【正文】 輔助教學(xué)軟件、游戲軟件、電子工具書和電子百科全書等。目前，多媒體技術(shù)研究的主要方向有以下幾個(gè)方面： 1）多媒體數(shù)據(jù)的表示技術(shù) 包括文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫、影視等媒體在計(jì)算機(jī)中的表示方法。分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)與多媒體存儲(chǔ)技術(shù)將在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中融合起來。在多媒體系統(tǒng)中，語音和音樂是必不可少的，沒有音頻的視頻是不可接受的。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 50 1. 聲音的基本概念 聲音是人類進(jìn)行交流和認(rèn)識(shí)自然的主要媒體形式。 2）周期 聲音信號(hào)的周期是指兩個(gè)相鄰聲波之間的時(shí)間長度，即重復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔，以秒為單位。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 51 2. 聲音的數(shù)字化 聲音是一種具有一定的振幅和頻率且隨時(shí)間變化的聲波，通過話筒等轉(zhuǎn)化裝置可將其變成相應(yīng)的電信號(hào)，但這種電信號(hào)是一種模擬信號(hào)，不能由計(jì)算機(jī)直接處理，必須先對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化，即將模擬的聲音信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC變換成計(jì)算機(jī)所能處理的數(shù)字聲音信號(hào)，然后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、編輯或處理。采樣后得到的是離散的聲音振幅樣本序列，仍是模擬量。數(shù)字量的二進(jìn)制位數(shù)是量化精度。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 53 3. 音頻文件的格式 音頻數(shù)據(jù)都是以文件的形式保存在計(jì)算機(jī)中。 對(duì) WAV格式音頻文件的支持是迄今為止最為廣泛的，幾乎所有的播放器都能播放，而電子幻燈片、各種算法語言、多媒體工具軟件都能直接使用。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 55 3） CD格式 CD格式的音頻文件擴(kuò)展名為 .cda。不能直接復(fù)制 CD格式的 .cda文件到硬盤上播放，需要使用音頻抓軌軟件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 56 圖像信息處理 圖像是多媒體中攜帶信息的極其重要的媒體，有人發(fā)表過統(tǒng)計(jì)資料，認(rèn)為人們獲取的信息的 70%來自視覺系統(tǒng)，實(shí)際就是文字、圖像和視頻。這種方法實(shí)際上是用數(shù)學(xué)方法來表示圖形，然后變成許許多多的數(shù)學(xué)表達(dá)式，再編制程序，用語言來表達(dá)。這種矩形的元素就稱為像素，像素的顏色等級(jí)越多則圖像越逼真。從空間上看，一幅圖像在二維空間上都是連續(xù)分布的，從空間的某一點(diǎn)位置的亮度來看，亮度值也是連續(xù)分布的。正確選擇 m、 n，才能使數(shù)字化的圖像質(zhì)量損失最小，顯示時(shí)才能得到完美的圖像質(zhì)量。經(jīng)過模 數(shù)變換得到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以進(jìn)一步壓縮編碼，以減少數(shù)據(jù)量。顯示分辨率是指在顯示器上能夠顯示出的像素?cái)?shù)目，它由水平方向的像素總數(shù)和垂直方向的像素總數(shù)構(gòu)成。 （ 2）圖像分辨率。像素分辨率是指顯像管熒光屏上一個(gè)像素點(diǎn)的寬和長之比，在像素分辨率不同的機(jī)器間傳輸圖像時(shí)會(huì)產(chǎn)生圖像變形。實(shí)際應(yīng)用中，彩色圖像或灰度圖像的顏色分別用 4位、 8位、 16位、 24位和 32位等二進(jìn)制數(shù)表示。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 62 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 1）二值圖像壓縮（ JBIG） 二值圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)有 G G4和 JBIG。 JPEG標(biāo)準(zhǔn)采用混合編碼方法，可以支持很高的圖像分辨率和量化精度。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 63 3）動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)（ ） CCITT在 1990年 12月通過了 p 64 Kb/s視聽業(yè)務(wù)用的視頻編解碼器（ Video Coder/Decoder for Audiovisual Services at p 64 Kb/s）。 4）動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)（ MPEG1） 動(dòng)態(tài)圖片專家組（ Moving Picture Expert Group，簡稱 MPEG）提出的“用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音率為 Mb/s的壓縮編碼”，簡稱 MPEG1，它包括三個(gè)部分： MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng)。 MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的處理能力可達(dá)廣播級(jí)水平，即 720 480像素。與 JPEG、 MPEG MPEG2等其他標(biāo)準(zhǔn)所采用的基本壓縮算法不同，該標(biāo)準(zhǔn)采用基于模型的編碼、分形編碼等方法，以獲得極低碼率的壓縮效果，所涉及的應(yīng)用范圍覆蓋了有線、無線、移動(dòng)通信、 Inter以及數(shù)字存儲(chǔ)回放等各個(gè)領(lǐng)域。 BMP(Bitmap)是 Microsoft公司為其Windows系列操作系統(tǒng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式。大多數(shù)圖像軟件都支持 GIF文件格式，它特別適合于動(dòng)畫制作、網(wǎng)頁制作及演示文稿制作等領(lǐng)域。因此， JPEG文件格式適用于互聯(lián)網(wǎng)上用作圖像傳輸，常在廣告設(shè)計(jì)中作為圖像素材，在存儲(chǔ)容量有限的條件下進(jìn)行攜帶和傳輸。目前，越來越多的軟件開始支持這一格式。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 68 視頻處理 1. 視頻的基本概念 2. 視頻的數(shù)字化 3. 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 4. 視頻文件的格式 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 69 視頻的基本概念 連續(xù)的圖像變化每秒超過 24幀（ Frame）畫面時(shí)，根據(jù)視覺暫留原理，人眼無法辨別每幅單獨(dú)的靜態(tài)畫面，看上去是平滑連續(xù)的視覺效果。對(duì)視頻按時(shí)間逐幀進(jìn)行數(shù)字化得到的圖像序列即為數(shù)字視頻。而數(shù)字視頻由于可以儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)中，因此很容易進(jìn)行創(chuàng)造性的編輯與合成，并可進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互。 3）網(wǎng)絡(luò)共享 通過網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字視頻可以很方便地進(jìn)行長距離傳輸，以實(shí)現(xiàn)視頻資源共享。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 74 1）本地影像視頻 （ 1） AVI格式：音頻視頻交錯(cuò)（ Audio Video Interleaved）格式， AVI格式允許視頻和音頻交錯(cuò)在一起同步播放，一般用于保存電影、電視等各種影像信息，有時(shí)它也出沒于 Inter中，主要用于讓用戶欣賞新影片的精彩片段。 MPEG的平均壓縮比為 50∶ 1，最高可達(dá) 200∶ 1，壓縮效率高。在 Real Media規(guī)范中主要包括三類文件，即 Real Audio、 Real Video和Real Flash（ Real Networks公司與 Macromedia公司合作推出的新一代高壓縮比動(dòng)畫格式）。 ASF使用了 MPEG4的壓縮算法，壓縮率和圖像的質(zhì)量都很不錯(cuò)。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過使用各種交互設(shè)備，同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用，使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流。 （ 2）沉浸 /臨場感和實(shí)時(shí)交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)性特征，對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想（即啟發(fā)思維，獲取信息的過程）是虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。 根據(jù)用戶參與虛擬現(xiàn)實(shí)的不同形式，可把虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)劃分成四類： 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 81 1）桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也稱為簡易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，它是利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站進(jìn)行仿真，將計(jì)算機(jī)的屏幕作為用戶觀察虛擬環(huán)境的一個(gè)窗口，使用者通過鍵盤、鼠標(biāo)便可與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互。它利用頭盔式顯示器或其他設(shè)備，把參與者的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來，并提供一個(gè)新的、虛擬的感覺空間，并利用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其他手控輸入設(shè)備、聲音等使得參與者產(chǎn)生一種身臨其境、全心投入和沉浸其中的感覺。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 83 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分、虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件組成 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 82 3）增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)，它既允許用戶看到真實(shí)世界，同時(shí)也可以看到疊加在真實(shí)世界的虛擬對(duì)象，這種系統(tǒng)既可減少對(duì)構(gòu)成復(fù)雜真實(shí)環(huán)境的計(jì)算，又可對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行操作，真正達(dá)到亦真亦幻的境界。但桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)會(huì)受到周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾，參與者缺少完全的沉浸，缺乏真實(shí)的現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。 自從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)誕生以來，它已經(jīng)在軍事模擬、先進(jìn)制造、城市規(guī)劃 /地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)生物等領(lǐng)域中顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)效益，與網(wǎng)絡(luò)、多媒體并稱為 21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的三大技術(shù)。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 79 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，其主要特征是： （ 1）操作者能夠真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)行交流。 WMV的主要優(yōu)點(diǎn)在于：可擴(kuò)充的媒體類型、本地或網(wǎng)絡(luò)回放、可伸縮的媒體類型、流的優(yōu)先級(jí)化、多語言支持、擴(kuò)展性等。 （ 2） MOV格式： QuickTime是 Apple公司用于 Macintosh計(jì)算機(jī)上的一種圖像視頻處理軟件，它提供了兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像和數(shù)字視頻格式，即可以支持靜態(tài)的 PIC和 JPG圖像格式，動(dòng)態(tài)的基于Indeo壓縮法的 MOV和基于 MPEG壓縮法的 MPG視頻格式。 MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng) (視頻、音頻同步 )三個(gè)部分，MP3音頻文件就是 MPEG音頻的一個(gè)典型應(yīng)用，而 Video CD(VCD)、 Super VCD(SVCD)、 DVD(Digital Versatile Disk)則是全面采用 MPEG技術(shù)所產(chǎn)生出來的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。 （ 2） MPEG/MPG/DAT格式： MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已被幾乎所有的計(jì)算機(jī)平臺(tái)所支持。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 72 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 視頻數(shù)據(jù)的編碼和壓縮是以聲音與圖像編碼和壓縮為基礎(chǔ)的，主要采用的是 MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)介紹，這里不再重復(fù)。而數(shù)字視頻可以不失真地進(jìn)行多次復(fù)制，其抗干擾能力是模擬視頻無法比擬的。 視頻數(shù)字化后，能做到許多模擬視頻無法實(shí)現(xiàn)的事情。當(dāng)連續(xù)圖像變化每秒低于 24幀畫面時(shí)，人眼有不連續(xù)的感覺，叫做動(dòng)畫（ Cartoon）。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 67 視頻處理 視頻信息是連續(xù)變化的影像，通常是指實(shí)際場景的動(dòng)態(tài)演示，例如電影、電視、攝像資料等。同 GIF一樣， PNG也使用無損壓縮方式來減少文件的大小。它是用有損壓縮方式去除冗余的圖像和彩色數(shù)據(jù)，在獲得極高壓縮率的同時(shí)能展現(xiàn)十分豐富和生動(dòng)的圖像。 2） GIF格式 GIF（ Graphics Interchange Format）是由 CompuServe公司于 1987年開發(fā)的圖像文件格式。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 65 圖像的文件格式 常用的圖像文件格式有 BMP、 GIF、 JPEG和 PNG等，大多數(shù)圖像軟件都可以支持多種格式的圖像文件，以適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。 MPEG2標(biāo)準(zhǔn)也是高清晰度電視（ HDTV）全數(shù)字方案、DVD方案所采用的數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 64 5）動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)（ MPEG2/） 1996年底正式公布的 MPEG2標(biāo)準(zhǔn)引用了 MPEG1標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu)，并作了擴(kuò)展。算法采用混合編碼方法，壓縮比可達(dá) 48:1。這一標(biāo)準(zhǔn)適用于黑白及彩色照片、傳真和印刷圖片。雖然 JBIG是二值圖像的編碼標(biāo)準(zhǔn)，但也可以對(duì)含灰度值的圖像或彩色圖像進(jìn)行無失真壓縮。在制作多媒體應(yīng)用軟件時(shí)，一定要考慮圖像的大小。對(duì)于彩色圖像來