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　　第3章 多媒體技術簡介

　　3.1多媒體的概念及特征

　　多媒體是指能夠同時對兩種或兩種以上的媒體進行采集、操作、編輯、存儲等綜合處理的技術。它的實質就是將以各種形式存在的媒體信息數字化,用計算機對其進行組織加工，并以友好的形式交互地提供給用戶使用。

　　與傳統媒體相比，多媒體具有集成性、控制性、非線性、交互性、互動性、實時性、信息使用的方便性、信息結構的動態性等特點。其中，集成性和交互性是多媒體的精髓所在。

　　3.2多媒體數字化

　　在計算機和通信領域，最基本的三種媒體是聲音、圖像和文本。

　　1.聲音的數字化

　　計算機系統通過輸入設備輸入聲音信號，通過采樣、量化而將其轉換成數字信號，然后通過輸出設備輸出。采樣是指每隔一段時間對連續的模擬信號進行測量，每秒鐘的采樣次數即為采樣頻率。采樣頻率越高，則聲音的還原性就越好。量化是指將采樣后得到的信號轉換成相應的數值，轉換后的數值以二進制的形式表示。

　　聲音的主要物理特征包括頻率和振幅。最終產生的音頻數據量按照下面公式計算：

　　音頻數據量(B)=采樣時間(S)x采樣頻率(Hz)×量化位數(b)x聲道數/8

　　例如，計算3分鐘雙聲道、16位量化位數、44.1kHz采樣頻率聲音的不壓縮的數據量為：音頻數據量=180×44100 × 16×2/8=31752000 B≥30.28 MB

　　1.圖像的數字化

　　(1)靜態圖像的數字化

　　一幅圖像可以近似地看成由許多的點組成。因此它的數字化通過采樣和量化來實現。采樣就是采集組成一幅圖像的點，量化就是將采集到的信息轉換成相應的數值。

　　(2)動態圖像的數字化

　　人眼看到的一幅圖像在消失后，還將在人的視網膜上滯留十分之一秒，動態圖像正是根據這樣的原理而產生的。動態圖像是將靜態圖像以每秒鐘N幅的速度播放，當N≥25時，顯示在人眼中的就是連續的畫面。

　　(3)點位圖和矢量圖

　　表示或生成圖像有兩種辦法：點位圖法和矢量圖法。點位圖法是將一幅圖分成很多小像素，每個像素用若干二進制位表示像素的信息。矢量圖是用一些指令來表示一幅圖。

　　(4)圖像文件的格式

　　①bmp格式：Windows采用的圖像文件存儲格式。

　　②gif格式：聯機圖形交換使用的一種圖像文件格式。

　　③tiff格式：二進制文件格式。

　　④png格式：圖像文件格式。

　　⑤wmr格式：絕大多數Windows應用程序都可以有效處理的格式。

　　⑥dxf格式：一種向量格式。

　　⑦jpeg格式：是目前所有格式中壓縮率最高的格式。

　　(5)視頻文件格式

　　①avi格式：Windows操作系統中數字視頻文件的標準格式。

　　②mov格式：QuickTime for Windows視頻處理軟件所采用的格式。

　　3.3多媒體數據壓縮

　　數據壓縮可以分為兩種類型：無損壓縮和有損壓縮。

　　1.無損壓縮

　　無損壓縮是利用數據的統計冗余進行壓縮，又稱可逆編碼。

　　其原理是統計被壓縮數據中重復數據的出現次數來進行編碼。解壓縮對壓縮的數據進行重構，重構后的數據與原來的數據完全相同。無損壓縮能夠確保解壓后的數據不失真，產生原始對象的完整復制。

　　常用的無損壓縮格式：APE、FLAC、TAK、WavPack、TTA等。

　　2.有損壓縮

　　有損壓縮又稱不可逆編碼，有損壓縮是指壓縮后的數據不能夠完全還原成壓縮前的數據，與原始數據不同但是非常接近的壓縮方法。有損壓縮也稱破壞性壓縮，以損失文件中某些信息為代價來換取較高的壓縮比，其損失的信息多是對視覺和聽覺感知不重要的信息，但壓縮比通常較高。常用于音頻、圖像和視頻的壓縮。典型的有損壓縮編碼方法有：預測編碼、變換編碼、基于模型編碼、分形編碼及矢量量化編碼等。

　　3.無損壓縮與有損壓縮的比較

　　(1)無損壓縮

　　無損壓縮方法的優點是能夠比較好地保存圖像的質量，音質高，不受信號源的影響，而且轉換方便。但是占用空間大，壓縮比不高，壓縮率比較低。

　　(2)有損壓縮

　　優點是可以減少內存和磁盤中占用的空間，在屏幕上觀看不會對圖像的外觀產生不利影響，但若把經過有損壓縮技術處理的圖像用高分辨率打印出來，圖像質量就會有明顯的受損痕跡。

　　4.多媒體的應用領域

　　(1)游戲和娛樂(2)教育與培訓

　　(3)商業(4)電子出版物

　　(5)工程模擬(6)家用多媒體

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