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第1章 多媒体技术概论1

1.1 多媒体的概念1

1.1.1 媒体的分类1

1.1.2 多媒体的定义2

1.1.3 多媒体的关键特性3

1.2 多媒体技术的发展5

1.2.1 信息载体革命的3个重要里程碑5

1.2.2 媒体传播技术的发展历史与整合6

1.2.3 历史上的多媒体系统7

1.2.4 多媒体技术的当前发展9

1.3 多媒体的应用领域10

1.4 多媒体数据的特性与表现形式14

1.4.1 多媒体数据的特性14

1.4.2 多媒体信息的主要表现形式14

1.5 多媒体关键技术16

1.5.1 数据存储技术16

1.5.2 多媒体数据压缩编码与解码技术17

1.5.3 虚拟现实技术17

1.5.4 多媒体数据库技术19

1.5.5 多媒体网络与通信技术19

1.5.6 智能多媒体技术20

1.5.7 多媒体信息检索20

习题一20

第2章 多媒体计算机系统22

2.1 多媒体计算机系统的组成及其发展22

2.1.1 多媒体计算机系统的层次结构22

2.1.2 多媒体计算机系统的发展23

2.2 多媒体计算机主机系统25

2.2.1 CPU25

2.2.2 半导体存储器及其工作原理26

2.2.3 主板29

2.2.4 总线结构30

2.2.5 计算机与外部设备的接口及标准30

2.3 磁存储系统及其工作原理32

2.3.1 磁存储原理32

2.3.2 硬盘存储系统32

2.3.3 磁盘阵列33

2.3.4 磁带存储34

2.4 显示系统及其工作原理35

2.4.1 CRT显示器35

2.4.2 液晶显示器36

2.4.3 显卡38

2.5 多媒体信息处理器及芯片39

2.5.1 数字信号处理器39

2.5.2 具有多媒体功能的微处理器40

2.5.3 媒体处理器41

习题二43

第3章 多媒体光盘存储系统44

3.1 光盘存储系统44

3.1.1 信息时代的数字化纸张——光盘44

3.1.2 光盘的类型46

3.1.3 CD-ROM驱动器的工作原理47

3.1.4 光驱读取光盘的两种方式48

3.2 光盘的标准49

3.2.1 CD-DA标准49

3.2.2 CD-ROM标准50

3.2.3 CD-R标准50

3.2.4 Video CD51

3.2.5 DVD51

3.2.6 蓝光DVD与HD DVD52

3.3 光存储介质的结构与工作原理52

3.3.1 光存储介质的概念52

3.3.2 光盘结构综述53

3.3.3 光盘记录密度及其技术54

3.3.4 CD-R光盘的结构与记录信息的原理56

3.3.5 磁光盘记录信息的原理56

3.3.6 相变光盘记录信息的原理57

3.3.7 DVD光盘的结构与类型59

3.4 光盘数据编码与光盘制作过程63

3.4.1 光盘数据编码63

3.4.2 光盘制作过程64

3.5 光盘库与光盘镜像服务器66

3.5.1 光盘库66

3.5.2 光盘镜像服务器68

习题三69

第4章 多媒体音频信息处理技术71

4.1 音频信号及其概念71

4.1.1 声音处理技术历史回顾71

4.1.2 声音信号的形式72

4.1.3 模拟音频信号的物理特征73

4.1.4 模拟数据与数字数据75

4.1.5 与声音有关的几个术语75

4.1.6 声音质量的评价76

4.2 模拟音频的数字化过程77

4.2.1 采样78

4.2.2 量化78

4.2.3 声音采样与量化过程示例79

4.2.4 编码80

4.3 声卡82

4.3.1 声卡的工作原理82

4.3.2 声卡的性能指标84

4.4 音频文件的格式与处理软件86

4.4.1 音频文件格式86

4.4.2 音频制作与处理软件89

4.5 乐器数字接口——MIDI91

4.5.1 什么是MIDI91

4.5.2 MIDI系统的组成92

4.5.3 MIDI的工作过程94

4.5.4 FM合成法与波表合成法96

4.5.5 GM——标准MIDI乐器排序表96

4.5.6 MIDI音乐创作软件与音序软件97

习题四99

第5章 数字图像处理技术103

5.1 数字图像处理概述103

5.1.1 数字图像的概念103

5.1.2 图像的数字化105

5.1.3 电磁波谱106

5.1.4 图像的感知和获取106

5.1.5 图像的表示108

5.1.6 数字图像处理系统109

5.1.7 数字图像处理与其他相关学科的关系109

5.2 数字图像处理的主要研究内容110

5.3 图像与图像数字化过程113

5.3.1 图像的采样113

5.3.2 图像量化115

5.3.3 图像的编码与压缩115

5.4 图像处理中的色彩学知识116

5.4.1 认识色彩116

5.4.2 色彩的三要素116

5.4.3 色彩模型118

5.4.4 颜色深度与位平面122

5.4.5 分辨率122

5.5 位图绘画与编辑123

5.5.1 位图绘画与数字化绘图板124

5.5.2 基本绘画工具124

5.5.3 色彩调整127

5.5.4 滤镜128

5.5.5 图层129

5.5.6 通道129

5.5.7 图层蒙版130

5.6 图像文件格式与图像处理软件131

5.6.1 常用图像文件格式131

5.6.2 图像处理软件Adobe Photoshop132

习题五133

第6章 计算机图形学与图形处理技术137

6.1 计算机图形学概论137

6.1.1 计算机图形学研究的主要内容137

6.1.2 计算机图形处理的基本内容138

6.1.3 计算机图形系统的组成与功能138

6.2 计算机图形学的发展与应用139

6.2.1 计算机图形学的发展139

6.2.2 计算机图形学的应用领域141

6.3 二维矢量绘图与编辑143

6.3.1 矢量图形对象与绘图工具143

6.3.2 路径与锚点144

6.3.3 曲线编辑145

6.3.4 填充与渐变145

6.3.5 矢量字体146

6.3.6 三维造型146

6.4 三维真实感图形技术147

6.4.1 真实感图形技术研究的内容147

6.4.2 计算机三维图形建模与表示148

6.4.3 三维几何造型方法150

6.4.4 三维物体消隐152

6.4.5 光照模型154

6.4.6 物体表面的纹理156

6.4.7 阴影的生成157

6.5 实时真实感图形学技术158

6.5.1 实时真实感图形学概述158

6.5.2 层次细节显示和简化技术158

6.5.3 基于图像的绘制技术160

6.6 矢量图格式与绘图软件161

6.6.1 矢量图161

6.6.2 AutoCAD162

6.6.3 矢量绘图软件CorelDRAW163

6.6.4 Adobe Illustrator165

习题六165

第7章 多媒体视频信息处理技术168

7.1 视频基础知识168

7.1.1 视频的定义168

7.1.2 视频的分类168

7.1.3 数字化视频的优点170

7.1.4 视频信号与图像信号的差异170

7.2 广播电视信号及其标准170

7.2.1 电视信号的产生、传输和接收170

7.2.2 电视信号制式171

7.2.3 电视视频信号的扫描方式172

7.2.4 YUV与RGB色彩模型173

7.2.5 彩色电视的信号类型174

7.3 数字电视176

7.3.1 数字电视的特点及提供的服务177

7.3.2 实现数字电视的步骤178

7.3.3 数字电视标准178

7.4 视频的数字化过程180

7.4.1 视频信号的采样180

7.4.2 量化181

7.4.3 视频压缩与编码技术标准181

7.5 数字视频处理系统182

7.5.1 数字视频处理系统的组成182

7.5.2 视频采集卡的工作原理183

7.6 视频文件的类型184

7.6.1 本地视频格式184

7.6.2 基于网络传输的流媒体视频格式185

习题七187

第8章 计算机动画191

8.1 计算机动画及其发展191

8.1.1 动画的基本概念191

8.1.2 计算机动画193

8.1.3 计算机动画研究的内容194

8.2 计算机动画采用的技术与方法195

8.2.1 关键帧动画195

8.2.2 路径动画195

8.2.3 变形动画196

8.2.4 动力学动画197

8.2.5 粒子动画198

8.2.6 群体动画199

8.2.7 人脸表情动画200

8.2.8 运动捕捉201

8.2.9 三维扫描技术202

8.3 二维动画制作过程及其软件203

8.3.1 二维动画制作过程203

8.3.2 RETAS203

8.3.3 Toonz204

8.3.4 Animo二维卡通动画制作系统205

8.3.5 Animation Stand二维卡通动画制作软件206

8.3.6 二维网页动画制作软件Flash206

8.3.7 GIF动画207

8.4 三维动画制作过程及其制作软件208

8.4.1 3DS MAX208

8.4.2 Softimage 3D209

8.4.3 Maya209

8.4.4 LightWave 3D210

8.4.5 三维动画制作过程与示例211

8.5 运动捕捉技术与三维计算机动画214

8.5.1 运动捕捉技术概述215

8.5.2 Motion Capture系统的组成215

习题八216

第9章 数据压缩编码技术与JPEG标准223

9.1 数据压缩编码技术概述223

9.1.1 信息为什么能压缩223

9.1.2 有损压缩与无损压缩224

9.1.3 对称压缩和不对称压缩224

9.1.4 信息编码技术的发展224

9.1.5 图像编码技术的标准化225

9.2 预测编码226

9.2.1 预测编码的基本概念226

9.2.2 差分脉冲编码（DPCM）227

9.2.3 自适应差分脉冲编码（ADPCM）228

9.3 变换编码229

9.3.1 变换编码的基本方法229

9.3.2 离散余弦变换229

9.3.3 小波变换231

9.4 统计编码233

9.4.1 统计编码的基本概念233

9.4.2 霍夫曼编码233

9.4.3 行程编码234

9.4.4 算术编码236

9.5 其他编码236

9.5.1 LZW编码236

9.5.2 分形编码237

9.6 静止图像压缩标准JPEG238

9.6.1 JPEG概述238

9.6.2 颜色模式转换及采样240

9.6.3 DCT变换240

9.6.4 量化241

9.6.5 编码243

9.6.6 新一代静止图像压缩标准——JPEG 2000244

习题九246

第10章 运动图像压缩标准MPEG248

10.1 MPEG标准简述248

10.1.1 视频压缩技术历史概述248

10.1.2 MPEG-1248

10.1.3 MPEG-2249

10.1.4 MPEG-4249

10.1.5 MPEG-7250

10.2 MPEG的编码与实现过程250

10.2.1 MPEG编码的基本思想250

10.2.2 MPEG的流结构251

10.2.3 信号的采样252

10.2.4 MPEG图像的类型253

10.2.5 MPEG的帧序列254

10.2.6 运动预测与补偿255

10.2.7 运动补偿预测编码器的结构256

10.3 基于对象编码技术的MPEG-4256

10.3.1 传统MPEG编码技术的局限256

10.3.2 对象编码257

10.3.3 MPEG-4核心编码技术——AV对象257

10.3.4 基于场景的对象分割与编码技术258

10.3.5 视频对象平面——VOP259

10.3.6 运动预测与运动补偿技术260

10.3.7 应用前景261

10.4 基于内容的信息存取与MPEG-7263

10.4.1 MPEG-7概述263

10.4.2 MPEG-7：基于信息内容的搜索引擎264

10.4.3 MPEG-7中的主要概念264

10.4.4 MPEG-7标准的范围265

10.4.5 多媒体研究与MPEG-7266

10.5 H.261与H.263267

习题十268

第11章 多媒体辅助设备270

11.1 图像扫描仪270

11.1.1 图像扫描仪的工作原理270

11.1.2 图像扫描仪的分类270

11.1.3 图像扫描仪的性能指标271

11.1.4 图像扫描软件272

11.1.5 光学符号识别（OCR）272

11.2 数字投影机274

11.2.1 CRT投影机274

11.2.2 液晶（LCD）投影机274

11.2.3 数码（DLP）投影机275

11.3 数字视频展示台277

11.3.1 视频展示台的工作原理277

11.3.2 视频展示台的应用277

11.4 触摸屏278

11.4.1 触摸屏的基本特征279

11.4.2 触摸屏的类型与工作原理279

11.5 彩色打印技术281

11.5.1 由计算机屏幕显示到打印输出282

11.5.2 黑白激光打印机的工作原理282

11.5.3 彩色激光打印机的工作原理283

11.5.4 彩色喷墨打印284

11.5.5 热转换打印285

11.6 数码相机286

11.6.1 数码相机的工作原理286

11.6.2 CCD结构剖析287

11.7 数字摄像机289

11.7.1 数字摄像机与传感器289

11.7.2 数字摄像机的特点290

11.8 数字摄像头291

11.9 手写输入设备292

11.9.1 手写输入设备的组成292

11.9.2 手写识别的过程293

11.9.3 手写识别软件293

11.9.4 手写识别与OCR的异同294

习题十一294

第12章 多媒体通信与网络技术296

12.1 数据通信的基本原理296

12.1.1 通信与网络技术的历史回顾296

12.1.2 通信系统模型297

12.1.3 数字通信系统中带宽的概念298

12.1.4 信道容量与香农定理299

12.1.5 基带传输与宽带传输300

12.1.6 多路复用技术300

12.2 计算机网络301

12.2.1 计算机网络的定义与组成301

12.2.2 计算机网络的类型303

12.2.3 计算机网络的拓扑结构304

12.2.4 计算机网络通信协议306

12.2.5 开放系统互联／参考模型（OSI/RM）307

12.2.6 TCP/IP309

12.2.7 网络互联及其设备310

12.3 多媒体通信技术311

12.3.1 多媒体通信的概念311

12.3.2 多媒体系统通信方式312

12.3.3 多媒体网络的特征313

12.4 宽带骨干通信网络316

12.4.1 宽带骨干通信网络的发展316

12.4.2 全光通信网络与技术316

12.4.3 全光网络实现的基础——波分复用技术（WDM）317

12.4.4 IP网络与光网络结合——下一代互联网技术318

12.5 宽带网络接入技术319

12.5.1 接入网的定义320

12.5.2 接入网技术综述320

12.5.3 金属线接入技术321

12.5.4 光纤接入网322

12.5.5 混合光纤同轴接入323

12.5.6 宽带以太网接入技术324

12.5.7 蜂窝移动接入325

12.5.8 卫星接入技术326

12.6 流媒体技术327

12.6.1 流媒体的概念327

12.6.2 流媒体系统结构及其特性328

习题十二329

第13章 多媒体电子出版物与著作工具331

13.1 电子出版物的制作331

13.1.1 电子出版物的概念与特点331

13.1.2 电子出版物的开发制作特点332

13.1.3 电子出版物制作的环境333

13.1.4 电子出版物开发系统的组成334

13.1.5 电子出版物的开发过程335

13.2 多媒体著作工具336

13.2.1 多媒体著作工具的特点337

13.2.2 多媒体著作工具的分类338

13.2.3 对著作工具的功能要求338

13.3 常用多媒体著作工具介绍340

13.3.1 Director340

13.3.2 Authorware342

13.3.3 ToolBook344

13.3.4 方正奥思344

习题十三346

参考文献350