premiere项目设置的第一项。
从上图中可以看到，GeneralSettings中有三个项目需要进行设置。
①“EdtingMode”：
这里有两种可以选择的编辑模式——“VideoforWindows”和“QuickTime”。
在本实验中要建立AVI格式的数字电视文件，因此在这里选择“VideoforWindows”模式。
②“Timebase”：
开始制作数字电视节目之前，应当为这个项目设定一个时基，所谓时基就是这个数字电视节目制作完成后播放时的帧速率。
默认时基为每秒30帧（fps）。
标准NTSC影像格式为每秒29．97帧。
其他格式要求24fps（影片）或25fps（欧洲标准——PAL或SECAM）。
③“TimeDisplay”：
这个选项用于设定在项目窗口中时间轴刻度与实际影像帧数之间的关系。
由于标准时基（30fps）与其他标准制式之间存在差异，比如NTSC（29．97fps），播放数字电视节目的时间会有差异。
为了解决这个问题，可以选择Drop－Frame（丢帧）Timecode，这样在播放NTSC格式数字电视文件时，每分钟将有2帧不被显示，时间轴上的刻度与实际播放时间保持一致；如果选择了NonDrop－FrameTimecode，则将忽略数字电视文件时间与实际播放时间之间的差异。
对于24fps和25fps格式的数字电视文件，也存在上述问题。
通过这个选项，用户可以决定是否采用丢帧格式。
如果数字电视文件素材来自于录像带、电视信号等模拟电视信号源，则设置丢帧格式和时间轴显示时，应当与模拟电视信号源格式保持一致。
完成上述设置后，单击“Next”按钮进行下一步设置。
对话框左上角的下拉列表框右侧的按钮，可以从这个列表框图中跳跃选择项目设置内容。
（2）“VideoSettings”：
在VideoSettings设置数字电视项目文件中可视图像部分的参数。
①“Compressor”：
这个下拉列表框中包括几种主要AVI数字电视文件的压缩方式，选择其中的“MicroSoftVideo1”。
这些格式在前面有比较详细的介绍，不再重复。
如果在“GeneralSettings”中选择了QuickTime编辑模式，那么在这个列表框中将出现多种QuickTime支持的压缩方法以供选择。
②“Depth”：
选择数字电视文件画面的颜色深度。
对于“MicrosoftVideo”压缩格式可以设置256和Thousands两种颜色深度。
如果选择了其他压缩格式，则可以选择不同颜色深度。
③“FrameSize”：
设置数字电视文件画面大小。
考虑到我们要制作的数字电视文件将应用到什么作品中，需要作品规划方案决定数字电视文件画面的大小。
这个数字不宜太大，否则将导致数字电视文件数据量的增加。
④“FrameRate”：
设置制作过程中的图像帧频率。
用于网页上播放的数字电视文件以采用15fPS，较高的帧频率对应较大的数据量，不利于通过网络下载和播放。
⑤“Quality”：
设置数字电视画面质量。
可以通过在数字框中填写比例数字或拖动下面的三角形滑块设置画面品质。
同样，较高的画面质量对应较大的数据量，不利于通过网络下载和播放，设置为75％就可以了。
⑥“DataRate”：
设置完成后数字电视文件的数据率，即可供播放1秒钟的数字电视文件的数据量。
其中可以设置将数字电视文件数据率限制为一个特定的数值，如果在本地局域网上通过浏览器播放数字电视文件，则可以选择150K／S。
（3）“AudioSettings”：
在“NewProjectSettings”对话框中设置与可视图像相对应的伴音参数。
以上3项为Premiere数字电视项目的主要设置。
完成上述设置后，单击“OK”按钮Premiere将按照设置的参数建立一个数字电视项目文件，这个文件的后缀名为．ppj。
这是Premiere项目文件格式，它仅包含指向原始剪辑材料的指针，而不是最终用于播放的数字电视文件。
现在这个项目文件是空的，需要使用[File]|[Import]命令导人多媒体文件，比如数字电视文件、数字图像文件、数字声音文件等。
在Premiere5这个版本中，需要安装QuickTime才能支持JPEG格式数字图像文件；对于使用WindowsNT和Windows95、Windows97操作系统的用户而言，需要安装DirectMeda5．0以上版本的组件，才能使Prerniere支持MPEG格式数字电视文件；Windows98中已经带有DirectMedia5．0。
将一些文件导入到Premier项目文件中后，这个项目文件记录了这些资源文件的位置。
使用指针指向这些文件，在编辑数字电视节目时随时调用这些原始素材。
使用[File]|[Save]命令，将新建的Premiere文件保存在硬盘上。
Premiere窗口
进人Premiere后，展现在使用者面前的是几个主要窗口。
这些窗口协同完成数字电视文件的编辑和制作工作。
l．Project窗口
Project窗口将所有导人到Premiere项目文件中的素材文件列表显示出来。
需要使用其中某一种素材时，将这个素材粘贴到Timeline窗口中。
2．Timeline窗口
如果没有将导人到Project窗口中的影片和图片等素材放置到Timeline窗口，那么它们就不是正在编辑的数字电视节目中的一部分。
Timeline窗口可以用来构建和编辑数字电视节目，添加、复制和移动视像片段，调整这些片段的长度等。
Timeline窗口中显示一个数字电视节目片段的第一帧和最后一帧画面，来表示这一段节目已经安排在正在编辑的数字电视节目中了。
Timeline窗口中有7个“轨道”，这些轨道是加入其中的素材片段的“容器”。
将多个素材片段加人到轨道中，安排好他们顺序，就形成了一段最简单的数字电视节目。
可以在这个窗口中进行各种编辑，将各种剪辑排列成一段电影，各种影音效果、字幕叠加、动画、淡人淡出以及声音效果都在此完成。
（1）VideolA、Video1B和Video2：
存放主要视像及图像素材。
（2）Transition：
产生视
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