太原理工大学多媒体实验报告

本科实验报告课程名称：多媒体技术与应用实验项目：《多媒体技术与应用》课程实验实验地点：思贤楼1108专业班级：学号：201200学生姓名：指导教师：廖丽娟2015年12月6日太原理工大学学生实验报告学院名称计算机科学与技术专业班级学号201200学生姓名实验日期2015年12月成绩课程名称多媒体技术与应用实验题目声音信号的获取与处理【目的与要求】1.了解音频数据的获取和处理方法；2.学会使用简单的声音编辑工具进行音频数据的录制、编辑和播放；3.了解不同的音频文件在质量上和数据量上的差异。【实验仪器与器件】硬件：计算机、声卡、话筒、音箱或耳机软件：声音播放软件（如豪杰音频解霸、暴风影音等）、音频处理软件cooledit【实验内容】【基础知识】1.声音媒体是较早引入计算机系统的多媒体信息之一，从早期的利用PC机内置喇叭发声，发展到利用声卡在网上实现可视电话，声音一直是多媒体计算机中重要的媒体信息。在软件或多媒体作品中使用数字化声音是多媒体应用最基本、最常用的手段。在多媒体作品中可以通过声音直接表达信息、制造某种效果和气氛、演奏音乐等。逼真的数字声音和悦耳的音乐，拉近了计算机与人的距离，使计算机不仅能播放声音而且听懂人的声音是实现人机自然交流的重要方面之一。2.数字音频和模拟音频模拟音频和数字音频在声音的录制和播放方面有很大不同。模拟声音的录制是将代表声音波形的电信号转换到适当的媒体上，如磁带或唱片。播放时将纪录在媒体上的信号还原为波形。模拟音频技术应用广泛，使用方便。但模拟的声音信号在多次重复转录后，会使模拟信号衰弱，造成失真。数字音频就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，以便利用数字计算机进行处理，主要包括采样和量化两个方面。3.数字音频的质量数字音频的质量取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。采样频率是对声音波形每秒钟进行采样的次数。人耳听觉的频率上限在2OkHz左右，根据采样理论，为了保证声音不失真，采样频率应在4OkHz左右。经常使用的采样频率有11.025kHz、22.05kHz和44.lkHz等。采样频率越高，声音失真越小、音频数据量越大。量化位数(也称量化级)是每个采样点的幅度量化时采用的二进制数的位数，常用的量化标准有8位、16位和32位。例如，8位量化级表示每个采样点可以表示256个(0-255)不同量化值，而16位量化级则可表示65536个不同量化值。量化位数越高音质越好，数据量也越大。反映数字音频质量的另一个因素是通道(或声道)个数。单声道是比较原始的声音复制形式,每次只能生成一个声波数据。立体声(双声道)技术是每次生成二个声波数据，并在录制过程中分别分配到两个独立的声道出输出，从而达到了很好的声音定位效果。四声道环绕（4.1声道）是为了适应三维音效技术而产生的，四声道环绕规定了4个发音点：前左、前右，后左、后右，并建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理。DolbyAC-3音效（5.1声道）是由5个全频声道和一个超重低音声道组成的环绕立体声。在多媒体音频技术中，存储声音信息的文件有多种格式，如Wav、Midi、Mp3、Rm、VQF等等。1）Wav格式Wav格式的文件又称波形文件，是用不同的采样率对声音的模拟波形进行采样得到的一系列离散的采样点，以不同的量化位数（16位、32位或64位）把这些采样点的值转换成二进制数得到的。Wav是数字音频技术中最常用的格式，它还原的音质较好，但所需存储空间较大。2）Midi格式Midi是MusicalInstrumentDigitalInterface（乐器数字接口）的缩写。它是由世界上主要电子乐器制造厂商建立起来的一个通信标准，并于1988年正式提交给MIDI制造商协会，便成为数字音乐的一个国际标准。MIDI标准规定了电子乐器与计算机连接的电缆硬件以及电子乐器之间、乐器与计算机之间传送数据的通信协议等规范。MIDI标准使不同厂家生产的电子合成乐器可以互相发送和接收音乐数据。Midi文件纪录的是一系列指令而不是数字化后的波形数据，所以它占用存储空间比Wav文件要小很多。3）MP3格式MP3是对MPEGLayer3的简称，是目前最热门的音乐文件。其技术采用MPEGLayer3标准对WAVE音频文件进行压缩而成，特点是能以较小的比特率、较大的压缩率达到近乎CD音质。其压缩率可达1:12，每分钟CD音乐大约需要1兆的磁盘空间。4）Rm格式Rm是RealMedia文件的简称。RealNetworks公司所制定的音频视频压缩规范称为RealMedia，是目前在Internet上相当流行的跨平台的客户/服务器结构多媒体应用标准，它采用音频/视频流和同步回放技术来实现在Intranet上全带宽地提供最优质的多媒体，同时也能够在Internet上以28.8Kbps的传输速率提供立体声和连续视频。4.硬件准备目前，多媒体计算机中的音频处理工作主要借助声卡，从对声音信息的采集、编辑加工，直到声音媒体文件的回放这一整个过程都离不开声卡。声卡在计算机系统中的主要作用是声音文件的处理、音调的控制、语音处理和提供MIDI接口功能等。进行录制音频信号所需的硬件除了声卡，还有麦克风、音箱以及外界的音源信号设备（如CD唱机、录音机等），把麦克风、音箱、外界音源信号设备与声卡正确连接完成硬件准备工作。【实验步骤】1.准备一段语音文件，本次实验使用机器猫的一段无音乐文件，文件名为机器猫.wav使用声音编辑软件（如CoolEdit）导入该语音素材:2.使用“另存为”命令分别以A/mu-LawWave、MicrosoftADPCM、PM3格式进行保存。将各种格式的语音文件的声音参数（如采样频率、量化精度、压缩算法、压缩前后的数据量等）以表格的形式记录:采样频率量化精度压缩前压缩后压缩率A/mu-LawWave44.1K/hz8位1.56MB218K13%MicrosoftADPCM44.1K/hz4位1.56MB402K25%PM344.1K/hz1.56MB799K50%3.使用声音编辑软件（如CoolEdit）对语音进行降低噪声处理的方法：首先，导入要处理的波形文件，在单轨编辑区内，点击波形水平放大按钮将波形水平放大，找出一段适合用来作噪声的采样波形，选中采样波形，单击鼠标右键，在弹出的菜单中运用【复制为新的】命令，将采样波形抽离出来。然后打开【效果】【噪声消除】【降噪器】，点按噪声采样按钮，单击关闭完成噪声的采样。最后，重新在单轨编辑区选中全部波形，打开【效果】【噪声消除】【降噪器】，单击确定，即完成降噪处理。4.添加混响：打开【效果】【常用效果器】【混响】，调节混响长度、起始缓冲、高频吸收时间、干湿声比例等值，反复调节试听，达到最佳效果为止。5.淡入淡出处理：选取背景音乐波形的开头一部分或结束的一段，执行【效果】，打开波形振幅对话框，选中淡入/出选项卡，设置好初【波形振幅】【渐变】始音量值和结束音量值，点击确定完成淡入淡出处理。6.混音：在单轨模式下分别对语音和背景音乐文件进行单声道处理，即选中一个声道（左或右声道）的波形，使用剪切命令删除。然后在多轨模式下，使用【编辑】【混缩到空音轨】【全部文件】，试听新音轨上的声音效果，满意后再切换到单轨模式下保存。【心得体会】1.本次多媒体实验学习使用CoolEditProV2.1，在参考书本指导，又在网上找寻该软件使用教程。在实验的实践基础之上，学习运用该软件制作自己喜欢的音频素材。感觉相当不错，最终能将音乐文件编制成各种效果。娱乐中也学到了不少多媒体技术，生活中不可或缺。2.主要的体会，该软件很强大，仅凭本次实验掌握的知识连皮毛都算不上。更别说熟练运用到融会贯通，一如高端音乐制作人之水平。课程的相对广泛化使得只能借此机会练习练习该软件，做到不陌生即可。对音频制作有强大兴趣的同学可以更加深入地学习运用。太原理工大学学生实验报告学院名称计算机软件学院专业班级学号201200学生姓名实验日期2015年12月成绩课程名称多媒体技术与应用实验题目静态图像的处理及GIF动画制作【目的与要求】1。学习数字图像处理中的基本概念及特效处理方法2．理解和掌握帧动画的基本概念和实现方法3．实现简单的动画创意设计【实验仪器与器件】硬件：多媒体个人计算机软件：PhotoshopCS6【实验内容】以《多媒体技术与应用》为主题，创作一个课件的封面动画。具体要求如下：1、自选一张图像,作为主要前景对象,保存为abc.psd。2、以abc.psd为基本图像,使用Photoshop对原始图片进行编辑处理,使之生成6～8幅图像,新图像系列将作为一个动画的连续画面，要求新图像系列具有一定的相关性和逻辑性。3、运用AdobeImageReady软件将上面处理好的图片按一定的顺序、速度连接、成帧动画，最后以.GIF格式保存文件。1．位图与矢量图位图和矢量图是计算机图形中的两大概念，这两种图形都被广泛应用到出版，印刷，互联网[如flash和svg]等各个方面，他们各有优缺点，两者各自的好处几乎是无法相互替代的，所以，长久以来，矢量跟位图在应用中一直是平分秋色。位图，也叫做点阵图，删格图象，像素图，简单的说，就是最小单位由象素构成的图，缩放会失真。构成位图的最小单位是象素，位图就是由象素阵列的排列来实现其显示效果的，每个象素有自己的颜色信息，在对位图图像进行编辑操作的时候，可操作的对象是每个象素，我们可以改变图像的色相、饱和度、明度，从而改变图像的显示效果。矢量图，也叫做向量图，简单的说，就是缩放不失真的图像格式。矢量图是通过多个对象的组合生成的，对其中的每一个对象的纪录方式，都是以数学函数来实现的，也就是说，矢量图实际上并不是象位图那样纪录画面上每一点的信息，而是纪录了元素形状及颜色的算法，当你打开一付矢量图的时候，软件对图形象对应的函数进行运算，将运算结果[图形的形状和颜色]显示给你看。无论显示画面是大还是小，画面上的对象对应的算法是不变的，所以，即使对画面进行倍数相当大的缩放，其显示效果仍然相同[不失真]。1）启动AdobeImageReady打开一副自己选中的图2）添加文字，进行绘画。将每次变化得到的不同画面放在不同的图层上。3）使用菜单栏中的【窗口】|【动画】命令，调出“动画”面板，4）根据要制作的动画图层数复制当前帧，然后，根据各动作画面的显现顺序，对各个画面帧进行图层显现方式的设置，即先点击动画面板中的某一画面帧，再通过图层控制面板将不需要显现的图层隐藏5）逐个点击动画窗口某帧右下角的小三角，调出延迟时间设置窗口（或者成批操作：按SHIFT全选，再单击帧图片右下的小三角调出延迟时间设置窗），设置每帧的显示时间，6）如果觉得动画过渡不够自然，我们还可以设置动画过渡参数。例如在第2帧设置文字过渡效果：选中第二帧，单击过渡图标，打开过渡设置窗口【实验步骤】1.打开photoshopcs6，并将功能区选为“动感”，如图：2.打开一张背景图片，作为动画的背景，并且选择“创建帧动画”：3.选择复制所有帧，并且在右面的快捷菜单选择“为每个新帧创建新图层”：4.以第一帧为原始帧创建八个新帧，逐帧添加文字，最后一帧效果为“多媒体技术与应用”，第一帧显示第一个字，第二帧增加一个字，修改每帧的图层可见性来达到逐帧出现全部文字的效果，继续创建新帧，创建5帧，每帧修改文本图层的填充度，从第九帧开始依次减小填充度到第十三帧，填充度为0，以达到渐隐的效果，从第十三帧开始增加新帧，新帧上添加其它文字，如：主编×××，截图如下：5.输出图片，选择“文件”，“存储为web格式”：【结果分析】Gif格式特点，透明性：Gif是一种布尔透明类型，既它可以是全透明，也可以是全不透明，但是它并没明。有半透明（alpha透）动画Gif这种格式支持动画。无损耗性Gif是一种无损耗的图像格式，这也意味着你可以对gif图片做任何操作也不会使得图像质量产生损耗。Png格式特点类型Png这种图片格式包括了许多子类，但是在实践中大致可以分为256色的png和全色的png，你完成可以用256色的png代替gif，用全色的