多媒體概論(二)

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分貝(dB)

　

l形容音量強弱的單位為分貝
l當A的聲音為B的兩倍時，A比B多3dB
l當A的聲音為B的100倍時，A比B多20dB
l
　

各種聲音的分貝與功率

分貝（dB）

功率（W）

範例

10

0.000000001

農村的靜夜

20

0.00000001

樹葉落地

30

0.0000001

耳邊輕聲低語

50

0.000001

普通說話聲

60

0.00001

百貨公司內

80

0.0001

公共汽車上

90

0.001

捷運呼嘯聲

100

0.01

高速公路汽車聲

110

0.1

電鋸旁邊

140-150

100-1000

飛機旁邊

　

　

　

一、什麼是多媒體
影像媒體(1)

o    點陣影像與向量影像

o    本質

n     像素, 解析度, 色彩型式

o    影像來源

n     掃瞄器, 數位相機, 數位攝影機

o    數位影像處理

o    影像輸出

影像媒體(2)

o    什麼是數位影像

n      以數位方式記錄處理、影像

n      影像的輸入、輸出、製作與儲存均可在電腦上完成

o    數位影像的優缺點

n      缺點:細膩與質感不如傳統的繪畫或照片

n      優點:不褪色、容易複製、修改、合成

   容易保存、不佔空間、可用網路傳輸

 

　

影像媒體(3)
影像記錄方式—點陣影像(Raster Image)

o      影像是由許多像素(pixels)小點所組合而成

o      記錄著每一個像素的位置與色彩資料

o      每一像素的資料都是獨立的

n       可表現複雜色彩紋路

n       照片多用此法，自然景物表現逼真，如JPEG, GIF格式

n       易於在不同平台間轉換

n       資料量大，記憶容量需求大

o      影像像素是固定且有限的

n       放大、縮小、旋轉時，影像可能失真

n       無法製作真正的三度空間影像

影像媒體(4)
影像記錄方式—向量影像(Vector Image)

o      以數學向量方式記錄影像內容

n      一條線的向量資料

o     兩個端點的座標+線條粗細+色彩

o      影像所佔容量需求較小，多用於工程繪圖與美工插圖

o      可放大、縮小、旋轉，影像不會失真

o      可製作真正的三度空間影像

o      不易製作階調豐富色彩複雜的影像

o      自然界的照片較不逼真

o      不易在不同軟體間轉換

o      向量影像可直接轉為點陣影像，反之則難

影像媒體(5)
色彩模式(Color Model)

––定義色彩的方法

o      位元映射影像(bitmap image)

o      每一個像素使用位元數

n     1-bit: 2色

n     2-bits: 4色

n     8-bits: 256色

n     24-bits: 224=16M色(全彩, Full color)

o    3-bytes: Red, Green, Blue 各用1byte

o    RGB 三原色合成產生

　

影像媒體(6)
黑白模式(bitmap)

o    每個像素都只由一個位元表示

o    一個位元只能映射到兩種色調

n     黑色與白色

o    只能表現單調線條

o    或高反差影像

影像媒體(7)
灰階模式(GrayScale)

o    每個像素都由八個位元表示

o    八個位元能映射到256種色調

n     純黑色與純白色之間的256種階調

o    可用來模擬黑白照片的影像

影像媒體(8)
RGB模式

o    每個像素都由RGB—光的三原色所組成

o    每個像素需3bytes, RGB各一

o    每個byte的內容大小顯示各種光的強弱

o    24個位元能映射到224=16M種色調

n     全彩, Full color

o    可用來模擬真實的彩色照片的影像

影像媒體(9)
CMYK模式

o    針對印刷而設計

o    色彩的產生非由光線，而由顏料反射

o    顏料三原色

n     Cyan(青), Magenta(洋紅), Yellow

o    因無法產生完美的黑或灰，故加上blacK

o    四個參數各佔一個byte

n     故需4-byte=32bits

影像媒體(10)
索引色模式(Index Model)

o    只選出256種最常出現的色彩

o    建表為Color Table

o    僅使用8bits的索引來對映選取

n     容量僅需RGB的1/3

o    無法表現

n     色彩的豐富度

n     階調的複雜度

n     不逼真

影像媒體(11)
解析度(Resolution)

o    單位長度包含的點數

o    Dots Per Inch (DPI)—印刷

o    Pixels Per Inch (PPI)—影像

o    解析度越高

n     影像品質越好

n     資料量越大，容量需求越大

n     CPU處理時間越久

n     網路傳輸時間越長

影像媒體(12)
影像解析度

o    檔案大小=影像的尺寸﹡解析度﹡色彩模式

n     8*10 inches

n     100 ppi

n     RGB

n     Size=8*100*10*100*3=2.4M Bytes

o    影像處理時，應先考慮四者的需求

影像媒體(13)
輸出解析度

o    雷射印表機–300~1200+ dpi

o    噴墨印表機–300~1440 dpi

o    熱昇華印表機–150~600 dpi

n     固體經加熱後，不經過液體的過程，直接轉化為氣體的物理變化。印出的相片不但品質媲美傳統相片，而且加一層亮膜色帶後，相片能永久保存而不褪色。

o    品質:熱昇華300dpi>噴墨720dpi

影像媒體(14)
掃瞄解析度

o    光學解析度

n     由感光體密度和步進馬達精密度決定

n     一般: 600~1200dpi

n     高階:2000+dpi

o    最大解析度

n     利用應用程式進行插補運算(模擬)

n     可達光學解析度的3~4倍

　

什麼是多媒體
視訊媒體(1)

o    視訊原理

o    視訊檔案格式

o    視訊播放

　

視訊媒體(2)
視訊原理(1)

o連續影像的播放

o視訊資料的數位化

n 儲存大量的影像資料

o視訊壓縮

n 減少視訊資料的儲存空間

視訊媒體(3)
視訊原理(2)

o視訊壓縮原理

n  減少單一影像資料量

n  減少儲存影像數量

o關鍵畫格 Keyframe, I frame, 完整畫面

o影像變化,

nP frame,從最近解出來的I frame或P frame所預測出來的
nB frame,它是從最近解出來的兩個I frames或P frames所算出來的，一個是過去的，一個是未來。它的壓縮量最大。內插法。

視訊媒體(4)
視訊檔案格式

oMPEG 系列

oAVI

oQuickTime

o串流視訊

MPEG 系列
(Motion Pictures Expert Groups)

oMPEG-1 (1992)

n 應用範疇

oCD-ROM

n 視訊解析度與播放速度

oNTSC  352X240  30fps (frame per second) (National Television Standards Committee standard) used in America & Canada

oPAL  352X288  25fps (Phase Alternating Line) used in Western Europe and Australia

n 顏色模型 

oYCrCb, 容量是RGB的1/3~1/2

YCrCb顏色模型
oRGB三原色信號以矩陣回路轉換成表示明亮度的亮度信號(Y) ，與表示顏色的兩種彩色信號(R-Y，B-Y)，或稱Pr，Pb色差信號。
o依國際規格在數位化下，亮度信號(Y)的取樣頻率為13.5MHz，色差信號各為其一半即6.75MHz，按人眼睛對彩色的敏感辨識度不如對亮度，因此在二者信號強度比值上取其一半即可滿足完美視訊組合，這就是所謂4：2：2(13.5： 6.75： 6.75)方式，若將色差信號取樣頻率取為3.375MHz，即為4：1：1方式。4：2：2的視訊畫質特性優於4：1：1。
o另外在攸關數位化的畫質因素，除了取樣頻率頻寬外，在於用多少位元(bit)來做類比信號量子化處理。所謂量子化（Quantization）就是將類比信號編排成數值位準，並轉換成0與1的數位結構過程，依國際規格以8位元(bit)為量子化基準，換言之以8個位數表達0與1二進法，如00101100，可以編排2的8次方共有256個表示階層，例如亮度信號(Y)可以有256個層次範圍，若是以10 bit為量子化基準，則可增加為1024階層(2的10次方)表達更細膩的影像資訊，輪廓會更清析，空間層次會更有立體感，但相對的數位化資料量會更大，因此須要將數位影像壓縮減少影像資料量。

　

　

MPEG 系列

oMPEG-1

n 影像壓縮

o分割區塊 8x8

oDCT 轉換 (Discrete Cosine Transform)

n 是一種空間域到頻率域的轉換)

o量子化 Quantization

n 大, 品質差, 容量小
n 小, 品質佳, 容量大

oZig-Zag 排列

MPEG 系列

oMPEG-1

n 色差比值

o4:2:0

o縱橫資訊減半

MPEG 系列
MPEG-1

o Motion Compensation

 

 

 

 

 

n I 畫格, 完整畫面

n P 畫格, 從I frame或P frame所預測出來

n B 畫格, 從最近I frames或P frames所算出來的

n IBBPBBPBBPIBBP….

MPEG 系列

oMPEG-1

n 主要應用

oVCD 影音光碟

o每小時資料量約 600 MB

MPEG 系列

oMPEG-2 (1994)

n 提高解析度

oNTSC 720X480

oPAL  720X576

n 提高色差比值

o4︰2︰2

o4︰4︰4

n 交錯式

   Interlace 掃描, 1,3,5,7…2,4,6,8…

MPEG 系列

oMPEG-2

n VS. MPEG-1

 

 

 

 

n 主要應用

oDVD 光碟

MPEG 系列

o MPEG-4 (1998)

n   極低位元比

n   互動編輯

n   以物件為主

n   對物件進行編輯組合與互動

n   主要應用

o視訊傳遞

o視訊編輯

MPEG 系列

o      MPEG-4

     對於自然的視訊資料，提供了一個兼顧壓縮率與影像品質的編碼方式。MPEG-4編碼法是一個會失真的壓縮演算法，但是少量的失真並不會被人眼察覺出來，它的傳輸所需的速率非常低，它是以高的壓縮率和最小的頻寬獲得最好的圖像品質。特點之一是將一個畫面分成許多個MPEG Objects，包括Video Object、Audio Object，如此一來即具有相當高的使用者互動性，可以讓使用者能夠依照不同的需求，自由選擇顯示的物件，或是修改其中的物件，在頻寬不同的情況下，可以傳送較少的物件，在應用方面也更多樣化，因此MPEG-4已成為多媒體通訊的主流。

AVI (Audio Video Interleave)

o由 Microsoft 開發

o資料流的儲存方式

o僅描述資料儲存方式與結構

n 未指定編碼方式

n 採用任一 codec 均可

oAVI 的播放

n Windows 內建播放程式

n 需取得正確的 codec 方可解碼

　

QuickTime

o由 apple 所開發

o需搭配 QuickTime 播放軟體

o僅制定視訊結構

n 未指定壓縮編碼方式

n 多使用 Apple 的編碼技術

串流媒體

o即時的傳遞視訊與音訊資料

oReal Video

n 需透過 Real Player 方可播放

n 網路電台的應用

串流媒體

oWMV (Windows Media Video)

n Microsoft 所開發

n MPEG-4 編碼技術

n Windows Media Player

o取得正確的 codec 即可播放

視訊播放規格

o   VCD—MPEG 1的解析度是很低的(相對於MPEG-2的720x480),只有352x240個pixels（NTSC，PAL與SECAM又不同了），一秒30個frame，它的bit rate為1.2Mbps。

o   DVD—DVD採用MPEG-2，其解析度為720x480(NTSC的標準) 。它的bit rate平均為3.5Mbps，最高到9.8Mbps。

o   SVCD—SuperVCD是一種過渡產品，規格約略介於VCD與DVD之間，performance也是介於VCD與DVD之間。SVCD也是採用MPEG-2，但是其解析度不同，以NTSC(每秒30 frames)的電視來說是480x480，而大陸的電視系統PAL(每秒25 frames)則是480*576。它的bit rate也不同，其平均bit rate是1.7~2.0Mbps，最大是2.6Mbps，所以它至少需要兩倍速的CD-ROM才能播放。

結論

o視訊原理簡介

o不同視訊格式的說明

o視訊資料的播放

　

二、多媒體個人電腦配備
顯示卡

彩色螢幕

nCRT: 一般常用 12吋~19吋間

n解析度

n螢幕寬度與高度比例 4：3

n專業監看螢幕: 使用色差端子

nLCD螢幕

o低幅射, 重量輕, 體積小

o價格已大眾化

　
儲存設備

o硬式磁碟機、RAID裝置

oCD-ROM光碟機

oDVD-ROM光碟機

o光碟燒錄器

o特殊儲存裝置

nCF卡(32MB/ 128MB/ 512MB/ 1GB/ 4GB)

nSmart media

nMemory stick

Compact Flash Card

p俗稱CF卡的Compact Flash，是一種應用相當普遍的記憶卡，容量從8MB到1GB，範圍及選擇都相當多樣化，並有CF TypeⅠ及CF TypeⅡ（比較厚，容量通常超過340MB）兩種規格，選購CF卡時時應注意你的機種是否支援Type Ⅱ的規格。

pCF卡主要的應用範圍在於做為數位相機及PDA儲存資料之用，每單位容量的價格也相當便宜，而且在近來PPC（Pocket PC）擴充需求日益高漲之下，CF卡更是跳脫了「記憶」卡的身分，轉而成為許多的功能性模組，例如GPS天線、藍芽、802.11b無線上網卡、數據機或是數位相機模組等，可說是應用範圍最為廣泛，發展最為成熟的一種記憶卡！但它卻也是最為笨重的一種記憶卡！

Smart Media Flash Card

p簡稱SM卡，和CF同樣是市面上相當常見的記憶卡形式，外觀猶如大型的手機SIM卡是它的主要特徵，

pSM卡主要的應用範圍在於數位相機的儲存資料之用，例如Olympus、Fujifilm及Ricoh的數位相機，就是SM卡的愛用者。

p可惜的是，雖然SM卡有著薄、小的優勢，但在提升容量的技術上遭遇瓶頸。

　
Memory Stick

p簡稱MS卡的Memory Stick卡，可說是由日本家電大廠SONY一手扶植而起，舉凡旗下的數位攝影機、數位相機、Clie PDA、筆記型電腦等數位產品，無一不是使用本卡作為唯一的儲存工具，未來還將進一步應用到手機的範圍，而且以龐大的產品實力為後盾，

pMS卡也相繼推出數位相機、GPS天線、指紋辨識以及藍芽等數種擴充模組，並獲得Acer電腦及Pioneer車用音響等相關產品支援MS卡的使用！

p儘管MS卡的容量從4MB到128MB都有，但MS卡價格卻相當昂貴，每單位容量價格約為CF卡的兩倍以上。
　

　
多媒體資料傳輸介面

oUSB介面

nUSB 1.0: 傳輸速度為1.5Mbps, 12Mbps

nUSB 2.0: 480 Mbps的傳輸速度

oSCSI介面

n理論上可串接至多 8 到 16 個儲存裝置

n提供更穩定與更快的資料傳輸

o1394介面

n提供高達 400Mbps 的資料傳輸率

n最多串接63個週邊裝置的能力

n1394b 規格甚至可以達到 1Gbps 的傳輸速度 

　

多媒體軟體工具

o繪圖： AutoCad, CorelDraw, Illustor

o影像處理： Photo Impact, PhotoShop, Paintbrush

o文字： Word

o動畫： 3D Studio Max, Lightwave, Maya, flash

o聲音： Sound Recorder

o視訊： Preminere, MediaStudio pro, 會聲會影

o簡報、編劇： PowerPoint, Authoware, Director

o網頁： FrontPage, dreamweaver