多媒体技术基础期末复习指导(专科)

1多媒体技术基础期末复习指导（专科）中央电大计算机教研室多媒体技术基础是中央电大计算机应用专业应用软件开发方向开设的统设必修课程。共72学时，4学分。该课程使用的教材为《多媒体技术基础》和《多媒体技术基础实验》，由陈明教授主编，中央电大出版社出版。多媒体技术把计算机技术的交互性和可视化的真实感结合起来，使其应用渗透到各个领域。通过本课程的学习，使学生理解多媒体技术的基本概念和主要功能，掌握常用的多媒体工具软件的使用方法，了解如何进行多媒体软件开发和多媒体制造，从而为今后的学习和工作打下基础。本复习指导是以多媒体技术基础课程的教学大纲、考核说明为依据而编写的，目的在于使学生理清思路，分清主次，为本课程的期末复习提供参考。一、各章复习要点及解析第一章多媒体技术概论复习内容：1、多媒体、多媒体技术、多媒体系统文本、声音、图形、图像和动画等是信息的载体，其中两个或多于两个的组合构成了多媒体。多媒体技术是指计算机综合处理多媒体信息（文本、声音、图形、图像等）的技术，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统。多媒体系统是指利用计算机技术和数字通讯网技术来处理和控制多媒体信息的系统，如：CAI课件、视频/音频演示系统等。2、促进多媒体技术发展的关键技术（1）CD-ROM解决了多媒体信息的存储问题；（2）高速计算机网络可以传送多媒体信息；（3）多媒体信息高速处理的硬件环境；（4）多媒体压缩技术、人机交互技术和分布式处理技术的出现促进了多媒体系统的产生与发展。3、多媒体技术的特性主要有：集成性、实时性、交互性、高质量。4、多媒体系统的组成多媒体系统的基本构成主要有：计算机硬件、多媒体计算机所配置的硬件（如压缩、解压缩专用芯片）、多媒体I/O控制及接口、多媒体的核心系统、多媒体创作系统和多媒体应用系统。难点分析：多媒体的概念要深入理解多媒体的概念，先从媒体谈起。媒体在计算机领域通常有两种含义：一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。可见多媒体技术中的媒体是指后者。所谓“多媒体”从字面理解就是“多种媒体的综合”，相关的技术也就是“怎样进行多种媒体综合的技术”。我们一般认为，“多媒体”是指能同时获取、处理、编辑、存储和展示2两个以上不同类型信息媒体（如：文字、声音、图形、图像、动画、视频等）的技术。可见，我们常说的“多媒体”最终被归结为是一种“技术”，常常不是指多种媒体本身，而主要是指处理和应用它的一整套技术。第二章多媒体信息的表示复习内容：1、多媒体数据的特点多媒体数据的特点主要有：（1）数据量巨大；（2）数据类型多；（3）数据类型间区别大；（4）多媒体数据的输入和输出复杂。2、音频的定义以及分类，声音的三要素音频的频率范围在20Hz到20kHz之间。音频这种听觉媒体主要分为波形声音、语音和音乐。声音的三要素指音调、音强和音色。3、数字音频的含义，音频信号的数字化处理过程把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列，形成数字音频。音频信号的数字化处理过程：（1）选择采样频率，进行采样；（2）选择分辨率，进行量化；（3）形成声音文件。4、音频文件大小的计算文件的字节数/每秒=采样频率（Hz）采样位数（位）声道数/85、常见的声音文件格式，如：.WAV、.VOC、.MIDI文件6、MIDI的含义、MIDI与数字化声音的比较MIDI是乐器数字接口的英文缩写，泛指数字音乐的国际标准，它是音乐与计算机结合的产物。MIDI信息实际上是乐谱的数字描述，这里乐谱完全由音符序列、定时以及被称为合成音色的乐器定义组成。当一组MIDI消息通过音乐合成器芯片演奏时，合成器就会解释这些符号并产生音乐。选择MIDI还是数字化声音，要考虑计算机处理数字文件的能力，对回放硬件的控制能力以及是否有语言对话的需要等方面因素。7、位图图像、矢量图形的概念，矢量图与位图比较图图像（Bit-MapImage）是指在空间和亮度上已经离散化的图像。通常把一幅位图图像考虑为一个矩阵，矩阵中的一个元素（像素）对应图像的一个点，相应的值表示该点的灰度或颜色等级。矢量图形（Vector-BasedImage）是用一个指令集合来描述的。这些指令用来描述图中线条的形状、位置、颜色等各种属性和参数。矢量图与位图比较，主要看空间和性能两方面，一般说来，要看图像的复杂程度，简单的图使用矢量图描述好一些，复杂的图使用位图好一些。8、监视器分辨率的分类，计算机中常用的颜色模型（RGB、HSB、HSL）监视器分辨率有三种：屏幕分辨率、图像分辨率和像素分辨率。计算机中常用的颜色模型主要有红绿蓝（RGB）和灰度/饱和度/亮度（HSB、HSL）彩色空间。9、常见图像文件的格式（DIB、BMP、PCX、TIFF）10、造型动画和帧动画这是用计算机实现动画的两种方法。11、超文本与超媒体的概念，超文本的主要成分，超文本系统的三层模型超文本定义为由信息结点和表示结点间相关性的链构成的一个具有一定逻辑结构和语3义的网络。超媒体定义为超文件加多媒体。超文本的主要成分有结点和链。超文本系统的三层模型是用户接口、超文本抽象机层和数据库层。难点分析：波形声音与MIDI音乐的比较MIDI消息实际上就是乐谱的数字表示。与波形声音相比，MIDI数据不是声音而是指令，因此它的数据量要比波形声音少得多。如30分钟的立体声高品质音乐，用波形文件无压缩录制，约需300MB的存储空间；而同样的MIDI数据，则只需200KB，两者相差1500倍之多。另外，对MIDI的编辑很灵活，可以自由地改变曲调、音色等属性，波形声音就很难做到这一点。波形声音与设备无关，MIDI数据是与设备有关的，即MIDI音乐文件所产生的声音与用来回放的特定的MIDI设备有关。总的来说，数字化声音最重要的优点是重放质量的一致性、可靠性比较好，可自始至终保证质量，而MIDI在这一点上则比较差。波形声音质量与数据量的关系声卡对声音的处理质量可以用三个基本参数来衡量，即采样频率、采样位数和声道数。采样频率是指单位时间内的采样次数。采样频率越大，采样点之间的间隔就越小，数字化后得到的声音就越逼真，但相应的数据量就越大。声卡一般提供11.025kHz、22.05kHz和44.1kHz三种不同的采样频率。采样位数是记录每次采样值数值大小的位数。采样位数通常有8bits或16bits两种，采样位数越大，所能记录声音的变化长度就越细腻，相应的数据量就越大。采用的声道数是指处理的声音是单声道还是立体声。单声道在声音处理过程中只有单数据流，而立体声则需要左、右声道的两个数据流。显然，立体声的效果要好，但相应的数据量要比单声道的数据量加倍。图像与图形文件格式的区别在计算机科学中，图形和图像这两个概念是有区别的：图形一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等；图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。图像都是由一些排成行列的像素组成的，在计算机中的存储格式有BMP、PCX、TIF、GIFD等，一般数据量都较大。它除了可以表达真实的照片，也可以表现复杂绘画的某些细节，并具有灵活和富于创造力等特点。与图像文件不同，在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，也称矢量图。在计算机还原输出时，相邻的特征点之间用特定的很多段小直线连接就形成曲线，若曲线是一条封闭的图形，也可靠着色算法来填充颜色。它的最大优点是容易进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换，主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。常用的矢量图形文件有3DS（用于3D造型）、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版）等。图形只保存算法和特征点，所以相对于位图的大数据量来说，它占用的存储空间也较小。但由于每次屏幕显示时都需重新计算，故显示速度没有图像快。另外在打印输出和放大时，图形的质量较高而点阵图常会发生失真。动画与视频有何不同？动画和视频信息是连续渐变的静态图像或图形序列，沿时间轴顺次更换显示，从而构成运动视觉的媒体。当序列中每帧图像是由人工或计算机产生的图像时，我们常称为动画；当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动对象时，我们常称为影像视频，或简称为视频。4第三章多媒体信息的压缩复习内容：1、数据压缩技术的三个重要指标这三个指标是：压缩前后所需的信息存储量之比；压缩算法；恢复效果。2、掌握有损压缩、无损压缩的概念目前压缩编码方法分为两类：无损压缩（也称冗余压缩，熵编码）和有损压缩（熵压缩法）。有损压缩会减少信息量，损失的信息是不可恢复的。3、掌握Huffman编码过程Huffman编码体现了统计编码的思想。它对于出现频率大的符号用较少的位数来表示，而对于出现频率小的符号用较多的位数来表示。其编码效率主要取决于需编码的符号出现的概率分布，越集中则压缩比越高。其编码过程见教材41页。4、理解算术编码、预测编码、变换编码、模型编码的原理算术编码也是一种统计编码，每个符号对应0到1上的一段子区间，区间长度为该符号出现的概率。该方法将被编码的符号串（数值串）表示成实数0到1之间的一个区间。初始把它设为整个区间。当出现一个新的待编码符号，先把完整的0到1区间映射到上一次形成的区间，然后新区间取为0到1上的新符号对应区间所映成的像。解码时，根据区间的覆盖性来逐一解出原符号串。预测编码是根据某一数据模型利用以往的样本值对新样本值进行预测，然后将样本实际值与预测值的差值进行编码。如果模型足够好，且样本序列的时间相关性较强，那么误差信号的幅度将远小于原始信号，可以用较少的值对其差值量化，得到较好的压缩效果。预测编码常用的是差分脉冲编码调制（DPCM）和自适应的差分脉冲编码调制（ADPCM）。变换编码是将通常在空间域描写的图像信号，变换到另外一些正交矢量空间（即变换域）中进行描写，而且通过选择合适的变换关系使变换域中描写的各信号分量之间相关性很小或者互不相关，从而达到数据压缩的目的。模型编码是指采用模型的方法对传输的图像进行参数估测。典型的有分形编码。5、理解常用音频信号编码方法的使用原理，并能进行比较音频冗余主要表现为时域冗余度、频域冗余度。音频信号的编码方式大致分为三大类：（1）波形编码，如PCM、APC、SDC、ATC（2）分析合成方法，如LPC（3）混合编码方法6、了解音频信号压缩编码标准，影响音频信号质量的因素7、视频信号压缩编码的标准（JPEG、MPEG）多媒体系统中图像压缩方法主要利用消除图像在空间上和时间上很强的相关性带来的数据冗余度来满足应用要求。分为有损压缩和无损压缩两种类型。JPEG是彩色、灰度、静止图像压缩编码的国际标准，MPEG视频压缩技术是针对运动图像的数据压缩技术，MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三个部分。8、了解RGB三基色信号转换YUV信号的换算9、了解三种广播视频标准（NTSC、PAL、SECAM）难点分析：简述MPEG和JPEG的主要差别。MPEG视频压缩技术是针对运动图像的数据压缩技术。为了提高压缩比，帧内图像数据和帧间图像数据压缩技术必须同时使用。MPEG通过帧运动补偿有效地压缩了数据的比特数，它采用了三种图像，帧内图、预测5图和双向预测图，有效地减少了冗余信息。对于MPEG来说，帧间数据压缩、运动补偿和双向预测，这是和JPEG主要不同的地方。而JPEG和MPEG相同的地方是均采用了DCT帧内图像数据压缩编码。另外，MPEG中视频信号包含有静止画面（帧内图）和运动信息（帧间预测图）等不同的内容，量化器的设计比JPEG压缩算法中量化器的设计考虑的因素要多。关于压缩比衡量一个压缩算法好坏的标准，除了解压后的数据有无失真或失真程度之外，是看压缩比的大小。压缩比常用的定义有两种：（1）采样压缩比采样压缩比=压缩前输入的总采样数/压缩后输出的总采样数由于计算机中信号都是数字信号，通常要增加一些信息，以便顺利解压。因此，下面的比特压缩比更实用。（2）比特压缩比比特压缩比=压缩前输入的总比特数/压缩后输出的总比特数不管具体采用哪种定义来计算压缩比，显然