【正文】 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 83 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由輸入部分、輸出部分、虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實軟件組成 。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 82 3）增強式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 增強式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是把真實環(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世界，同時也可以看到疊加在真實世界的虛擬對象，這種系統(tǒng)既可減少對構成復雜真實環(huán)境的計算，又可對實際物體進行操作，真正達到亦真亦幻的境界。它利用頭盔式顯示器或其他設備，把參與者的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來，并提供一個新的、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。但桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)會受到周圍現(xiàn)實環(huán)境的干擾，參與者缺少完全的沉浸，缺乏真實的現(xiàn)實體驗。 根據(jù)用戶參與虛擬現(xiàn)實的不同形式，可把虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)劃分成四類： 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 81 1）桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)也稱為簡易型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它是利用個人計算機和低級工作站進行仿真，將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬環(huán)境的一個窗口，使用者通過鍵盤、鼠標便可與虛擬環(huán)境進行交互。 自從虛擬現(xiàn)實技術誕生以來，它已經(jīng)在軍事模擬、先進制造、城市規(guī)劃 /地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學生物等領域中顯示出巨大的經(jīng)濟、軍事和社會效益，與網(wǎng)絡、多媒體并稱為 21世紀最具應用前景的三大技術。 （ 2）沉浸 /臨場感和實時交互性是虛擬現(xiàn)實的實質(zhì)性特征，對時空環(huán)境的現(xiàn)實構想（即啟發(fā)思維，獲取信息的過程）是虛擬現(xiàn)實的最終目的。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 79 虛擬現(xiàn)實技術的主要特征 虛擬現(xiàn)實技術與傳統(tǒng)的模擬技術相比，其主要特征是： （ 1）操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動，進行交流。它利用計算機技術生成一個逼真的具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過使用各種交互設備，同虛擬環(huán)境中的實體相互作用，使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流。 WMV的主要優(yōu)點在于：可擴充的媒體類型、本地或網(wǎng)絡回放、可伸縮的媒體類型、流的優(yōu)先級化、多語言支持、擴展性等。 ASF使用了 MPEG4的壓縮算法，壓縮率和圖像的質(zhì)量都很不錯。 （ 2） MOV格式： QuickTime是 Apple公司用于 Macintosh計算機上的一種圖像視頻處理軟件，它提供了兩種標準圖像和數(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畫格式）。 MPEG標準包括MPEG視頻、 MPEG音頻和 MPEG系統(tǒng) (視頻、音頻同步 )三個部分，MP3音頻文件就是 MPEG音頻的一個典型應用，而 Video CD(VCD)、 Super VCD(SVCD)、 DVD(Digital Versatile Disk)則是全面采用 MPEG技術所產(chǎn)生出來的消費類電子產(chǎn)品。 MPEG的平均壓縮比為 50∶ 1，最高可達 200∶ 1，壓縮效率高。 （ 2） MPEG/MPG/DAT格式： MPEG是運動圖像壓縮算法的國際標準，現(xiàn)已被幾乎所有的計算機平臺所支持。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 74 1）本地影像視頻 （ 1） AVI格式：音頻視頻交錯（ Audio Video Interleaved）格式， AVI格式允許視頻和音頻交錯在一起同步播放，一般用于保存電影、電視等各種影像信息，有時它也出沒于 Inter中，主要用于讓用戶欣賞新影片的精彩片段。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 72 視頻壓縮標準 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的，主要采用的是 MPEG系列標準，我們在前面已經(jīng)介紹，這里不再重復。 3）網(wǎng)絡共享 通過網(wǎng)絡，數(shù)字視頻可以很方便地進行長距離傳輸，以實現(xiàn)視頻資源共享。而數(shù)字視頻可以不失真地進行多次復制，其抗干擾能力是模擬視頻無法比擬的。而數(shù)字視頻由于可以儲存到計算機中，因此很容易進行創(chuàng)造性的編輯與合成，并可進行動態(tài)交互。 視頻數(shù)字化后，能做到許多模擬視頻無法實現(xiàn)的事情。對視頻按時間逐幀進行數(shù)字化得到的圖像序列即為數(shù)字視頻。當連續(xù)圖像變化每秒低于 24幀畫面時，人眼有不連續(xù)的感覺，叫做動畫（ Cartoon）。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 68 視頻處理 1. 視頻的基本概念 2. 視頻的數(shù)字化 3. 視頻壓縮標準 4. 視頻文件的格式 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 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，根據(jù)視覺暫留原理，人眼無法辨別每幅單獨的靜態(tài)畫面，看上去是平滑連續(xù)的視覺效果。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 67 視頻處理 視頻信息是連續(xù)變化的影像，通常是指實際場景的動態(tài)演示，例如電影、電視、攝像資料等。目前，越來越多的軟件開始支持這一格式。同 GIF一樣， PNG也使用無損壓縮方式來減少文件的大小。因此， JPEG文件格式適用于互聯(lián)網(wǎng)上用作圖像傳輸，常在廣告設計中作為圖像素材，在存儲容量有限的條件下進行攜帶和傳輸。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能展現(xiàn)十分豐富和生動的圖像。大多數(shù)圖像軟件都支持 GIF文件格式，它特別適合于動畫制作、網(wǎng)頁制作及演示文稿制作等領域。 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。 BMP(Bitmap)是 Microsoft公司為其Windows系列操作系統(tǒng)設置的標準圖像文件格式。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 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，以適應不同的應用環(huán)境。與 JPEG、 MPEG MPEG2等其他標準所采用的基本壓縮算法不同，該標準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，所涉及的應用范圍覆蓋了有線、無線、移動通信、 Inter以及數(shù)字存儲回放等各個領域。 MPEG2標準也是高清晰度電視（ HDTV）全數(shù)字方案、DVD方案所采用的數(shù)據(jù)壓縮標準。 MPEG2標準的處理能力可達廣播級水平，即 720 480像素。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 64 5）動態(tài)圖像壓縮標準（ MPEG2/） 1996年底正式公布的 MPEG2標準引用了 MPEG1標準的基本結(jié)構，并作了擴展。 4）動態(tài)圖像壓縮標準（ MPEG1） 動態(tài)圖片專家組（ Moving Picture Expert Group，簡稱 MPEG）提出的“用于數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音率為 Mb/s的壓縮編碼”，簡稱 MPEG1，它包括三個部分： 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 48:1。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 63 3）動態(tài)圖像壓縮標準（ ） CCITT在 1990年 12月通過了 p 64 Kb/s視聽業(yè)務用的視頻編解碼器（ Video Coder/Decoder for Audiovisual Services at p 64 Kb/s）。這一標準適用于黑白及彩色照片、傳真和印刷圖片。 JPEG標準采用混合編碼方法，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準，但也可以對含灰度值的圖像或彩色圖像進行無失真壓縮。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 62 圖像壓縮標準 1）二值圖像壓縮（ JBIG） 二值圖像壓縮標準有 G G4和 JBIG。在制作多媒體應用軟件時，一定要考慮圖像的大小。實際應用中，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位等二進制數(shù)表示。對于彩色圖像來說，顏色深度決定了該圖像可以使用的最多顏色數(shù)目；對于灰度圖像來說，顏色深度決定了該圖像可以使用的亮度級別數(shù)目。像素分辨率是指顯像管熒光屏上一個像素點的寬和長之比，在像素分辨率不同的機器間傳輸圖像時會產(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，同時也與顯示卡的緩沖存儲器容量有關，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數(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)過模 數(shù)變換得到的數(shù)字數(shù)據(jù)可以進一步壓縮編碼，以減少數(shù)據(jù)量。把亮度分成 k個區(qū)間，某個區(qū)間對應相同的亮度值，共有 k個不同的亮度值，這個過程稱為量化。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，從空間的某一點位置的亮度來看，亮度值也是連續(xù)分布的。 圖形與圖像 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 59 圖像只有經(jīng)過數(shù)字化后才能成為計算機處理的位圖。這種矩形的元素就稱為像素，像素的顏色等級越多則圖像越逼真。 圖像又稱點陣圖像或位圖圖像，它是指在空間和亮度上已經(jīng)離散化的圖像。這種方法實際上是用數(shù)學方法來表示圖形，然后變成許許多多的數(shù)學表達式，再編制程序，用語言來表達。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 57 圖像信息處理 1. 圖形與圖像 2. 圖像的數(shù)字化 3. 圖像壓縮標準 4. 圖像的文件格式 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 58 計算機繪制的圖片有兩種形式：圖形和圖像。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 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)計資料，認為人們獲取的信息的 70%來自視覺系統(tǒng)，實際就是文字、圖像和視頻。 WMA文件可以通過在保證只有 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行格式轉(zhuǎn)換。 CD音軌是近似無損的，因此它的聲音基本保真度高。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 55 3） CD格式 CD格式的音頻文件擴展名為 .cda。 目 錄 上一頁 下一頁 結(jié) 束 2021/12/1 計算機文化基礎 54