4.4动画和视频

4.4.1动画的基本概念

动画是将静态的图像，图形及图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面。从传统意义上说，动画是通过在连续多格的胶片上拍摄一系统画面，并将胶片以一定的速度放映，从而产生动态视觉的技术和艺术，电影放映的标准是每秒24帧（画面），每秒遮挡24次，刷新率是每秒48次，计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生景物运动的效果，即使用计算机产生图形、图像运动的技术。画的内容不仅实体在运行，而且色调、文理、光影效果也可以不断改变。计算机生成的动画不仅可记录在胶片上，而且还可以记录在磁带、磁盘、光盘上，动画的本质是运行，根据运动的控制方式可将计算机动画分为实时动画和矢量动画两种，根据视觉空间的不同，计算机动画可分为二维动画和三维动画。

1.      实时动画和矢量动画

实时动画采用各种算法来实现运行物体的运行控制。在实时动画中，计算机对输入的数据进行快速处理，并在人眼察觉不到的时间内将结果随时显示出来，实时动画的响应时间与许多因素有关。

矢量动画：是矢量图衍生出的动画形式。矢量动画是通过计算机的处理，使矢量图产生运动效果形成的动画。使用矢量动画，可以使一个物体在屏幕上运动。

2.      二维动画和三维动画

二维动画是对传统动画的一个改进，它不公具有模拟传统动画的制作功能，而且可以发挥计算机所特有的功能，如生成的图像可以拷贝、粘贴、放大缩小、任意移位以及自动计算等。图形、图像技术都是计算机动画处理的基础。图像是指用像素点组成的画面，而图形是指几何形体组成的画面。

三维动画：景物有正面、反面、侧面，调整三维空间的视点，能看到不同的内容。二维画面则不然，无论怎么看，画面的内容是不变以，三维与二维动画的区别主要在于采用不同的方法获得动画中的景物运动效果。

建立三维动画：物体模型称为造型，也就是在计算机内生成一个具有一定形体的几何模型。在计算机中大致有三种形式来记录一个物体的模型。

（1）      线框模型。用线条来描述一个形体，一般包括顶点和棱边，如：用8条线来描述一个立方体。

（2）      表面模型。用面的组合来描述形体，如：用6个面来描述一个立方体。

（3）      实体模型：任何一个物体都可分解成若干个基本形体的组合，如一个立方体可以分解为各种形体的组合，这种用基本形体组合物体的模型就是实体模型。

 三维动画的处理需要综合使用上述三种模型。一般情况下，先用线框模型进行概念设计，再将线框模型处理成表面模型以方便显示，使用实体模型进行动画处理，同一形体的三种模型可以相互转换。

4.4.2模拟视频和数字视频

1.模拟视频原理

电视系统传播的信号是模拟信号，电视信号记录的是连续的图像或视像以及伴音（声音）信号，电视信号通过光栅扫描的方法显示在发光屏上，扫描从荧光屏的顶部开始，一行一行地向下扫描，直至荧光屏的最底部，然后返回到顶部，重要开始扫描，这个过程产生的一个有序的图像信号的集合，组成了电视图像中的一幅图像，称为一帧，连续不断的图像序列就形成了动态视频图像，彩色电视系统采用相加混色，使用RGB作为三基色进行配色，产生R、G、B\三个输出信号，RGB信号可以分别传输，也可以组合起来传输。

3.      彩色电视的制式

电视信号的标准也称为电视的制式。制式的区分主要在于其帧、分辨率和信息带宽及载频的不同、彩色空间的转换关系不同等。

PAL是中国，中国香港、英国。

1.      数字视频

视频信息是指活动的、连续的图像序列。一幅图像称为一帧，帧是构成视频信息的基本单元。视频数字化的目的是将模拟信号经模数转换和彩色空间变换等过程，转换成计算机可以显示和处理的数字信号，由于电视和计算机的显示机制不同，因此要在计算机上显示视频图像需要作许多处理。例如：电视是隔行扫描，计算机的显示器通常是逐行扫描，电视是亮度和色度的复合编码。而PC的显示器工作在RGB空间，电视图像的分辨率和显示屏的分辨率也格不相同等，这些问题都要考虑。一般对模拟视频信息进行进行数字化采取如下方式：

（1）先从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后数字化，称为复合数字化

（2）先对全彩色电视信号数字化，然后在数字域进行分离，以获得YUV、YIQ或RGB分量信号，用这种方法对电视图像数字化时，只需要一个高速A/D转换器，称为分量数字化。

4。数字视频标准

国际无线电咨询委员会（CCIR）制定的广播级质量数字电视编码标准。即CCIR601标准，为PAL、NTSC、和SECAM电视制式之间确定了共同的数字化参数。

CCIR为PAL、NTSC、SECAM、电视制式制定的电视图像采样频率标准为13.5MHZ。

PAL和SECAM制式的亮度信号为每一扫描行采集864个样本点，而对于NTSC制式的亮度信号，每一扫描行采集858个样本点。CCIR601规定对所有制式，每一扫描的有效样本点数均为720个。

1.      视频压缩编码

1） 无损压缩和有损压缩

2）  帧内和帧间压缩

也称空间压缩，同一景物表面上各采样点的颜色之间往往存在着连*性，但是基于离散像素采样来表示景物颜色的方式通常没有利用景物表面颜色的空间连*性，从而产生了空间冗余，当压缩一帧视频时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息，这实际上与静态图像压缩类似。

3） 对称和不对称编码

对称：意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，对称算法适合实时压缩和传送视频，如视频会议应用就是以采用对称的压缩编码算法为好。

不对称：意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好地实时回放，即以不同的速度进行压缩和解压缩，一般来说，压缩一段视频的时间比回放（解压）该视频的时间要多得多。如：压缩3分钟的视频片段可能需要10min的时间，而该片段实时加放只需3min.

4.4.3视频文件格式

略

4.5多媒体的网络

4.5.1超文本与超媒体

1.超文本的概念

超文本是一种文本，与一般的文本文件的差别主要是组织方式不同，它是将文本中遇到的一些相关内容通过链接组织在一起，用户可以很方便地阅览这些相关内容。超文本是一种文本管理技术，它以节点为单位组织信息，在节点与节点之间通过表示它们之间关系的链加以连接，构成特定内容的信息网络，节点、链和网络是超文本所包含的三个基本要素。

2.超媒体的概念

用超文本方式组织和处理多媒体信息就是超媒体。超媒体不仅包含文字，而且还可以包含图形、图像、动画、声音和影视图像片断，这些媒体之间也是用超链接组织的。

4.5.2流媒体的基本概念

流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，而流媒体技术是指把连续的影像和声音信息经过压缩处理之后放到专用的流服务器上，让浏览者一边下载一边观看、收听、而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看和收听的技术。

   流媒体的传输一般采用建立在用户数据报协议（UDP）之上的实时传输协议和实时流协议（RTP/PRSP）来传输实时的影音数据，RTP是针对多媒体数据流的一种传输协议，它被定义为了一对一或一对多的传输情况下工作，提供时间信息和实现流同步，PTSP协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多多媒体数据。

流式文件格式与多媒体压缩文件有所不同，编码的目的是为了适合在网络环境中连下载边播放。将压缩文件编码成流式文件，还需要增加许多附加信息等。