【正文】 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件組成 。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。它利用頭盔式顯示器或其他設(shè)備，把參與者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其他感覺(jué)封閉起來(lái)，并提供一個(gè)新的、虛擬的感覺(jué)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(jué)。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)。 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(yè) 下一頁(yè) 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(jiǎn)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(guò)鍵盤、鼠標(biāo)便可與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互。 自從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)誕生以來(lái)，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)。 （ 2）沉浸 /臨場(chǎng)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(guò)程）是虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過(guò)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(jué)的交互式視景仿真和信息交流。 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(yǔ)言支持、擴(kuò)展性等。 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)。 （ 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。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(huà)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(lái)的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。 MPEG的平均壓縮比為 50∶ 1，最高可達(dá) 200∶ 1，壓縮效率高。 （ 2） MPEG/MPG/DAT格式： MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)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(yè) 下一頁(yè) 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(méi)于 Inter中，主要用于讓用戶欣賞新影片的精彩片段。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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)。 3）網(wǎng)絡(luò)共享 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字視頻可以很方便地進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，以實(shí)現(xiàn)視頻資源共享。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(wú)法比擬的。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。 視頻數(shù)字化后，能做到許多模擬視頻無(wú)法實(shí)現(xiàn)的事情。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。當(dāng)連續(xù)圖像變化每秒低于 24幀畫(huà)面時(shí)，人眼有不連續(xù)的感覺(jué)，叫做動(dòng)畫(huà)（ Cartoon）。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(yè) 下一頁(yè) 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(guò) 24幀（ Frame）畫(huà)面時(shí)，根據(jù)視覺(jué)暫留原理，人眼無(wú)法辨別每幅單獨(dú)的靜態(tài)畫(huà)面，看上去是平滑連續(xù)的視覺(jué)效果。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(chǎng)景的動(dòng)態(tài)演示，例如電影、電視、攝像資料等。目前，越來(lái)越多的軟件開(kāi)始支持這一格式。同 GIF一樣， PNG也使用無(wú)損壓縮方式來(lái)減少文件的大小。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。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。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(huà)制作、網(wǎng)頁(yè)制作及演示文稿制作等領(lǐng)域。 2） GIF格式 GIF（ Graphics Interchange Format）是由 CompuServe公司于 1987年開(kāi)發(fā)的圖像文件格式。 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。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。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(wú)線、移動(dòng)通信、 Inter以及數(shù)字存儲(chǔ)回放等各個(gè)領(lǐng)域。 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)。 MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的處理能力可達(dá)廣播級(jí)水平，即 720 480像素。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。 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(jiǎn)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(jiǎn)稱 MPEG1，它包括三個(gè)部分： MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng)。算法采用混合編碼方法，壓縮比可達(dá) 48:1。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(guò)了 p 64 Kb/s視聽(tīng)業(yè)務(wù)用的視頻編解碼器（ Video Coder/Decoder for Audiovisual Services at p 64 Kb/s）。這一標(biāo)準(zhǔn)適用于黑白及彩色照片、傳真和印刷圖片。 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。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(wú)失真壓縮。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。在制作多媒體應(yīng)用軟件時(shí)，一定要考慮圖像的大小。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。對(duì)于彩色圖像來(lái)說(shuō)，顏色深度決定了該圖像可以使用的最多顏色數(shù)目；對(duì)于灰度圖像來(lái)說(shuō)，顏色深度決定了該圖像可以使用的亮度級(jí)別數(shù)目。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(zhǎng)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。圖像分辨率越高，像素就越多，圖像所需要的存儲(chǔ)空間也就越大。 （ 2）圖像分辨率。 顯示分辨率與顯示器的硬件條件有關(guān)，同時(shí)也與顯示卡的緩沖存儲(chǔ)器容量有關(guān)，其容量越大，顯示分辨率越高。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。 1）分辨率 分辨率是影響圖像質(zhì)量的重要參數(shù)，它可以分為顯示分辨率、圖像分辨率和像素分辨率等。經(jīng)過(guò)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。把亮度分成 k個(gè)區(qū)間，某個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)相同的亮度值，共有 k個(gè)不同的亮度值，這個(gè)過(guò)程稱為量化。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。 把一幅連續(xù)的圖像在二維方向上分成 m n個(gè)網(wǎng)格。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(lái)看，亮度值也是連續(xù)分布的。 圖形與圖像 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 59 圖像只有經(jīng)過(guò)數(shù)字化后才能成為計(jì)算機(jī)處理的位圖。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。 圖像又稱點(diǎn)陣圖像或位圖圖像，它是指在空間和亮度上已經(jīng)離散化的圖像。這種方法實(shí)際上是用數(shù)學(xué)方法來(lái)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(yǔ)言來(lái)表達(dá)。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 57 圖像信息處理 1. 圖形與圖像 2. 圖像的數(shù)字化 3. 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 4. 圖像的文件格式 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 58 計(jì)算機(jī)繪制的圖片有兩種形式：圖形和圖像。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(guò)統(tǒng)計(jì)資料，認(rèn)為人們獲取的信息的 70%來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)際就是文字、圖像和視頻。 WMA文件可以通過(guò)在保證只有 MP3文件一半大小的前提下保持相同的音質(zhì)。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。 CD音軌是近似無(wú)損的，因此它的聲音基本保真度高。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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。 目 錄 上一頁(yè) 下一頁(yè) 結(jié) 束 2021/12/1 計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ) 54