作者：Gakki

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考点

• 基本概念
• 媒体分类
• 声音
• 图像
• 多媒体计算
• 多媒体标准
• JPEG 和 MPEG
• 数据压缩

1、多媒体基本概念

• 媒体可分为下面五类：
  • 感觉媒体：直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉的媒体。常见的感觉媒体分为文本、图形、图像、动画、音频和视频。
  • 表示媒体：指传输感觉媒体的中介媒体，即用于数据交换的编码。如：如文本编码、声音编码和图像编码等。表示媒体指信息的表示形式，如文字、图形、编码、动画等。
  • 表现媒体（输入输出）：进行信息输入和信息输出的媒体。也即输入输出设备，如：键盘、鼠标和麦克风;显示器、打印机和音响等。表现媒体是表现和获取信息的物理设备，如键盘、鼠标等输入和输出设备。
  • 存储媒体：存储表示媒体的物理介质。如磁盘、光盘和内存等。
  • 传输媒体：传输表示媒体的物理介质。如电缆、光纤、双绞线等。

2、声音

• 以声音的带宽来衡量声音的大小，单位是 HZ。声音是一种模拟信号，要对其进行处理，就必须将其转化为数字信号。转换过程有三个步骤：采样、量化、编码。
• 人耳能听到的音频信号的频率范围是 20Hz~20KHz。
• 声音的采样频率一般为最高频率的两倍，才能保证不失真。

声音

• 声音文件格式：.wav、.snd、.au、.aif、.VOC、.mp3、.ra、.mid 等。

3、图形和图像

• 颜色三要素：

  • 亮度：彩色明暗深浅程度。
  • 色调（红、绿）：颜色的类别。
  • 饱和度：某一颜色的深浅程度。

• 彩色空间：

  • 即设备显示图片所使用的色彩空间，普通的电脑显示器是 RGB 色彩空间，除了红、绿、蓝三原色外，其他颜色都是通过这三原色叠加形成的;

  • 电视中使用 YUV 色彩空间，主要是为了兼容黑白电视，使用的是亮度原理，即调不同的亮度，显示不同的颜色;

  • CMY(CMYK)，印刷书籍时采用的色彩空间，这个采用的是和 RGB 相反的减法原理，浅蓝、粉红、黄三原色的印刷颜料实际上是吸收除了本身色彩之外的其他颜色的，因此，印刷出来才是这些颜色;

  • HSV(HSB),艺术家彩色空间，是从艺术的角度划分的。

• 图像的属性：分辨率（每英寸像素点数 dpi ）、像素深度（存储每个像素所使用的二进制位
  数）

• 图像文件格式：.bmp、 .gif、 .jipg、 .png、 .tif、 .wmf 等 。

• DPI：每英寸像素点数。

• 图像深度是图像文件中记录一个像素点所需要的位数。显示深度表示显示缓存中记录屏幕上一个点的位数(bit) ，也即显示器可以显示的颜色数。

• 水平分辨率：显示器在横向上具有的像素点数目。

• 垂直分辨率：显示器在纵向上具有的像素点数目。

• 矢量图的基本组成单位是图元，位图的基本组成单位是像素，视频和动画的基本组成单元是帧。

• 伪彩色图像通过使用彩色查找表来获得图像颜色。

4、多媒体计算

多媒体计算

• 上述计算中，图像中要理解色数的概念。要理解音频容量计算的原理，就是每个采样通道的采样次数每次采样的位数总的采用通道数。
• 视频就是一帧帧图像的组合，因此本质是求图像容量，当然要加上音频容量。
  注：单位 B 和 b 的区别和换算，注意 K (大写，1024, 存储时才用)和 k (小写，1000) 的区别，
  注意结果单位。

5、数据压缩基础

• 能够压缩的前提是有冗余，冗余分类如下：

  • 空间冗余(几何冗余) ：对于一副画面中的同样的信息，在压缩时，不需要重复存储，只记录一次信息内容，而后记录这些相同信息出现的位置即可。
  • 时间冗余：在压缩视频时，对于一帧和下一帧，只记录变化的部分，不变的部分不记录。
  • 视觉冗余：例如JPEG标准， 就是有损压缩，对于人眼关注不到的细节就不存储，找到一个临界值，达到视觉欺骗的效果。
  • 信息熵冗余：不同的信息编码的冗余效率是不同的，可以通过改变信息编码来改变冗余。
  • 结构冗余：对于结构相同的模块，只记录一次。和空间冗余有点类似。
  • 知识冗余：从知识角度来说，有些可以根据常识推导出来的东西，可以不用记录。

• 有损压缩和无损压缩

  • 压缩后能够还原的编码方式称为无损压缩（熵编码法）：例如 WINRAR 压缩等，最终可以还原出原数据，最经典的就是哈夫曼编码，是无损压缩。
  • 压缩后无法还原的编码方式就是有损压缩（熵压缩法）：例如 JPEG 格式的图片。
  • 常见的熵编码法有：香农编码、哈夫曼编码和算术编码。
  • 常见的熵压缩法有：变换编码。

6、多媒体标准

• 主要是图像的 JPEG 标准和视频的 MPEG 标准，对于 MPEG ， 要掌握每个级别的代表设备标准，具体如下图所示：

多媒体标准