计算机多媒体技术

第 1 章 计算机多媒体技术概论............................................................................. 1 1.1 多媒体的基本概念 ...................................................................................... 2 1.2 计算机多媒体技术概述............................................................................... 5 1.2.1 计算机多媒体技术的特征 ............................................................... 5 1.2.2 计算机多媒体的关键技术 ............................................................... 7 1.2.3 计算机多媒体技术的发展 ............................................................... 9 1.2.4 计算机多媒体技术的应用 ..............................................................11 1.2.5 计算机多媒体技术的现状及发展 ...................................................13 1.3 多媒体个人计算机 .....................................................................................14 小结 ...................................................................................................................18 思考题 ................................................................................................................18 习题 ...................................................................................................................18 第 2 章 数字音频基础......................................................................................... 20 2.1 声音数字化 ................................................................................................20 2.1.1 声音概述 ........................................................................................20 2.1.2 声音数字化.....................................................................................21 2.1.3 音频质量与数据量 .........................................................................27 2.1.4 常见的音频文件格式 ......................................................................28 2.2 MIDI 概述 ..................................................................................................30 2.2.1 MIDI 的相关知识 ...........................................................................31 2.2.2 MIDI 设备 ......................................................................................31 2.2.3 MIDI 运作 ......................................................................................32 2.3 数字音频编码 ............................................................................................33 2.3.1 数字音频编码技术分类 ..................................................................33 2.3.2 数字音频编码的主要应用 ..............................................................35 2.3.3 数字音频编码标准现状和趋势 .......................................................36 2.4 应用案例——波形音频处理软件 Adobe Audition CC 2017........................38 小结 ...................................................................................................................45 思考题 ................................................................................................................45 习题 ...................................................................................................................45 第 3 章 数字图像基础......................................................................................... 47 3.1 图像原理....................................................................................................47计算机多媒体技术（第二版） 2 3.1.1 图像和图形.....................................................................................50 3.1.2 分辨率 ............................................................................................51 3.1.3 图像的颜色深度 .............................................................................54 3.2 图像的颜色 ................................................................................................58 3.2.1 颜色的来源.....................................................................................58 3.2.2 颜色概述 ........................................................................................59 3.2.3 三基色原理.....................................................................................60 3.2.4 颜色模型 ........................................................................................62 3.3 数字化图像 ................................................................................................64 3.3.1 数字图像的获取 .............................................................................64 3.3.2 数字图像的数据量 .........................................................................64 3.3.3 数字图像的文件格式 ......................................................................65 3.3.4 数字图像处理 .................................................................................68 3.4 应用案例——数字图像处理软件 ACDSee..................................................71 3.5 应用案例——地图水印 ..............................................................................74 小结 ...................................................................................................................78 思考题 ................................................................................................................79 习题 ...................................................................................................................79 第 4 章 计算机动画处理技术 .............................................................................. 81 4.1 计算机动画技术基础 .................................................................................81 4.1.1 计算机动画的历史与发展 ..............................................................81 4.1.2 动画的原理.....................................................................................82 4.2 计算机动画分类.........................................................................................82 4.2.1 二维动画 ........................................................................................82 4.2.2 三维动画 ........................................................................................83 4.2.3 变形动画 ........................................................................................83 4.3 动画的处理 ................................................................................................84 4.3.1 动画的制作过程 .............................................................................84 4.3.2 动画的制作软件 .............................................................................84 4.3.3 动画的文件格式 .............................................................................84 4.4 应用案例——动画制作软件 Animate CC ...................................................85 小结 ...................................................................................................................91 思考题 ................................................................................................................92 习题 ...................................................................................................................92 第 5 章 视频基础................................................................................................ 94 5.1 视频信号概述 ............................................................................................95 5.2 电视制式....................................................................................................98 5.3 数字视频.................................................................................................. 100目 录 3 5.3.1 数字视频概述 ............................................................................... 100 5.3.2 视频数字化采样 ........................................................................... 101 5.3.3 数字视频标准 ITU-R-601 ............................................................ 102 5.3.4 数字视频的码率 ........................................................................... 103 5.3.5 数字视频文件格式 ....................................................................... 104 5.4 应用案例——数字视频处理软件 Corel VideoStudio X10.......................... 107 小结 ................................................................................................................. 112 思考题 .............................................................................................................. 112 习题 ................................................................................................................. 113 第 6 章 多媒体数据压缩 ................................................................................... 115 6.1 无损压缩算法 .......................................................................................... 117 6.1.1 信息熵编码................................................................................... 118 6.1.2 香农-范诺编码.............................................................................. 122 6.1.3 霍夫曼编码................................................................................... 123 6.1.4 算术编码 ...................................................................................... 125 6.1.5 行程编码 ...................................................................................... 129 6.1.6 词典编码 ...................................................................................... 130 6.2 有损压缩算法 .......................................................................................... 133 6.2.1 预测编码 ...................................................................................... 134 6.2.2 有损压缩的优点与不足 ................................................................ 137 6.3 JPEG 压缩编码技术 ................................................................................. 138 6.3.1 JPEG 标准..................................................................................... 138 6.3.2 JPEG 压缩算法主要步骤 .............................................................. 139 6.3.3 基于 DCT 有损压缩的 JPEG 算法举例 ......................................... 145 6.3.4 JPEG2000 简介 ............................................................................. 148 6.3.5 JPEG XR 简介 .............................................................................. 149 6.4 MPEG 动态图像压缩编码技术 ................................................................. 150 6.4.1 MPEG 概述 ................................................................................... 150 6.4.2 MPEG 视频压缩原理 .................................................................... 151 6.4.3 其他 MPEG 标准 .......................................................................... 153 6.5 应用案例——使用 UltraEdit 分析图像文件 .............................................. 157 小结 ................................................................................................................. 165 思考题 .............................................................................................................. 165 习题 ................................................................................................................. 165 第 7 章 多媒体存储技术 ................................................................................... 168 7.1 光盘存储技术概述 ................................................................................... 168 7.1.1 光盘存储技术的特点 .................................................................... 168 7.1.2 光盘的分类 ................................................................................... 170 7.1.3 光盘存储技术基本原理 ................................................................ 171计算机多媒体技术（第二版） 4 7.1.4 光盘存储的错误检测和校正 ......................................................... 173 7.1.5 光盘存储的技术指标 .................................................................... 173 7.1.6 光盘存储技术的发展 .................................................................... 174 7.2 CD ........................................................................................................... 175 7.2.1 CD-DA ......................................................................................... 177 7.2.2 CD-ROM....................................................................................... 179 7.2.3 CD-I ............................................................................................. 180 7.2.4 CD-R ............................................................................................ 180 7.2.5 Photo-CD ...................................................................................... 180 7.2.6 VCD ............................................................................................. 181 7.3 DVD ........................................................................................................ 182 7.3.1 DVD 的分类 ................................................................................. 183 7.3.2 DVD 容量的扩充方法 .................................................................. 184 7.3.3 DVD 的文件结构 .......................................................................... 186 7.3.4 DVD 特点 ..................................................................................... 187 7.4 BD ........................................................................................................... 188 7.4.1 BD 的沿革 .................................................................................... 189 7.4.2 BD 与 DVD 的对比 ....................................................................... 190 7.4.3 BD 的特点 .................................................................................... 192 7.4.4 BD 的应用 .................................................................................... 193 7.5 多媒体网络存储技术 ............................................................................... 195 7.5.1 直接连接存储 ............................................................................... 195 7.5.2 网络附加存储 ............................................................................... 196 7.5.3 存储域网络................................................................................... 197 7.6 多媒体云存储技术 ................................................................................... 200 7.6.1 云存储的工作原理 ....................................................................... 200 7.6.2 云存储系统分析 ........................................................................... 201 7.6.3 阿里云存储................................................................................... 201 7.7 应用案例——用二维码大师制作个人名片 ............................................... 203 7.8 应用案例——多媒体光盘的制作 ............................................................. 206 小结 ................................................................................................................. 208 思考题 .............................................................................................................. 208 习题 ................................................................................................................. 208 第 8 章 多媒体传输网络技术基础 ..................................................................... 212 8.1 多媒体信息通信与多媒体传输网络 ......................................................... 212 8.1.1 计算机网络基础 ........................................................................... 212 8.1.2 多媒体信息的传输 ........................................................................ 215 8.1.3 多媒体通信网络的主要性能指标.................................................. 216 8.1.4 质量服务 ...................................................................................... 217 8.2 多媒体通信网络的核心技术 .................................................................... 220 8.2.1 IP 多播 ......................................................................................... 220 8.2.2 实时传输协议 ............................................................................... 220目 录 5 8.2.3 实时控制协议 ............................................................................... 221 8.2.4 资源预留协议 ............................................................................... 221 8.2.5 实时流协议................................................................................... 222 8.2.6 超文本与超媒体技术 .................................................................... 223 8.3 分布式多媒体系统 ................................................................................... 226 8.3.1 分布式多媒体系统的定义 ............................................................ 227 8.3.2 分布式多媒体系统的基本特征 ..................................................... 227 8.3.3 分布式多媒体系统的服务模型 ..................................................... 228 8.3.4 分布式多媒体系统的层次结构 ..................................................... 229 8.3.5 网格.............................................................................................. 230 8.4 无线网络上的多媒体传输 ........................................................................ 232 8.4.1 无线网络中影响多媒体质量的因素 .............................................. 232 8.4.2 无线网络中多媒体质量控制技术 ................................................. 232 8.4.3 无线网络上多媒体传输质量的终端解决方案 ............................... 233 8.5 流媒体技术 .............................................................................................. 235 8.5.1 流媒体技术概述 ........................................................................... 235 8.5.2 流媒体文件格式 ........................................................................... 236 8.5.3 流媒体系统的组成 ........................................................................ 238 8.5.4 流媒体传输技术 ........................................................................... 240 8.5.5 流媒体传输质量控制 .................................................................... 242 8.5.6 流媒体技术的应用及其发展趋势.................................................. 244 8.6 应用案例——Real 流媒体系统 ................................................................. 244 8.6.1 Real 流媒体系统组成 .................................................................. 245 8.6.2 Real System 服务器端软件的安装与配置 ..................................... 245 8.6.3 实现一个基于 Real System 的简易网上广播................................. 248 8.7 H.323 视频会议系统 ................................................................................ 250 8.7.1 H.323 标准体系的优势 ................................................................. 251 8.7.2 H.323 视频会议系统组成 ............................................................. 251 8.7.3 H.323 标准构成 ............................................................................ 252 8.7.4 H.323 视频会议系统有待解决的问题 ........................................... 252 8.8 应用案例——H.323 视频会议系统 ........................................................... 253 小结 ................................................................................................................. 254 思考题 .............................................................................................................. 255 习题 ................................................................................................................. 255 第 9 章 手机数据基础....................................................................................... 257 9.1 手机数据的获取....................................................................................... 257 9.1.1 手机数据的物理获取 .................................................................... 258 9.1.2 手机数据的逻辑获取 .................................................................... 259 9.2 手机的硬件数据 ....................................................................................... 260 9.2.1 手机的识别码 ............................................................................... 261 9.2.2 SIM 卡的识别码 ........................................................................... 261计算机多媒体技术（第二版） 6 9.2.3 UICC ............................................................................................ 262 9.3 手机的逻辑数据....................................................................................... 265 9.3.1 APFS ............................................................................................ 266 9.3.2 iOS 文件目录结构 ........................................................................ 267 9.3.3 通讯录 .......................................................................................... 269 9.3.4 通话记录 ...................................................................................... 271 9.3.5 短信.............................................................................................. 272 9.3.6 Safari 浏览器 ................................................................................ 274 9.3.7 书签.............................................................................................. 276 9.3.8 记忆休眠状态 ............................................................................... 278 9.3.9 第三方数据................................................................................... 279 9.4 应用案例——手机信息关联分析工具 UFED Link Analysis ..................... 281 小结 ................................................................................................................. 286 思考题 .............................................................................................................. 286 习题 ................................................................................................................. 286 参考文献 ............................................................................................................ 289