第5章54 数字视频及应用剖析.ppt

5.4 数字视频及应用 5.4.1 数字视频基础 5.4.2 数字视频的压缩编码 5.4.3 数字视频的编辑 5.4.4 合成视频——计算机动画 5.4.5 数字视频的应用 5.4.1 数字视频基础 彩色电视信号的发送与接收 彩色电视信号的发送与接收： 数字视频信号的获取 视频捕获(采集)卡的功能 从多种视频源中选择一种作为视频输入; 支持不同的电视制式; 能同时处理图像信号的伴音; 可在显示器上监看输入的视频信号, 其位置及大小可调; 能将计算机生成的图像/图形/文本与视频图像迭加处理; 可随时冻结(定格)一幅画面,并按指定格式保存; 可 实时压缩与存储视频及其伴音信息; 可 实时解压缩并播放视频及其伴音信息,输出设备可选(VGA监视器、电视机、录相机等) 数字摄像头 最高分辨率为640×480，一般都是352×288， 速度一般在30fps（每秒30帧）以下， 镜头的视角可达到45-60度, 支持USB接口 或IEEE1394（火线）接口。 数码摄像机 提供480线以上的分辨率，清晰度高 自动对焦，自动曝光 使用MPEG-2进行压缩编码，然后记录在硬盘上 具有录音功能 数据量很大，采用USB接口或IEEE1394接口 5.4.2 数字视频的压缩编码 数字视频的压缩编码 视频数据压缩的可能性： 数字视频的数据量大得惊人，1分钟的数字电视图像未压缩时其数据量约为1G字节，对存储、传输和处理都有很大的困难 视频数据压缩的可能性： 视频信息的每个画面内部有很多信息冗余 相邻画面的内容有高度的连贯性 人眼的视觉灵敏度有限，允许画面有一定失真 结论： 数字视频的数据量可压缩几十倍甚至几百倍 数字视频压缩编码的国际标准 数字视频的常用文件格式 .mpeg（.mpg，.dat）——使用MPEG编码的电影文件 .mp2——MPEG-2 编码的电影文件 .mp4——MPEG-4 编码的电影文件 .avi （.navi）——微软公司的视频剪辑文件 .wmv——微软公司的流式视频文件 .asf——微软公司的流式视频文件 .rm(RealAudio)——RealNetworks的流式视频文件 .mov (.qt)——苹果公司的流式视频文件 DivX格式——MPEG-4 v3 改进后的一种格式，在MP4播放器上使用 附：什么是MP4？ MP4播放器是一种能够播放视频的便携式设备，也叫做PVP（个人视频播放器）或PMP（便携式媒体播放器） 功能： 看录像（电影） 播放音乐 浏览文本和图片 甚至还可以上网 技术特点： 自带2～5英寸的LCD屏 存储容量达几十GB 5.4.3 数字视频的编辑 例：简单的视频编辑软件 ——Windows Movie Maker 由微软公司开发，在Windows XP平台上运行 功能： 通过摄像机、数字摄像头或其他视频源将音频和视频捕获到计算机中 打开已有的音频、视频或静止图片，对音频与视频内容进行编辑（包括添加片头、使用视频过渡或特技效果等） 将制作的视频保存到硬盘中，或刻录在CD或DVD光盘上，供“媒体播放器”进行播放 5.4.4 合成视频——计算机动画 什么是计算机动画？ 计算机动画——使用计算机生成一系列内容连续的画面供实时演播的一种技术，它是一种计算机合成的数字视频，而不是用摄像机拍摄的“自然视频” 上世纪九十年代开始，计算机动画技术应用于电影特技，如电影“侏罗纪公园”、 《玩具总动员》、《泰坦尼克》等，取得轰动效应 应用领域： 影视和广告领域：电影特技、动画片、电视广告制作等 教育和培训领域：辅助教学、驾驶员训练等 科技领域：科学计算可视化，复杂系统的动态模拟 军事领域：军事训练、作战模拟等 游戏 计算机动画的制作过程 计算机动画制作包括：在计算机中建立景物的模型、描述它们的运动、生成一系列逼真的图像 三维计算机动画制作过程分以下几个阶段： （1）描述景物的形状与结构（建模） （2）确定景物的颜色和材质（纹理） （3）设置灯光和确定虚拟摄像机的位置 （4）描述场景中物体的运动和摄像机的移动 （5）绘制一系列的图像 （6）输出动画结果 动画制作软件 著名的商品化的造型与动画制作软件: 加拿大Alias公司的Power animator 法国TDI公司的Explore 荷兰ElectroGIG公司的3DGO 加拿大Vertigo公司的Vertigo 美国Wavefront公司的Advanced Visualizer 美国SGI公司Alias和Wavefront 公司的MAYA 美国Autodesk公司Discreet公司的3ds max，Animator Studio 互联网动画：GIF和Flash GIF动画(参见5.2节)： Macromedia公司的Fl