多媒体 第3次.doc

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1、P16 T5：就个人看法，多媒体技术要研究的内容还应包括哪些方面？1.视频和音频数据的压缩和解压缩技术在多媒体技术中,最复杂但最重要的是视频和音频信息的处理技术。视频信号和音频信号数字化后数据量大得惊人,这是制约多媒体发展和应用最大的障碍。一帧中等分辨率(640 480) 真彩色(24位/像素)数字视频图像的数据量约占0.9MB的空间,如果存放在650MB的光盘中,以每秒30幅的速度播放,只能播放二十几秒钟;双通道立体声的音频数字数据量为1.4MB/s, 一 个 650MB 的光盘只能存储 7 分多钟声音的音频数据。一部放映时间为 2 小时的电影或电视,其视频和音频的数据量约占MB的存储空间,

2、这是存储设备难于承受的, 所以一定要把这些信息压缩后存放,并且在播放时解压缩。多媒体技术中的数据压缩方法有很多,其中尤以EEG和MPEG较常用。JPEG(Joint Photographic ExpeMs Group,联合图像专家组)标准是由国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的,是适合于连续色调、多灰度单色或彩色静止 图像数据压缩的国际标准。JPEG采用DCT(Discrete Cosine Transform 离散余弦变换)算法来 进行数据压缩,可获得10:180:1的压缩比。MPEG(Moving PicHIre Experts Group, 动态图像专

3、家组 ) 是国际标准化组织中 IEC(国际 电工技术委员会)制定的标准。MPEG 标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三部分,并充分考虑了JPEG和CCITT专家组的相关标准,是一个通用的标准,适用于动态图像的压缩。在MPEG 标准中利用了动态预测及差分编码方法,可以达到50:1100:1的压缩比。2. 专用芯片由于多媒体计算机要进行大量的数字信号处理,如图像处理、压缩和解压缩等,需要使用专用芯片,以减轻CPU的压力。3. 大容量存储器目前,CD-ROM 用得较多,但发展大容量的存储器仍是目前迫切需要解决的问题。4. 多媒体软件多媒体软件开发是目前多媒体应用的一个重要方面 , 多媒

4、体操作系统、多媒体创作系统以及其他多媒体应用软件的开发研制都是目前的热点话题。P93 T5：除了本章介绍的几种图像格式，还了解哪些图像文件格式？ .BMP(Bimap) 是Microsoft公司图形文件自身的点位图格式, 支持124bit色彩，在保存为这种格式时弹出的对话框会询问用于Windows或是0S/2系统。BMP格式保存的图像质量不变，文件也比较大，因为要保存每个像素的信息。 .JPEG是一种较常用的有损压缩方案，常用来压缩存储批量图片（压缩比达20倍），我们在相应程序中以jpg存储时，会进一步询问使用哪档图像品质来压缩，而在图形程序中打开时会自动解压。JPEG全部名称为：Joint

5、photographic exptrs group。尽管它是一种主流格式，在需要输出高质量图像时不使用JPG 而应选EPS格式或TIF格式，特别是在以JPG格式进行图形编辑时，不要经常进行保存操作。 .GIF (Graphics Interchange Format)是一种图像交换格式，可提供压缩功能，但只支持256色，很少用于照片级图像处理工作。在PhotoShop中把对颜色数要求不高的图片变为索引色，再以GIF格式保存，使文件缩小后用更快的速度在网上传输。 .GIF89a即89年的标准，以区别于87a。可以实现网上特殊效果图形的传送, 在PhotoShop中通过文件菜单的Export输出选

6、项，指定某种颜色成为透明色或是制作出由模糊逐渐清晰的渐显效果, . PNG 是网景公司开发的支持新一代WWW标准而制定的较为新型的图形格式，它综合了JPG和GIF格式的优点，支持24bit色彩（256*256*256），压缩不失真并支持透明背景和渐显图像的制作，所以称它为传统GIF的替代格式。在Web页面中，浏览器支持的格式有JPG 、GIF和PNG。 .TIF是一种跨平台的位图格式, 全称为Tag Image File Format意为标签图像文件格式, 同时支持PC与苹果机， 采用的LZW压缩算法是一种无损失的压缩方案，常用来存储大幅图片。此种格式也可以不压缩, 它支持24个通道，并可与3

7、DS交换文件。 .PCX也是一种跨平台格式, 是Windows与DOS之间进行图形文件交换的桥梁, 在DOS下为256色, 在PhotoShop中有16兆色的PCX，当Windows普及后这种古老的格式已不受欢迎。 .TGA支持32位软件和8位通道电视, 是Windows与3DS进行图形交换的格式。在实用中可以将动画通过视频软件转入电视。 .WMF (Metafile) 是一种矢量图形格式, Word中内部存储的图片或绘制的图形对象属于这种格式。无论放大还是缩小，图形的清晰度不变，WMF是一种清晰简洁的文件格式。 .EPSAdobe公司矢量绘图软件Illustrator本身的向量图格式，EPS

8、格式常用于位图与矢量图之间交换文件。在PhotoShop打开EPS格式时是通过文件菜单的导入命令来进行点阵化转换的。P125 T8列出并比较所了解的声卡的性能？在决定声卡性能的诸因素之中，音效芯片所占的位置是举足轻重的；因此要想全面了解声卡，首先就要了解不同声卡所采用的不同音效芯片。 主流音效芯片简评 Creative系列音效芯片 Creative 137X系列(ES-137X) 简介：Creative早期的PCI声卡使用的都是ES-137X系列的芯片，其中ES-1370主要应用于Sound Blaster PCI64和Sound Blaster PCI128声卡；ES-1373是前者的简化版

9、，主要应用于主板集成。 评论：这一系列音效芯片本身的信噪比较高，在录制WAV音频时可以得到比较满意的音质，不过由于这款芯片所采用的技术比较简单，因此合成后的MIDI乐曲整体效果不是很好。在三维音效方面，该芯片可以实现硬件加速DS3D、软件模拟A3D 1.0和EAX，可以模拟支持4音箱输出，在四声道模式下可以获得较好的三维定位效果。 EMU10K1 简介：EMU10K1是性能强劲的音效处理芯片，它集成了超过200万的晶体管，拥有超过1000个MIPS的处理能力，而且这款音效芯片本身就是一块可编程的DSP，这就意味着它可以通过软件来改进功能、增强处理能力，因此生命力强劲。 评论：EMU10K1由于

10、率先采用了8点内插运算功能，所以音质极佳，达到了DSP数据转换的高峰，经它处理转换后的音频信号，听起来很逼真，而且EMU10K1更是凭借自己强大的运算能力，足以轻松应付各种复杂的三维音效处理；不过美中不足的一点是MIDI的合成能力，虽然运用了先进的SOUNDFONT技术，可以添加各种风格的音色库，但由于算法较简单，整体效果还是无法与YAMAHA、ROLAND等专业软波表媲美。 ESS系列音效芯片 ESS MAESTRO-2(1968) 简介：ESS MAESTRO-2(1968)系列是ESS公司生产的第二代PCI音效芯片，在性能上比前一代产品有了较大的提升。首先，该芯片采用了32位线程处理技术

11、，大大降低了声卡放音时CPU的占用率；其次，它采用了数据缓存技术，通过把数据存储在系统内存中，从而使PCI总线数据传输速度得到更有力的发挥；同时ESS MAESTRO-2(1968)芯片还支持两路立体声音频输出，可以为用户营造一种模拟的环绕效果。另外在三维音效方面，它采用了Sensaura新一代的技术，在音质效果上显得更加逼真。 评论：总的来看，ESS MAESTRO-2(1968)音效芯片在许多方面的功能在同价位芯片中都是比较优秀的，拥有的良好音质和较低的CPU占用率，值得普通用户选择。 ESS Canyon3D 简介：ESS Canyon3D是ESS公司的新力作，处理能力为500MIPS。

12、Canyon3D拥有两个可以编程的处理单元，其中包括一个64通道流水线的波形处理单元以及一个音频信号处理单元，可以加速超过32个DirectSound3D音频流。Canyon3D最为吸引人的地方在于其对3D音频的支持。它与ESS MAESTRO-2最大的区别，在于真正支持四声道输出，而且与其它的多声道声卡有所不同，它提供了一个可独立控制的低音炮输出接口，同时它还利用Sensaura的MultiDrive技术处理三维音效，以获得包括DS3D、A3D 1.0和EAX在内的多种主流API，在四声道模式下能够提供真正的HRTF回放效果。在立体声模式下，Canyon3D通过三维处理技术加宽的信号频率，可

13、以使用户获得虚拟的环绕声。 评论：ESS Canyon3D音效芯片的CPU占用率很低，而且继承了ESS系列产品兼容性较好的优点，不过美中不足的地方是，它的MIDI合成效果却仍然没有多少改进，连基本的回馈与和声特效也不能表达出来，这一点令人遗憾。 Aureal系列音效芯片 Vortex AU8820 简介：Vortex AU8820拥有48个硬件音频流通道，并具有输出SPDIF的能力，而且Vortex AU8820同时也提供了对DS3D的支持。 评论：在音质方面，Vortex AU8820的表现令人十分满意，基本上都可以达到其所标称的信噪比。在MIDI合成方面，Vortex AU8820芯片提供

14、了兼容DLS的波表合成引擎，硬件复音达32个，另外还可以用软件合成32个复音，但合成后的音质效果一般。在兼容性上，Vortex AU8820的表现还算不错，不过它对CPU的占用率极高。 Vortex2 AU8830 简介：Vortex2 AU8830包含了三百万个晶体管，其硬件处理能力为600MIPS，折算为DSP的话，大约为1200到1800MIPS。Vortex2 AU8830拥有96个硬件音频通道，并可同时渲染76个3D音源。Vortex2 AU8830芯片的内部分为很多个处理单元，通过内部的数流总线(VDB)传送音频流。作为可编程的双总线结构，VDB可以传送多达183个音频流。Vort

15、ex AU8830有两个32位复音处理单元，共有64个硬件复音。另外加上256个软件复音，总共可以支持320个复音。 评论：Vortex2 AU8830是Aureal公司所推出的第二款音效芯片，同时也是其绝版的经典之作(此后Aureal便被Creative收购了)，可惜Vortex2 AU8830并不是一块DSP，因此主要功能和性能都已固化，无法通过软件升级，这也正是此款芯片的最大不足之处。 声卡流行技术 波表合成技术 波表合成技术，就是指将各种真实乐器所能发出的所有声音录制下来，存储为一个波表文件，在播放时根据MIDI文件所记录的乐曲信息从波表中找出对应的声音信息，进行加工合成后再播放出来。

16、最早出现的波表合成技术都是软波表技术，需要占用较多的系统资源，但发展到了PCI声卡时代之后，硬波表合成技术开始出现。由于PCI总线的传输带宽可达133Mbps，因此可以利用系统主内存代替价格昂贵的专用声音存储器，从而解决了以前ISA声卡中的最大矛盾音色库存储空间与硬件成本的冲突。与此同时，PCI声卡还采用了一种叫做DLS的技术，靠声卡自己的音频处理芯片对调入内存的音色库进行合成，从而大大降低了CPU的占用率；除此之外，这种音色库还可以随时更新，并利用DLS音色编辑软件进行修改，这是传统波表所无法比拟的。 3D音频技术 3D音频技术是现阶段主流声卡不可或缺的组成部分，对于支持3D音效技术的声卡来

17、说，其声音处理的算法是非常重要的，它往往决定了此款产品的定位和音频效果的好坏。目前不少的音频技术公司和声卡厂商开发出了各种各样的算法和技术，他们一般都有自己专门的编程接口(API)。 Aureal 3D(A3D) A3D是由Aureal公司开发的一种突破性的互动3D音效技术。A3D是一套基于HRTF算法的3D音效定位技术，基本原理是根据人的头部对不同方位的声音加以频率校正，在虚拟的三维空间中模拟出多个音源，再利用这些音源之间的位置变换，声音强弱来实现音效定位。A3D 1.0技术包含“环绕”和“互动”两部分内容，允许两只普通的音箱或一对耳机，在环绕着听者的三维空间中精确地定位声源。A3D 2.0

18、音效技术支持更多的3D声源、更高的采样率和更大的HRTF过滤器，此外更具有独创的声波追踪技术，其中包括实时声学反射、回音和阻塞渲染。A3D 2.0的声波追踪技术可以分析一个空间的三维几何性状，实时跟踪声波在环境中受到的反射和吸收，这就意味着我们从中可以聆听到更为逼真的音响效果。 DirectSound3D(DS3D) DirectSound3D也就是人们常说的DS3D技术，它是由Microsoft开发的。DS3D具有强大的扩展能力，同时它还具有多达32个音频文件的指令工具，并且还可以在DS3D API的基础上进行改进和扩充，提供更加丰富的功能，如EAX就是其中一个著名的扩展API。DS3D的作

19、用就在于帮助开发者定义声音在3D空间中的定位和声响，而这一切又是靠与DS3D兼容的声卡用各种算法来实现的。由于Microsoft具有举足轻重的地位，因此DS3D推出后就得到了广泛的应用。 EAX EAX(环境音效扩展集)是由创新公司开发的，本质上是依附于Direct Sound3D的扩展API，因此要支持EAX就必须支持Direct Sound3D。EAX 1.0的作用很简单，只是为游戏加入3D混响效果，而且用起来很简单，但实时3D混响效果的实现却并不简单，因此除了声卡的处理能力要强之外，还必须有好的算法；EAX 2.0则加入了“声波穿越障碍物”和“声波的衍射现象”等高级环境音效；EAX 3.0在继承前两代产品特性的同时，提还供了更为强大且简单易用的开发工具，包括可以为每一个单独音源做早反射和混响的控制、局限反射群、改进了的距离模型、允许在环境之间动态平滑切换等，并公开了环境的全部参数，使开发和创建特别音效更为容易和直观。