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第十一章 多媒體概論. 課前指引 現今資訊產業能夠蓬勃發展,深入各個角落與應用場合,全拜網路與多媒體之賜,在接下來的三個章節中,我們將分別介紹多媒體與網路的原理與應用。多媒體簡單來說,就是包含了多種的媒體,包含文字、音訊、影像與視訊、動畫等,使得資訊的呈現得以豐富化,並應用於各式各樣的場合。. 第十一章 多媒體概論. 早在十年前,多媒體就成為資訊領域的一個分支,許多資訊科系都有多媒體組,甚至將多媒體獨立為一個系所,可見多媒體在資訊普及與推廣上扮演非常重要的關鍵角色。在本章中,我們將從多媒體的定義與種類開始介紹,進而說明多媒體的基本原理與常見應用。. 章節大綱.
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第十一章 多媒體概論 課前指引 現今資訊產業能夠蓬勃發展,深入各個角落與應用場合,全拜網路與多媒體之賜,在接下來的三個章節中,我們將分別介紹多媒體與網路的原理與應用。多媒體簡單來說,就是包含了多種的媒體,包含文字、音訊、影像與視訊、動畫等,使得資訊的呈現得以豐富化,並應用於各式各樣的場合。
第十一章 多媒體概論 早在十年前,多媒體就成為資訊領域的一個分支,許多資訊科系都有多媒體組,甚至將多媒體獨立為一個系所,可見多媒體在資訊普及與推廣上扮演非常重要的關鍵角色。在本章中,我們將從多媒體的定義與種類開始介紹,進而說明多媒體的基本原理與常見應用。
章節大綱 11.1 什麼是多媒體 11.5 動畫媒體 11.2 文字 11.6 視訊媒體 11.3 音訊媒體 11.7 資料壓縮原理 11.4 影像及圖形媒體 11.8 多媒體的技術發展與整合應用 備註:可依進度點選小節
11.1什麼是多媒體 • 多媒體就是多種媒體的意思,而什麼是媒體(Media)呢? • 媒體是資訊傳播的內容、工具與載體 • 舉例來說,電視、廣播、電腦網路、報章雜誌、路邊大型廣告物等都屬於媒體,這些媒體的工具與載體有些區別 • 無線電視與廣播牽涉到頻率與台內設備 • 網路則牽涉到網站伺服器與頻寬 • 並且因為工具與載體的區別也會影響內容的區別 • 例如廣播就不牽涉到影像,而報章雜誌不會牽涉到視訊,這是因為設備的緣故。 • 早期電腦功能不發達之前,其內容也僅限於文字而與影音無關,甚至在網路與錄製設備不發達之前,影音內容的發展也受到很大的侷限。 • 換句話說,工具與載體當然會影響媒體的表現方式。 • 雖然工具與載體會影響內容的傳播效率與結果,但當單獨提到多媒體時,通常不會考慮工具與載體,只會強調資訊內容的多樣性。 • 只有在單獨提到某類媒體時,我們才會介紹其製作工具與載體的影響
11.1什麼是多媒體 • 有了上述概念之後,我們可以給多媒體一個定義如下: • 多媒體(Multimedia)是: • 在進行資訊的製作與傳播時,使用並整合一個以上的媒體,這些媒體的內容種類包含文字、音訊、圖形、影像、視訊、動畫以及未來隨著硬體設備增加而產生的新種類(例如立體投影)。 • 舉例來說 • 早期的默劇電影只有影像,沒有聲音,沒有文字。而後來加入了聲音、音訊、文字,甚至是最新流行的動畫之後,電影就成了多媒體的一種展現。 圖11-1 多媒體內容包含各式各樣的資訊呈現形式
11.1.1 多媒體的種類 • 目前電腦與網路的資訊呈現已經是多媒體的模式,首先,我們先來認識常見媒體的種類有哪些。 • 文字(Text) • 文字是電腦最早期與人類溝通的方式,文字除了本身的意涵之外,也可以藉由一些特效來表達更多的語意,例如粗體、斜體、字型的設定等。除此之外,文字也常被用來做為輔助說明其他媒體之用,進而使得其他媒體得以被搜尋進而使得資訊得以流通。 • 音訊(Sound) • 正如同人類科技的發展史一般,在文字之後,音訊成為了電腦提供的第二種媒體形式。 • 音訊簡單來說,就是聲音的訊號,因為聲音本身原是類比訊號,它是由於物體的震動而產生,具備能量特性,可透過空氣、液體等介質,以波(聲波)的形式進行傳遞,達到資訊傳遞的目的。 • 要利用聲音作為一種媒體,就必須儲存聲音的訊號,也就是音訊,由於電腦屬於數位機器,因此,需要透過一些方法將聲音進行編碼為數位訊號,然後才能儲存、播放與傳遞在電腦與網路之間。除非在播放時,否則只需要維持編碼後的數位訊號即可。 • 除了自然界的原始聲音之外,電腦也可以透過MIDI音效模擬樂器的聲音。
11.1.1 多媒體的種類 • 圖形影像(Graph and Image) • 圖形和影像的區別就如同圖畫與照片 • 圖形指的是從無到有創造出來的圖案 • 而影像則是將自然界呈現的景色擷取而成,當中可經過加工而進行改造。 • 圖形 • 圖形是表達資訊的一種良好手段,很早就被使用於人類發展史之中,例如統計表、架構圖等。 • 在不易透過文字進行簡單描述的情況下,利用圖形來表達資訊,是一種非常好的方式。 • 隨著軟體的進步,現在透過電腦繪製圖形,不但能繪製2D圖形,也能繪製3D圖形。 • 影像 • 自從人類發明照像的拍攝技術以來,影像就一直是人類保存與傳達資訊的重要技術之一。 • 在電腦不普及的年代,影像就有加工的需求,現在隨著軟硬體的進步,不論是影像的取得、影像的存放、影像的加工以及影像的流通都更加得方便。
11.1.1 多媒體的種類 • 動畫(Animation) • 如果將一張張連續的圖形快速播放就會變成動畫,早期的卡通影片是利用人類眼睛的視覺暫留原理而製作,電腦的動畫也是採用相同的原理。 • 傳統動畫的製作必須建立大量的圖形,會耗費大量時間與人力,為了更快速製作動畫,現在有些軟體可以藉由插補技術,由電腦自行計算完成所需要的中間圖形。 • 同樣地,動畫也可以區分為2D動畫與3D動畫。 圖11-2 Flash動畫常應用於網站首頁
11.1.1 多媒體的種類 • 視訊(Video) • 影像只是靜態的拍攝,而動態的攝影就是視訊,錄影結果可以經過編修等加工後,形成視訊。 • 早年製作電腦視訊內容是困難的,只有專業的工作室才能完成 • 拜錄影設備的普及、電腦硬體效能的提升、軟體的改良與網路頻寬的加大,視訊儼然成為傳達資訊的最新潮流,使得視訊媒體不再被電視台、電影所壟斷,這個變化,讓一般的素人與業餘愛好者也能夠分享自己的影片給全世界的人們。 圖11-3 Youtube影音分享平台對於視訊媒體的發展具有極大的貢獻
11.1.2 多媒體的應用 • 多媒體已經應用在生活中的各種場合,並且提升了這些應用的趣味性、效率性、推廣性等多項優點,以下是常見的應用: • 網路: • 網頁本身就可以加入多媒體的資訊,除了文字以外,也可以加入音訊、視訊、動畫等,這些多媒體效果使得大眾更願意瀏覽網頁,透過網際網路進行資訊的傳達。 • 除了網頁之外,在點對點的網路溝通上(如MSN),也加入了即時視訊效果或音訊的傳達,使得網路的應用不再侷限於文字的溝通,甚至已經搶食到原有的電話市場。 • 教學: • 多媒體教學在過去十年一直是電腦教學強調的重點,其實在過去未使用電腦進行教學之前,教師們或書商就經常藉由畫圖或播放事先製作好的影片來補強文字上的說明,將這些教材加入到電腦教學中是最自然不過的事。 • 除此之外,互動也常是教學的一種手段,為此,多媒體也透過程式設計或工具發展出具有互動效果的內容,稱之為互動式多媒體。 • 未來的電子書不再是單純的將書變成電子化而已,還會加入許多互動式效果,使得讀者能夠更快地吸收與理解書中所要傳達的資訊。
11.1.2 多媒體的應用 • 娛樂: • 娛樂是多媒體的主要產業之一,例如3D電影、動畫電影、線上遊戲等,許多都是依靠多媒體軟體的改善,使得原本難以製作的效果越來越容易完成,這也使得這些產業所需的人才不再難以找尋,進而擴大了產業的產能。 • 導覽: • 不論是博物館或園區的導覽,通常影片或地圖會比單純的文字說明來得容易傳達資訊,因此,多媒體特別適合用於導覽的應用。 • 除此之外,互動式多媒體,更是導覽的一大利器,可以讓遊客在實際遊覽前先透過與電腦的互動,預覽即將瀏覽的目的地,並規畫出遊覽路線。 【互動式多媒體】 互動式多媒體並不僅止應用於教學上,諸如遊戲、導覽等只要是希望與使用者透過互動增加效果的應用場合都可以如此設計。
11.1.3 多媒體產業 • 多媒體產業包含(1)硬體製造商(2)軟體供應商(3)內容提供者。各產業須注意的重點略有不同,說明如下: • 多媒體硬體製造商 • 多媒體的發展是為了讓資訊透過電腦發布時,可以獲得使用者更大的迴響。 • 換句話說,單純的電腦與電腦間的通訊,多媒體是沒有意義的,而在電腦與人的溝通上,多媒體就變得重要很多。 • 硬體是多媒體的根本,不論軟體如何發展,最終都需要透過多媒體硬體將其成果展現給使用者,或由使用者處取得資訊 • 在前面,我們知道,多媒體包含眾多種類,除了基本的文字只需要使用到鍵盤與螢幕之外,其餘的媒體大多需要額外的硬體設備以便(1)加強使用者的接受度或(2)提供更方便的內容製作方式,而這也是多媒體硬體製造商的發展重點。
11.1.3 多媒體產業 • 這些硬體包含 • 影像媒體的硬體設備,如數位相機、影像擷取卡與掃描機等 • 視訊媒體的數位攝影機、網路攝影機、影像擷取卡、螢幕、投影機等 • 音訊媒體的喇叭、耳機與麥克風等 • 圖形媒體的數位版/繪圖版 • 以及互動式多媒體的觸控螢幕、體感設備,如Wii的陀螺儀及Kinect的深度感應器與陣列式麥克風等。 圖11-4 Kinect是一種微軟推出的體感遊戲設備,目前可應用於Xbox360遊戲,Kinect藉由彩色與紅外線共三組攝影機所構成的深度感應器擷取使用者的動作並進行判斷
11.1.3 多媒體產業 • 軟體供應商 • 多媒體的軟體供應商的主要發展方向,是提供更多製作工具給製作多媒體內容的使用者使用。 • 例如,影像處理軟體、影片剪輯軟體、動畫製作軟體等。 • 這些軟體的發展方向不外乎兩點 • (1)讓使用者更方便地製作出某些特效。 • (2)減少媒體內容的所需容量。 • 舉例來說,傳統動畫必須一張一張的製作然後快速播放,而動畫製作軟體則只需要製作第一張原始圖形與其內的物件,而移動物件所需要的其餘圖形,則可以透過軟體計算方式進行插補,省去了非常多的製作成本。 • 除此之外,空間是發展多媒體常會遇到的瓶頸,其主要原因並不在於硬碟容量的大小,而是網路傳輸的頻寬。 • 因此,眾多軟體廠商或研究單位都專注於如何透過壓縮技術降低多媒體的容量 • 例如JPEG格式就是將點陣圖進行破壞性壓縮,只保留人類視覺感官能夠分辨的資訊,其餘資訊則可不需要完全保留。
11.1.3 多媒體產業 • 多媒體的軟體供應商最著名的是Adobe、Autodesk與Corel • Adobe發展的套裝軟體版本為Creative Suite,簡稱ÇS,包含了Photoshop影像處理軟體、Illustrator繪圖軟體、InDesign排版軟體、Flash動畫製作軟體、Dreamweaver網頁製作軟體、Premiere剪輯軟體、After Effects後製效果軟體等等。 • Autodesk公司早期是發展AutoCAD工程軟體的廠商,這個軟體在建築與機械設計的市占率獨居矛頭,奠定了大量的技術基礎,爾後為了發展電影、遊戲與娛樂事業所需要的軟體,併購了相關的企業,推出的Maya軟體主要是應用於3D動畫的製作,而3ds Max則在3D繪圖具有龐大的市占率,同時也跨足3D動畫製作。 • Corel公司早期的產品為WinZip和WordPerfect等辦公室軟體以及CorelDRAW向量圖形製作軟體,爾後則併購了相關的企業,推出的Painter可用於電腦繪圖、PaintShop Photo則是影像編輯軟體,會聲會影是一套簡單的視訊編輯軟體,值得注意的是,發展影像編輯軟體PhotoImpact的台灣本土企業:友立資訊,也是被這家公司所併購。
11.1.3 多媒體產業 • 內容提供者 • 談及內容提供者時,一般都是以影音效果的製作為主 • 這些使用者主要是透過上述所介紹的各種軟硬體取得多媒體的內容加以編修或製作 • 目前有許多科技大學都成立了多媒體應用系,其主要的學習內容就在於熟悉上述各軟體的操作方式。 • 除此之外,傳統的電影、美術等科系為了迎接資訊時代,也都必須學習上述的軟體。
11.2 文字 • 文字是電腦與人溝通最早出現的媒體,文字能清楚表達要傳遞的訊息,是最常用的多媒體之一 • 尤其全球資訊網流行後,網頁的文字超鏈結和關鍵字搜尋更是傳達訊息的利器 • 文字需儲存為文字檔案的格式,並具有儲存空間小、利於電腦處理、可呈現的內容精確等特點 圖11-5 文字媒體可清處表達傳遞的訊息
11.2.1 文字的特性 • 一般手寫文字的特性可能只有語言上的區分,而電腦文字的特性則包含眾多面向,例如輸入方式、編碼格式、顯示格式、輸出對象、檔案類型等,分述如下: • 文字可利用多種輸入方式,常見者如下: • 直接使用鍵盤搭配各種輸入法進行輸入。常見的繁體中文輸入法有倉頡、注音/新注音、大易、行列、嘸蝦米等。 • OCR光學字元辨識:先將文字文件掃描為圖檔,再使用OCR光學字元辨識技術將其中的文字圖形辨識出來。 • 手寫辨識:可使用手寫板、觸控板、甚至是觸控螢幕進行手寫輸入,然後透過手寫辨識軟體將圖形轉換為文字。 • 語音辨識:語音辨識最主要的目的是希望電腦聽懂人類說話的聲音,然後轉換成文字,也可進一步命令電腦執行相對應的工作或只將文字進行儲存與顯示。 • 編碼格式: • 文字必須以特定的內碼格式儲存在各類文字檔案中,半形的英文與數字字元以ASCII碼為主,而台灣慣用的繁體中文則以Big-5碼為主,簡體字是GB2312碼。 • 而隨著Web的普及,目前許多文字已經不論是否為英文、中文或日文,都採萬國字元UniCode進行編碼。
11.2.1 文字的特性 • 顯示格式:包含顯示的字型、顏色、特效(如粗體、斜體)等,其中字型又分為點陣字型與向量字型兩種。 • 輸出對象:傳統文字的輸出對象為螢幕或印表機,而目前也已經開發出語音輸出,可透過特定軟體,將文字用擴音設備唸出來。 • 文字檔案的常見類型至少包含兩大類如下: • 無描述之文字檔:此類文字檔只包含文字本身的資料,並無其他描述用的資訊。TXT檔案為其最常見之檔案類型,使用記事本軟體即可開啟、編輯與撰寫,其他如BAT檔也是如此,但BAT檔具有特定用途(其內容為要批次執行的指令)。 • 包含描述之文字檔:這類檔案包含一些描述資訊,用以描述字體顏色、特效等,常見的有下列幾種: 圖11-6 使用記事本編輯純文字TXT檔
11.2.1 文字的特性 • HTML檔案: • HTML是網頁檔,但本質為純文字檔(可使用純文字編輯器編輯),當中除了代表資料的文字外,還包含一些描述資訊,這些描述資訊以標籤(或屬性)型式出現,例如<b>代表粗體。 • XML檔案: • XML檔的本質是純文字檔(可使用純文字編輯器編輯),而用途廣泛不受限制。在XML檔案中,可包含各項資料的本身,以及描述資料的資料(MetaData),這些描述訊息也是使用標籤格式出現,但並未限制其用途,可由使用者自定,故XML是一種標籤描述語言(Meta Language)。例如W3C利用XML制定了XHTML,而XHTML中的標籤如同HTML標籤的功能。
11.2.1 文字的特性 • RTF檔案: • RTF(Rich Text Format;豐富文字格式)是微軟制定的文字描述檔格式,除了代表資料的文字外,還包含一些描述資訊,這些資訊仍可使用純文字編輯器(如記事本)來觀察,用途是描述字型及邊框等格式,使用WordPad即可製作RTF文件檔,並且在Word中也可顯示其效果。 {\rtf1\ansi\ansicpg950\deff0\deflang1033\deflangfe1028{\fonttbl{\f0\froman\fprq2\fcharset136 \'b7\'73\'b2\'d3\'a9\'fa\'c5\'e9;}{\f1\fmodern\fprq6\fcharset136 \'b7\'73\'b2\'d3\'a9\'fa\'c5\'e9;}} {\colortbl ;\red0\green0\blue255;\red255\green0\blue0;} {\*\generator Msftedit 5.41.21.2506;}\viewkind4\uc1\pard\cf1\lang1028\f0\fs20 This is a\cf0\f1 \ul\b RTF\ulnone\b0 \cf2\f0 Document\cf0\f1\par } 解讀為 圖11-7 RTF檔內容與WordPad解讀RTF檔
11.2.1 文字的特性 • DOC檔案: • 這是Microsoft Word的檔案格式,當中可記載文字,也包含字型與邊框等格式訊息,除此之外,Word中也可以包含圖片等其他非文字格式的資料。 • DOC檔的描述訊息是封閉的,故無法使用純文字編輯器觀察。而DOCX檔是Word 2007版以後的特殊檔案格式,其最大的變化在於將部份描述訊息使用Open XML格式來儲存。 • PDF檔案: • PDF(Portable Document Format;可攜式文件格式)是由Adobe Systems公司在1993年所發展出的檔案格式,主要用途為檔案交換。 • 它的優點在於可跨平臺、能保留檔案原有格式、開放標準,能免版稅自由開發PDF相容軟體。PDF在2007年12月成為ISO 32000國際標準。
11.2.1 文字的特性 表11-1 文字檔案格式分類
11.3 音訊媒體 • 音訊媒體是利用聲音傳遞訊息,聲音是一種由能量所產生的震動,通常以空氣為介質,用波動的形式傳遞到我們的耳中 • 音訊媒體的製作,首先利用硬體工具進行波形音訊的錄製,錄製好的聲音是類比訊號,然後利用電腦進行後續的取樣、量化,轉成數位訊號後,即可進行進一步的處理與編輯
11.3.1 音訊媒體的輸出入裝置 • 音訊媒體的輸出入裝置包含輸入音源的麥克風、CD等電氣設備。輸出音訊的裝置為耳機與喇叭,並且又分為單音、立體聲、環場音效等。 • 音訊輸出也經常搭配其他媒體(例如視訊)一起展現,具有輔助強化的效果。 • 某些音訊的輸出入裝置被製作成同一個硬體,例如耳機麥克風。 • 麥克風可將外界的聲音訊號輸入到音效卡中,透過音效卡的轉換輸入到電腦,然後形成數位型態的訊號以方便錄音軟體進行處理。耳機則可以將音效卡的訊號,轉換為聲音後輸出。 • 由於使用麥克風的場合通常會搭配使用耳機,因此,廠商通常將耳機和麥克風做在一起,簡稱「耳麥」。 圖11-8 喇叭 圖11-9 耳機麥克風
11.3.1 音訊媒體的輸出入裝置 • 音效卡 • 音效卡可說是音效媒體最重要的硬體,具有最基本的聲音輸入輸出和合成功能。 • 音效卡主要功能是將電腦所產生的數位音訊轉換成類比訊號,然後傳送給喇叭/耳機來輸出聲音。 • 通常音效卡也具備輸入插孔,可將麥克風線插入其中進行輸入,它會將輸入的類比訊號轉換為數位訊號傳入電腦中。 • 目前市面上銷售的高階音效卡多已支援多聲道音效控制(杜比音效、DTS等),而音效卡的音質解析度與取樣率決定了音效卡的品質,取樣頻率與解析度越大,則數位音訊的品質就越細膩。 圖11-10音效卡
11.3.2 音訊處理技術 • 音訊處理技術是多媒體處理技術的一大重點,許多以訊號編碼為主的音訊壓縮方式紛紛被制定出來。 • 以MP3為例,它是利用移除人類聽覺系統中聽不到的聲音,來達到高壓縮比、高音質的壓縮。 • 以下我們首先由聲音的物理原理開始說明,進而介紹聲音如何被轉換儲存於電腦中,以及轉換輸出於耳機與喇叭。 • 聲音的基本原理 • 聲音是一種由能量所產生的震動,透過介質(例如空氣、水)以波動形式傳遞至我們的耳中 • 更詳細來說,介質產生了震動,此震動對介質造成壓力,而此壓力會以波的形式藉由介質向外擴散,當這些波傳到人的耳朵,且頻率範圍在人耳可感應的範圍內(30Hz~30kHz),耳膜會因感應而聽見聲音,這就是聲音的產生原理
11.3.2 音訊處理技術 • 聲音的類比轉換數位(Analog to Digital)流程 • 聲音是類比訊號,要儲存在電腦中,必須先轉換為數位訊號,以下是聲音輸入的流程: • 首先,聲音經過麥克風進行輸入,這些聲音波動被轉換成一連串高低變化的電壓波 • 將電壓波透過低通濾波器濾除其高頻雜訊。 • 透過類比數位轉換器(Analog Digital Converter;ADC)將聲音波型取樣為數位化音訊。 • ADC為音效卡的主要功能之一,轉換工作一般交由音效卡上專屬的ADC晶片來負責。 • 將數位化音訊存入記憶體或儲存設備(如硬碟等)。 圖11-11聲音的類比轉換數位流程
11.3.2 音訊處理技術 • 聲音的數位轉換類比(Digital to Analog)流程 • 相反地,要將數位音訊輸出為聲音也需要將之轉換為類比訊號,以下是聲音輸出的流程: • 將記憶體或儲存設備中的數位音訊輸出至音效卡。由音效卡的角度來看,則為音效卡讀取數位音訊。 • 透過數位類比轉換器((Digital Analog Converter ; DAC)將數位訊號還原為類比訊號。 • DAC也是音效卡的主要功能之一,轉換工作一般交由音效卡的DAC晶片來負責。 • 還原的類比波形再經過音效卡的低通濾波器將高次諧波濾除,使音訊較為平滑。 • 最後,將聲音輸出至揚聲器(如喇叭或耳機)。 圖11-12聲音的數位轉換類比流程
11.3.2 音訊處理技術 • 聲音品質的決定因素 • 影響聲音品質的要素包含(1)取樣頻率(2)解析度(3)聲道數,分述如下: • 聲音的取樣頻率 • 聲音數位化最重要的就是將類比訊號取樣,取樣頻率是以Hz(赫茲)為單位,1 Hz代表每秒取樣一次,取樣頻率的倒數為取樣週期。 • 取樣頻率越高,代表取樣間隔時間越短,所擷取後的數位音訊資料也就越準確,但資料量較大。例如:CD音質取樣頻率為44.1kHz
11.3.2 音訊處理技術 • 聲音的解析度(位元深度) • 取樣在每一個上升邊緣時, ADC會將當時的值紀錄下來, 量化此紀錄的値稱為樣本, 單位為位元(bit)或稱為解析度。 • 取樣位元深度(解析度)越多則越精確, 也會有越好的音質, 同樣地,資料量也會較大。 • 例如:CD音質的解析度為16bits位元深度。 圖11-13聲音的取樣和解析度流程 【聲音輸入品質的其他因素】 聲音輸入當然也會受到麥克風的影響,諸如動圈式麥克風、電容式麥克風等,但已超越本書範圍,故在此不討論。
11.3.2 音訊處理技術 • 聲道數 • 聲道簡單來說就是聲音的通道,最早期的技術為單聲道技術,而後來則發展出立體聲(DTS與杜比音效等) • 真實世界人類能夠接受到的聲音是立體聲,例如在馬路旁閉上眼睛仔細聆聽,我們可以分辨出通過的汽車是由左向右或由右向左行駛。這是因為假設汽車由左向右行駛,則當汽車靠近時,左耳聽到的聲音會比右耳聽到的聲音大,然後兩耳聽到的聲音會相同,最後當汽車遠離時,則右耳聽到的聲音會比左耳聽到的聲音大 • 如果使用單聲道技術搭配耳機時,我們將無法依照聲音來判斷汽車的方向,因兩耳聽到的聲音是完全相同的(因為音訊來源單一且相同,故耳機發出的聲音只有一種),只能判斷汽車靠近又離開了 • 立體聲的發明,使得失明者得以完成「聽」電影的願望,因它可輸出多種音訊來源給不同位置的喇叭,使得每個喇叭發出的聲音是不同的 • 一個好的立體聲對於失明者而言非常重要,因他們可藉由不同的聲音,運用其日常生活的經驗搭配想像力將電影影像還原在腦海中。
11.3.2 音訊處理技術 • 立體聲目前大多以杜比音效及DTS為主。杜比音效使用杜比數位技術輸出音效,它允許不同聲道的組合,最多且最常用的是5.1聲道,它必須使用六個喇叭,其中五個為主要喇叭,分別稱為左前喇叭(Front Left)、中前喇叭(Front Center)、右前喇叭(Front Right)、左後喇叭(Rear Left)、右後喇叭(Rear Right)。另外還有一個負責重低音的Subwoofer喇叭。喇叭連接法配置圖如圖11-14,即可構成環繞音效。 • DTS(Digital Theater Systems;數位影院系統)也是採用5.1聲道配置,與杜比音效類似,但後來發展的DTS-ES則提供了6.1聲道。 圖11-14 杜比音效的5.1聲道配置示意圖
11.3.3 音訊檔案格式 • 音訊數位資訊可經由音訊軟體進行播放,也可進行編修或更換格式,常見的音訊檔格式如表11-2整理。 【轉碼器】 轉碼器(Codec)代表壓縮與解壓縮程式的縮寫,通常使用於音效檔或視訊檔。各類音效檔與視訊檔使用不同的轉碼器,若播放軟體未內建該轉碼器,則須另行安裝。 表11-2 音訊檔案格式分類
11.3.4 音訊軟體 • 音訊軟體分為音訊播放軟體與音訊處理軟體兩大類。 • 音訊播放軟體僅提供播放各類音訊檔案的功能,例如早期的Winamp、Windows內建的Windows Media Player以及Apple的iTunes等。 圖11-15 Windows Media Player音訊播放軟體
11.3.4 音訊軟體 • 音訊處理軟體可提供轉換音訊檔案格式的功能,例如RealOne • 更專業的音訊處理軟體還會包含錄音、音軌編輯、混音等功能,例如GoldWave、Adobe Audition • 而頂級的專業音訊處理時常是在工作站上製作,因它需要更高的硬體效能 圖11-16 Adobe Audition音訊處理軟體
11.4 影像及圖形媒體 • 影像(Image)媒體就是我們常講的圖檔,人的眼睛所看到的自然景色、建築物等景象,可以透過數位照相機來拍攝,若欲自行創作影像,亦可藉助繪圖軟體產生影像。 • 除此之外,我們還可以對於現有的影像,透過影像處理軟體進行加工,以產生各式各樣我們所需要的影像。
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 影像媒體的輸出設備一般為螢幕/顯示卡、投影機或印表機,當中若要求印表機輸出類似相片品質者,則可使用相片印表機搭配特定用紙來完成 • 影像媒體的輸入設備則包含攝取平面文件的掃描機、自然景象的數位相機,和手繪影像的數位板等 • 影像擷取卡則是影像媒體與視訊媒體共通的輸入介面卡 • 數位相機 • 數位相機是利用電子傳感器(CCD或CMOS),將光學影像轉換成電子影像的照相機。 • 物體所反射的光被轉換為數位訊號,壓縮後儲存於內建的記憶體晶片(RAM)或可攜式的記憶卡上,所以可以即時觀看成品,不須經過沖洗過程,已取代用底片成像的傳統相機 圖11-17 數位相機
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 選購數位相機可參考數位相機的相關規格,整理如下: • 解析度(Resolution) • 解析度是一定會標示的規格,例如1600x1200pixels,解析度越高,照出來的相片畫面越清晰。 • 也有些會以畫素(pixel)來表示,畫素其實就是解析度的長寬值乘積。 • 比較嚴格的規格還會將解析度分為感光元件CCD的解析度(Sensor Resolution)與影像解析度(Image Resolution)。若未特別說明是哪種解析度,則通常指的是影像解析度。 • 而且CCD的畫素會略等於影像畫素。雖然解析度越高越好,但也代表著照片將佔用比較大的容量,因此您應該視需要選擇或調整解析度。 • 檔案格式(File Formats) • 這裡的檔案格式指的是照片的圖檔格式,也就是相機可設定的圖檔格式,通常至少會提供JPEG壓縮圖檔格式,有的也會提供TIFF未壓縮圖檔格式。 • 若您希望將圖檔轉為其他未提供的格式,可以透過繪圖/看圖軟體來轉換。
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 記憶卡(Image Storage) • 數位相機是將照片存放在快閃記憶卡內,快閃記憶卡種類眾多(如CF卡、SM卡、MMC卡等),您最好使用比較方便的記憶卡(視您其他的電腦配備而定,例如讀卡機)。有時候,記憶卡種類不會標示在此規格中,而會標示在介面(interface)規格上。 • 除了記憶卡種類外,在此項目中,一定會註明記憶容量的大小,有時候也會以各種解析度的照片張數來表示容量。 • LCD預看螢幕(LCD Display) • 數位相機有一個小小的LCD預看螢幕,可以讓我們不必單眼靠在觀景窗拍攝,同時也可以做為各項設定時的顯示螢幕 • LCD預看螢幕通常不會提供太高的解析度與顏色,因為那無關拍攝結果的品質 • 若無提供LCD螢幕,則使用時必須像以往使用傻瓜相機一樣單眼靠在觀景窗拍攝
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 鏡頭(Lens) • 鏡頭最好具有變焦功能,可以將拍攝物拉近或放遠,大多數的數位相機都提供『普通』與『近距離』兩種拍攝方式,如果仍舊不夠使用,有些數位相機也可以加裝外接鏡頭 • 變焦方式一般有數位變焦及光學變焦兩種,光學變焦(zoom鏡頭)在使用上比較方便,也比較能夠獲得好效果 • 事實上,數位變焦只是透過數位計算的模擬變焦,因此採購時,應以光學變焦為主 • 電池(battery) • 數位相機非常耗電,一般採用三號電池 • 有些數位相機使用鋰電池或鎳氫電池,可以充電,請特別注意,由於相機極有可能在戶外使用,因此最好出門前檢查電量是否足夠 • 傳輸介面 • 傳輸介面必須視您的電腦提供了哪些介面來選擇相機,目前數位相機的傳輸介面大多以新型態的USB/IEEE1394為主。
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 影像擷取卡 • 影像擷取卡是一塊連接於電腦上,專為擷取影像所設計的介面卡。我們可以利用它來將錄影帶或攝影機所錄的影像(類比訊號)轉換成數位訊號後傳送到電腦中,再由專門的視訊程式加以處理。 • 影像擷取卡一般提供1組Composite及1組S-Video輸入端子,可連接一般V8、Hi-8、錄放影機或影碟機,將您想要的影像擷取到電腦內,儲存成動態影片檔(即視訊)或靜態圖檔(即影像)。 • 因此,它同時是影像與視訊媒體的輸入硬體裝置。目前大多數的影像與視訊都是採用數位相機與數位攝影機取得,由於已經是數位訊號,因此就不再需要影像擷取卡了。 圖11-18 影像擷取卡操作流程
11.4.1 影像媒體的輸出入裝置 • 數位板 • 數位板的板面一般採用4:3比例設計,主要用於手繪圖像,也可用於影像編輯、照片編修時使用 • 掃描器 • 掃描器可將靜態影像文件掃瞄成數位影像,已經是相當普遍的大眾化產品 • 掃描器是以DPI(Dot Per Inch;每英吋的點數)作為解析度的單位 • 目前的「多功能事務機」通常已經具備了掃描器功能。(詳見第六章內容) 圖11-19 數位版 圖11-20 掃描機
11.4.2 繪圖軟體 • 影像媒體的相關軟體包含繪圖軟體與影像處理軟體兩大類,繪圖軟體是提供使用者「從無到有」產生影像的工作環境,並且也提供影像再編修的能力 • 點陣圖與向量圖 • 電腦螢幕是由許多的小點所組成,這些小點稱為像素點(Pixel),每一個像素點若填上不同的顏色,就可以顯示出不同的圖形 • 其中點陣圖(Bitmap)的圖檔就是將圖片的每一個像素點儲存起來,因此非常佔用空間,點陣圖的副檔名為BMP檔 • 由於點陣圖太過龐大,因此後來許多研究機構與軟體公司發展了許多壓縮圖檔的方法,例如常見的GIF(副檔名為GIF)與JPEG(副檔名為JPG)格式就是已壓縮過的圖檔
11.4.2 繪圖軟體 • 可以製作點陣圖及其壓縮格式的繪圖軟體,最著名的就是Windows所附的小畫家 • 除了少部分的基礎繪圖軟體之外,大多數的進階繪圖軟體都是以另一種數學向量方式來儲存圖形檔案(稱之為向量圖),電腦記錄向量式影像的方式是記錄圖像的座標及圖形種類與相關參數,由於使用向量方式儲存繪圖元件不必記錄所有的像素點,因此可以製作比較複雜的圖案,修改圖片或進行圖片變化時,也比較方便,進行縮放時也不至於失真 • 這類進階的繪圖軟體有Corel公司的Corel Draw及Adobe公司的Illustrator。 圖11-21 Windows的小畫家繪圖工具
11.4.2 繪圖軟體 圖11-22 Corel Draw 圖11-23 Adobe Illustrator
11.4.2 繪圖軟體 • 2D與3D繪圖 • 上述的Corel Draw及Illustrator只能算是2D平面繪圖軟體,雖然可以透過某些技巧讓圖片呈現立體感,但並非完全的3D繪圖 • 真正的3D立體繪圖能夠自由旋轉圖像,顯示不同的面向 • 例如3ds Max與TrueSpace都屬於3D立體繪圖軟體 • 此類軟體一般需要極高的硬體資源(如獨立顯示卡、多核心CPU、大量的RAM),執行起來才會流暢 • 除了上述專為3D繪圖發展的軟體之外,有些2D的影像處理軟體(下一小節介紹)也推出了Extended軟體,可讓原本的2D影像加入3D效果,例如Adobe PhotoShop Extended
11.4.2 繪圖軟體 圖11-24 3ds Max 圖11-25 TrueSpace
11.4.3 影像處理軟體 • 影像處理軟體是對「既有」的影像或圖片進行各類型的加工,例如調整影像某部分的顏色、色調及飽和度,對影像進行切割、放大縮小等等 • Windows提供的影像處理工具『Image』就是具有上述功能的低階影像處理軟體 • 比較高階的影像處理除了提供上述功能外,還提供了合成、霧化等濾鏡功能 • 例如Adobe公司發行的PhotoShop就是目前最流行的高階影像處理軟體 • 而國內廠商友立(Ulead)也發行了PhotoImpact,雖然功能不如PhotoShop來得齊全,但由於操作比較簡便,因此在國內外也有一定的市場佔有率,非常適合初學者或業餘者使用 • (友立已被加拿大Corel公司併購,預計獲得更多資源後,會逐漸追上PhotoShop的功能)
11.4.3 影像處理軟體 圖11-26 Adobe Photoshop 圖11-27 PhotoImpact