《多媒体技术》作业汇总.docx

1、多媒体技术作业汇总部分多媒体技术软件实验共同的基本实验条件：多媒体PC机、Windows操作系统、Visual C+（MFC）1（必做平时作业）Wave(1) 实验名称：波形音频文件的读显和播放。(2) 实验背景：音频是一类重要的媒体，WAV文件是PC机的常用波形（Wave）音频格式，是Windows的多媒体文件格式RIFF中的一种，WAV文件中的音频数据一般未压缩，可（不需解码）直接由声卡和音频芯片播放。(3) 实验目的：掌握波形音频信号的数字化结果和参数，熟悉WAV文件格式，掌握数据预处理和曲线绘制方法，了解波形曲线和声音的关系，学习多媒体编程准备（包含多媒体头文件并添加多媒体库文件）和波

2、形文件的播放方法。(4) 实验内容：播放WAV文件，读入WAV文件中的参数和音频数据，在程序窗口的客户区绘制波形音频数据曲线。(5) 实验步骤：创建一个名为Wave的单文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的WAV文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中利用PlaySound函数播放该波形文件（需包含多媒体头文件mmsystem.h并为项目添加多媒体库文件winmm.lib）、读入此WAV文件中的参数和音频数据，在视图类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的音频参数和（单/双声道）波形数据绘制（一/两条）音频波形曲线，参见下图：单声

3、道波形音频数据的Wave程序双声道波形音频数据的Wave程序建议： 对不同位数的整数样本值，可以先在文档类中归一化到-1，1区间的浮点数后，再在视图类中统一显示。 对大波形文件，当样本个数大于客户区宽度的4倍时（经验值，你也可以取3倍、5倍、或6倍等等），可以改为逐像素点画垂直的直线段，该线段两端点的y值等于该像素所对应的样本值序列的最大/小值。 (6) 其他实验条件：WAV文件的基本格式、若干WAV文件。2（选做平时作业）Pallette(1) 实验名称：实现调色板对话框。(2) 实验背景：图形绘制和图像处理都需要选择颜色，屏幕显示颜色一般用RGB模型，而人类则一般习惯使用HSL模型，需要进

4、行相互转换。(3) 实验目的：熟悉颜色的特性和常用模型，掌握RGB和HSL模型间的相互转换算法，学习对话框中的鼠标和键盘消息响应、在控件上绘图、文本编辑框的改变消息和焦点消息的响应。(4) 实验内容：编程实现交互式调色板对话框，包含色调-饱和度块、亮度条和选中色块，HSL和RGB编辑框，可用鼠标选择颜色、在各编辑框中修改颜色分量值、并进行HSL和RGB间的实时动态模型转换，参见下图：调色板程序(5) 实验步骤：创建一个基于对话框的MFC应用程序，添加三个图片控件、六个编辑控件和若干静态文本控件。在对话框初始化时逐像素绘制色调-饱和度块、逐线绘制亮度条、绘制选中色块矩形、（利用异或方法）绘制表示

5、当前颜色值位置的十字线和直线段。响应色调-饱和度块和亮度条上的鼠标单击和拖动消息，重新绘制亮度条及表示当前颜色值位置的十字线和直线段，修改编辑框中的HSL值，进行HSL到RGB的转换，根据此转换的结果修改编辑框中RGB的值，利用新的RGB值重新绘制选中色块。响应有输入焦点的文本编辑框的改变消息，根据HSL或RGB编辑框中的新值，进行HSL到RGB或RGB到HSL的转换，利用转换结果修改RGB或HSL编辑框中的值。用新的HSL值，重新绘制亮度条及表示当前颜色值位置的十字线和直线段，用新的RGB值重新绘制选中色块。(6) 其他实验条件：无。3（必做平时作业）BMP(1) 实验名称：读取和解码BMP

6、文件，逐点显示并灰度转换。(2) 实验背景：BMP（Bitmap，位图）是Windows平台的基本图像格式，支持各种颜色位数的图像，一般不压缩，可以直接用于显卡或GPU的显示。对4位和8位颜色BMP文件，可以还采用RLE（游程编码）进行压缩。有时需要将彩色图像转换为灰度图。(3) 实验目的：熟悉BMP文件格式，了解基本图像参数，掌握RLE压缩算法和彩色转灰度算法，复习像素绘制函数。(4) 实验内容：直接读取（各种颜色位数的）BMP文件中的图像参数和二进制数据，必要时进行RLE解码，逐像素绘制图像数据。并利用公式：Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B，将8位彩图和真彩图转换为

7、灰度图，然后逐像素显示。(5) 实验步骤：创建一个单文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的BMP文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中读入此BMP文件中的图像参数和数据，如果含RLE压缩编码则进行解码，利用读入的调色板参数获取图像的RGB数据。在视图类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的图像参数和数据，使用CDC类的SetPixl函数逐像素绘制图像。在用户选择灰度转换时，利用公式：Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B，将8位彩图和真彩图转换为灰度图，然后再逐像素显示它。(6) 其他实验条件：BMP文件格式，

8、若干BMP文件。4（选做平时作业）GIF(1) 实验名称：读显GIF文件。(2) 实验背景：GIF（可交换图形格式）是最常用的图像文件格式之一，采用了无损的LZW字典编码压缩算法。(3) 实验目的：熟悉GIF文件格式，掌握LZW压缩算法。(4) 实验内容：读入（含单个图片的）GIF文件，实现LZW解码，在程序窗口的客户区显示图片。(5) 实验步骤：创建一个单文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的GIF文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中读入此GIF文件中的图像参数和数据，实现LZW解码算法，利用读入的调色板参数获取图像的RGB数据。在视图

9、类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的图像参数和数据，使用CDC类的SetPixl函数逐像素绘制图像。(6) 其他实验条件：GIF文件格式，若干GIF文件。5（大作业选题）PNG(1) 实验名称：读显PNG文件。(2) 实验背景：PNG（可移植网络图形）是W3C（万维网协会）于1996年10月制定的一种采用无损压缩的图像文件格式，在万维网上的使用越来越广泛。PNG格式支持多达16位的灰度图和48位的真彩图，并且还可支持多达16位的通道数据。PNG既突破了GIF的8位颜色的限制，又规避了LZW算法的专利收费。(3) 实验目的：熟悉PNG文件格式，掌握DEFLATE压缩算法。(4)

10、实验内容：读入PNG文件，实现DEFLATE解码，在程序窗口的客户区显示图片。(5) 实验步骤：创建一个单文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的PNG文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中读入此PNG文件中的图像参数和数据，实现DEFLATE解码算法。在视图类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的图像参数和数据，使用CDC类的SetPixl函数逐像素绘制图像。(6) 其他实验条件：PNG文件格式，若干PNG文件。6（必做平时作业）DCT(1) 实验名称：实现JPEG中的DCT变换和量化算法。(2) 实验背景：JPEG是最常用的有

11、损图像压缩算法，而88的二维DCT（离散余弦变换）变换和量化又是该算法中的核心步骤。(3) 实验目的：掌握88数据块的正反二维DCT变换、量化和逆量化的具体算法。(4) 实验内容：逐个读入88（十六进制文本串格式的）亮度数据块，依次进行二维DCT变换、量化（采用标准亮度量化表）、逆量化和逆二维DCT变换。输出原始数据、变换后的数据、量化表、量化后的数据、逆量化的数据和反变换的数据（格式参见下图）。DCT和量化算法举例(5) 实验步骤：创建一个Visual C+的Win32控制台应用程序，读入标准亮度量化表，逐个读入88亮度数据块，编码实现二维DCT变换、量化、逆量化和逆二维DCT变换。输出88

12、的原始数据块、变换后的数据块、量化表、量化后的数据块、逆量化的数据块和反变换的数据块。(6) 其他实验条件：4个88的十六进制亮度值整数串块和标准亮度量化表：98 9C 96 99 9C A1 A1 A6 B2 C9 EA E4 C9 B8 D3 E294 95 95 96 98 A0 A1 A7 B3 CB E2 EA D3 CD E6 E295 94 91 94 9D A3 A9 A6 A7 A9 B7 BC D4 D8 C0 B28D 92 8F 94 8F 8F 8C 87 84 83 92 91 9D A2 98 907F 7C 7B 74 72 73 72 6F 6F 6B 7A

13、7F 8B 85 5D 4E5A 61 6A 5D 58 54 4D 49 51 5F 6D 72 77 67 5C 546A 72 74 73 74 74 6F 70 72 72 7F 89 8D 94 8B 7E77 7F 85 89 87 9A A2 A6 AE AF BE C9 CC C7 A2 8976 7A 7C 87 91 A3 B3 C3 C3 C0 C5 CF D5 C7 99 897F 83 7F 7E 89 96 9A A2 A7 A3 9C 9E A6 A2 89 917A 7F 81 7F 7F 8C 90 90 99 96 92 90 90 8C 8C 967F 7

14、B 77 77 7A 81 84 87 90 88 87 81 7F 8B 98 9A84 7E 7C 76 74 70 72 74 74 70 74 78 8C A2 9D 9485 81 87 88 83 7C 78 7C 80 85 8D 99 A0 A1 94 8D88 89 92 96 96 9A 9D 9D 9C 9E A1 A1 A1 9D 8D 9494 94 9C A1 A5 AB B2 AE A6 A5 A5 A6 A1 99 96 954个88的亮度值块17 18 24 47 99 99 99 9918 21 26 66 99 99 99 9924 26 56 99 99

15、 99 99 9947 66 99 99 99 99 99 9999 99 99 99 99 99 99 9999 99 99 99 99 99 99 9999 99 99 99 99 99 99 9999 99 99 99 99 99 99 99标准亮度量化值7（大作业选题）JPEG(1) 实验名称：读显JPEG文件。(2) 实验背景：JPEG（联合图象专家组）是使用最广泛的有损图像压缩算法，是ISO/IEC和ITU于1992年推出的国际标准，支持8位灰度图和真彩图。JFIF是 JPEG文件格式(*.JPG)的事实标准。(3) 实验目的：熟悉JFIF文件格式，掌握JPEG算法。(4) 实验内

16、容：读入JPG文件，实现JPEG解码，在程序窗口的客户区显示图片。(5) 实验步骤：创建一个单文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的JPEG文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中读入此JPEG文件中的图像参数和数据，实现JPEG解码算法熵解码（Huffman/LRE算法）、逆量化、IDCT、重构图像数据。在视图类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的图像参数和数据，使用CDC类的SetPixl函数逐像素绘制图像。(6) 其他实验条件：标准量化表、标准Huffman表、JFIF文件格式，若干JPG文件。8（大作业选题）ImgCon

17、vt实现JPEG算法的编解码，读写并显示*.JPG文件及*.BMP和*.GIF文件，实现这几种文件格式的相互转换。(1) 实验名称：常用图像文件的格式转换。(2) 实验背景：在不同的系统平台和应用环境中，有时需要在不同的图像文件格式（如Windows中的BMP、万维网中的PNG、通用的JPEG和GIF等）之间进行相互转换。(3) 实验目的：熟悉BMP、GIF、PNG和JPEG的文件格式，掌握RLE、LZW、DEFLATE和JPEG压缩算法的编解码。(4) 实验内容：读入BMP、GIF、PNG或JPEG文件，解码并显示图像。按用户要求转换（编码）成另一种图像格式保存。(5) 实验步骤：创建一个多

18、文档MFC应用程序，利用“文件”菜单中的“打开”菜单项弹出的“打开”对话框获取用户选择的图像文件的完整路径名串，在文档类的序列化函数中读入此文件中的图像参数和数据，实现对应的解码算法。在视图类的OnDraw函数中利用保存在文档类的公共变量中的图像参数和数据，显示该图像。响应用户的“文件”菜单中的“另存为”命令，进行对应格式的编码（转换），在文档类的序列化函数中将图像参数和数据写入指定文件。(6) 其他实验条件：BMP、GIF、PNG和JFIF文件格式，若干BMP、GIF、PNG和JPG文件。9（必做平时作业）DukeAni(1) 实验名称：实现公爵位图动画。(2) 实验背景：动画（包括电影和电

19、视）是一系列相关图片等时间间隔的连续显示，利用的是人类的“视觉滞留”原理和“心理认可”现象。位图动画是动画的基础，公爵动画是Java的Logo。(3) 实验目的：了解“视觉滞留”原理和“心理认可”现象，掌握位图组显示和计时器的设置与响应方法。(4) 实验内容：按照用户设置的速度，循环播放公爵位图动画。参见下图：公爵位图动画程序(5) 实验步骤：创建一个名为Duke的基于对话框的MFC应用程序，添加一个图片控件、一个静态文本控件和一个编辑控件、一个“播放/停止”按钮。将公爵（Duke）动画所对应的10个256色（8位）BMP文件T1.BMP T10.BMP（参见下图）添加到项目资源中。 T1.B

20、MP T2.BMP T3.BMP T4.BMP T5.BMP T6.BMP T7.BMP T8.BMP T9.BMP T10.BMP公爵位图资源系列图片将T1.BMP设置为图片控件的初始图片（参见下图）。在对话框初始化时，创建CImageList对象，加入公爵系列位图。在用户按“播放”按钮时，读取编辑控件中的整数，利用计算的参数和SetTimer函数，启动计时器，修改按钮标题串为“停止”。在计时器响应函数OnTimer中，利用CImageList的Draw函数显示当前图片，当前图片的序号加1并余10（循环）。在用户按“停止”按钮时，利用KillTimer函数停止计时器，修改按钮标题串为“播放”

21、。公爵位图动画对话框资源(6) 其他实验条件：公爵动画的10个BMP文件。10（必做平时作业）OpenGL(1) 实验名称：OpenGL图形动画基础。(2) 实验背景：OpenGL是二/三维图形动画API的国际标准，支持各种系统平台，在大型专业级的设计、动画和游戏等软件中使用广泛。Direct3D和Java 3D都源自OpenGL。(3) 实验目的：了解OpenGL的特点、工作原理和过程，掌握OpenGL的形体构造和图形绘制方法。通过动态修改观察点的位置，实现旋转物体和调整物体大小的（动画）目的。(4) 实验内容：绘制自定义正方形并进行矩阵变换，绘制自定义球面和辅助库中的各种曲面（如网面茶壶）

22、，动态改变观察位置。(5) 实验步骤：创建一个单文档MFC应用程序，为项目添加OpenGL库文件（opengl32.lib、glu32.lib、glaux.lib），在视图类中包含OpenGL的头文件（gl/gl.h、gl/glu.h、gl/glaux.h），在窗口创建函数进行必要的初始化，在OnDraw函数中绘制各种OpenGL图形。添加键盘与鼠标响应，动态修改观察点的位置，实现旋转物体和改变大小的动画。(6) 其他实验条件：对有些Visual Studio版本，须要自己下载和安装辅助库及其头文件（glaux.lib和glaux.h）。11（必做平时作业）Direct3D(1) 实验名称：用

23、Direct3D实现旋转圆筒。(2) 实验背景：Direct3D是DirectX的主体部分，是Windows平台上游戏和动画的主要开发接口与工具。(3) 实验目的：了解Direct3D的图形流水线和设备，掌握Direct3D的基本编程过程及光照材质与纹理的基本使用方法。(4) 实验内容：初始化Direct3D、创建Direct3D对象和设备、构造圆柱面几何对象，在计时器响应中进行动态旋转变换，设置光照材质或纹理，绘制圆筒，实现旋转圆筒动画。(5) 实验步骤：下载和安装DirectX SDK，创建一个单文档MFC应用程序，在视图类中包含多媒体和Direct3D头文件（mmsystem.h和d3d

24、x9.h）。在视图类的初始化更新函数中初始化Direct3D、创建Direct3D对象和设备、构造圆柱面几何对象、启动计时器。在计时器响应函数中设置光照、材质与纹理，进行世界、观察和投影矩阵变换，包括动态旋转变换，渲染和显示场景，从而实现旋转圆筒动画。(6) 其他实验条件：DirectX SDK 9.0c以上版本。12（必做平时作业）MCI-AudioPlayer(1) 实验名称：MCI音频播放器。(2) 实验背景：MCI（媒体控制接口）是Windows控制多媒体设备的高层命令的传统接口，CD、WAV和MIDI是基本的音频类型。(3) 实验目的：掌握MCI的命令串和命令消息方式，熟悉CD、WA

25、V和MIDI设备的相关命令参数。(4) 实验内容：使用MCI的命令串或命令消息方式，打开和播放CD、WAV和MIDI设备和文件，显示相关参数信息，交互控制各种音频媒体的播放。(5) 实验步骤：创建一个基于对话框的MFC应用程序，添加若干按钮、单选钮、编辑控件和静态文本控件。使用MCI的命令串或命令消息方式，打开指定的设备类型，显示相关参数息信。响应用户操作，控制设备（媒体文件）的播放。参加下图：CD-DA播放器(6) 其他实验条件：若干CD-DA光盘、WAV文件和MIDI文件。13（必做平时作业）MIDI-VirtualEleOrgan(1) 实验名称：虚拟电子琴。(2) 实验背景：MIDI（

26、乐器数字接口）是电子乐器和计算机之间交换音乐信息所使用的一种标准协议，使用非常广泛。PC机的音频芯片和声卡中含有支持MIDI的声音合成器，可用来模拟电子琴。(3) 实验目的：掌握MMAPI（多媒体API）中的基本MIDI函数midiOutShortMsg，熟悉常用的MIDI消息参数音符开（发出乐音）、音符关（停止乐音）和程序改变（选择音色/乐器种类），了解GM旋律乐器音色编号。(4) 实验内容：利用PC机的键盘（鼠标）和音频芯片，编写利用MIDI接口来模拟电子琴的简单程序。(5) 实验步骤：创建一个基于对话框的MFC应用程序，在项目属性中添加对多媒体库winmm.lib链接，在视图类中包含多媒

27、体头文件mmsystem.h。添加若干控件，用一排按钮表示电子琴的键盘、用列表框来选择乐器种类。用主键盘上的数字键17表示中音17、在按17键的同时按住Shift键时播放高音、在按17键的同时按住Ctrl键时播放低音、在按17键的同时按住Caps Lock键时播放超高音、在按17键的同时按住左窗口键时播放超低音。在用户按下键盘上的数字键或用鼠标按下对应的对话框中按钮时，播放对应的乐音；在用户松开按键或按钮后停止乐音。(6) 其他实验条件：GM旋律乐器音色编号表。14（必做平时作业）DirectSound-War(1) 实验名称：战争音效。(2) 实验背景：DirectSound是DirectX

28、中的传统音频模块，是一种主要针对波形音频的高效底层接口。(3) 实验目的：掌握DirectSound编程的具体步骤和方法，了解利用MMIO（多媒体文件IO）读取WAV文件和资源中的数据内容与参数信息的方法。(4) 实验内容：用DirectSound控制和播放多种战争音效的波形文件，采用随机声道混音和立体音效，来模仿战场上枪林弹雨和爆炸声的音响效果。在程序窗口的客户区输出字符串闭上你的眼睛，聆听战争.。(5) 实验步骤：下载和安装DirectX SDK，创建一个单文档MFC应用程序，添加13个战争音效的WAV文件资源，包含多媒体头文件MMSystem.h和DirectSound的头文件DSoun

29、d.h。在窗口的创建函数中，初始化声音对象，其中用若干MMIO函数来获得波形音频的结构和波形数据的大小、将WAV文件或资源中的波形数据填入辅声音缓冲区。在计时器消息响应函数中，随机播放各种战争音效的WAV资源。并调节左右声道的相对音量，以产生声音移动的立体声效果。对直升飞机的声音，采用循环播放，并不断调节左右声道的相对音量，还依据其离中心平衡点的远近，来设置主音量的大小，使越远声音越小。在OnDraw函数中，设置42磅黑体字和红色文本颜色，输出字符串闭上你的眼睛，聆听战争.。(6) 其他实验条件：DirectX SDK 9.0c以上版本，13个基本战争音响波形文件1种直升飞机声音、2种飞弹声、

30、5种枪声、4种爆炸声、1种警报声。15（选做平时作业）AVI(1) 实验题目：播放AVI文件。(2) 实验目标：熟悉AVI（音视频交错）文件的基本格式，读取音视频参数和数据，同步播放音视频数据。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现无压缩AVI文件的手工解码和播放。16（大作业选题）MPEG-1(1) 实验题目：播放MPEG-1和VCD文件。(2) 实验目标：掌握MPEG（运动图象专家组）-1的音视频解码方法，了解常用的MPEG-1和VCD文件格式。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现MPEG-1或VCD的音视频解码和同步播放。可以参考若干自由源代码。17（大作业选题）MP3(1)

31、实验题目：播放MP3文件。(2) 实验目标：掌握MP3（MPEG-1 Audio Layer ）音视频解码方法，了解MP3文件格式。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现MP3解码算法和音频播放。可以参考若干自由源代码。18（大作业选题）MPEG-2(1) 实验题目：播放MPEG-2和DVD文件。(2) 实验目标：掌握MPEG-2的基本音视频解码方法，了解常用的MPEG-2和DVD文件格式。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现MPEG-2和DVD的音视频解码和同步播放。可以参考若干自由源代码。19（大作业选题）H.264/AVC(1) 实验题目：播放采用H.264/AVC编码的视频文件。(2) 实验目标：掌握H.264/AVC（先进频编码）的基本视频解码方法，了解常用的H.264/AVC文件格式。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现H.264/AVC解码算法，播放视频数据。可以参考若干自由源代码。20（大作业选题）AVS-P2(1) 实验题目：播放采用AVS-P2编码的视频文件。(2) 实验目标：掌握AVS-P2（音视频编码标准-第2部分）的基本视频解码方法，了解常用的AVS-P2文件格式。(3) 实验要求：编写MFC应用程序，实现AVS-P2解码算法，播放视频