1、第3章MULTIMEDIA TECHNOLOGY3.1 静态图像文件静态图像文件 3.1.1 图形与图像图形与图像 3.1.2 数据格式数据格式 3.1.3 单色图像描述单色图像描述 3.1.4 彩色图像描述彩色图像描述3.2 动态图像文件动态图像文件 3.2.1 视频模拟描述视频模拟描述 第第 3 章章多媒体数据描述多媒体数据描述 3.2.2 视频数字描述视频数字描述 3.2.3 AVI文件描述文件描述 3.2.4 FLI/FLC文件描述文件描述 3.2.5 其他文件描述其他文件描述3.3 声音文件声音文件 3.3.1 WAV文件描述文件描述 3.3.2 MIDI文件描述文件描述3.13.1
2、.1 图形与图像图形与图像静态图像文件静态图像文件图形（图形（graphics）：在载体上以几何线条和几何符号等反映事物各）：在载体上以几何线条和几何符号等反映事物各类特征和变化规律的表达形式。类特征和变化规律的表达形式。图像（图像（picture;image）：一般指自然界中的客观景物通过某种系）：一般指自然界中的客观景物通过某种系统的映射，使人们产生数据感受。统的映射，使人们产生数据感受。在计算机科学中，图像是从现实世界中通过扫描仪、数码相机等设在计算机科学中，图像是从现实世界中通过扫描仪、数码相机等设备获取的。图形是一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、备获取的。图形是一般指用计算
3、机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等。任意曲线和图表等。3.13.1.1 图形与图像图形与图像静态图像文件静态图像文件图形：由数学公式表达的线条所构成；线条非常光滑流畅，放大图图形：由数学公式表达的线条所构成；线条非常光滑流畅，放大图形，其线条依然可以保持良好的光滑性及比例相似性，图形整体不形，其线条依然可以保持良好的光滑性及比例相似性，图形整体不变形；占用空间较小变形；占用空间较小(保存算法和特征点保存算法和特征点)。它最大的优点就是容易进行移动、压缩、旋转和扭曲等变换，主要它最大的优点就是容易进行移动、压缩、旋转和扭曲等变换，主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。用于表
4、示线框型的图画、工程制图、美术字等。常用的矢量绘图软件常用的矢量绘图软件AutoCAD,CorelDraw,Illustrator,Freehand等。等。图像是由像素点组合而成；色彩丰富、过渡自然；保存时计算机需图像是由像素点组合而成；色彩丰富、过渡自然；保存时计算机需记录每个像素点的位置和颜色，所以图像像素点越多（分辨率高），记录每个像素点的位置和颜色，所以图像像素点越多（分辨率高），图像越清晰，文件就越大。图像越清晰，文件就越大。缺点：体积一般较大；放大图形不能增加图形的点数，可以看到不缺点：体积一般较大；放大图形不能增加图形的点数，可以看到不光滑边缘和明显颗粒，质量不容易得到保证。光滑
5、边缘和明显颗粒，质量不容易得到保证。常用的位图软件有常用的位图软件有Photoshop,Cool3D,Painter,Firework等等3.13.1.1 图形与图像图形与图像静态图像文件静态图像文件区别：区别：一、存储方式的区别：图形存储的是画图的函数，只保存算法和特一、存储方式的区别：图形存储的是画图的函数，只保存算法和特征点征点；图像存储的则是像素的位置信息和颜色信息以及灰度信息。；图像存储的则是像素的位置信息和颜色信息以及灰度信息。二、缩放的区别：图形在进行缩放时不会失真，可以适应不同的分二、缩放的区别：图形在进行缩放时不会失真，可以适应不同的分辨率；图像放大时会失真，可以看到整个图像
6、是由很多像素组合而辨率；图像放大时会失真，可以看到整个图像是由很多像素组合而成的。成的。三、处理方式的区别：对图形，我们可以旋转、扭曲、拉伸等等；三、处理方式的区别：对图形，我们可以旋转、扭曲、拉伸等等；而对图像，我们可以进行对比度增强、边缘检测等等。而对图像，我们可以进行对比度增强、边缘检测等等。四、算法的区别：对图形，我们可以用几何算法来处理；对图像，四、算法的区别：对图形，我们可以用几何算法来处理；对图像，我们可以用滤波、统计的算法。我们可以用滤波、统计的算法。五、图形不是主观存在的，是我们根据客观事物而主观形成的；图五、图形不是主观存在的，是我们根据客观事物而主观形成的；图像则是对客观
7、事物的真实描述。像则是对客观事物的真实描述。3.13.1.2 数据格式数据格式 Bitmap，Microsoft公司开发，用于公司开发，用于Windows环境环境 使用要点使用要点 (1)用于表现打印、显示用图像用于表现打印、显示用图像 (2)不适于网络传送不适于网络传送 (3)不适于提供印刷文件不适于提供印刷文件 特点特点 (1)扩展名采用扩展名采用“.bmp”(2)文件描述单一文件描述单一(静止静止)图像图像 (3)彩色模式彩色模式:24 232 (4)调色板调色板RGB数据顺序反向排列数据顺序反向排列 (5)以图像左下角为起点排列数据以图像左下角为起点排列数据 (6)一般采用非压缩数据格
8、式一般采用非压缩数据格式静态图像文件静态图像文件BMP格式格式TIFF格式格式3.1.2 数据格式数据格式Tag Image File Format，Aldus公司开发，用于精确描述图像的场合公司开发，用于精确描述图像的场合 使用要点使用要点 (1)平面设计作品的最佳表现形式平面设计作品的最佳表现形式 (2)用于提供印刷文件用于提供印刷文件 (3)不适于网络传送不适于网络传送 特点特点 (1)扩展名采用扩展名采用“.tif”(2)文件描述单一文件描述单一(静止静止)图像图像 (3)彩色模式彩色模式:21(单色单色)232 (4)支持多平台支持多平台(PC&Macintosh)(5)可采用多种压
9、缩数据格式可采用多种压缩数据格式TGA格式格式3.1.2 数据格式数据格式Taga Image Format，Truevision公司开发，用于屏显和动画帧显示公司开发，用于屏显和动画帧显示 使用要点使用要点 (1)用于表现影视广播级动画的帧用于表现影视广播级动画的帧 (2)不适于保存高质量印刷文件不适于保存高质量印刷文件 (3)不适于网络传送不适于网络传送 特点特点 (1)扩展名采用扩展名采用“.tga”(2)文件描述单一文件描述单一(静止静止)图像图像 (3)彩色模式彩色模式:20(1色色)232 (显示模式依赖显示卡显示模式依赖显示卡)(4)图像分辨率固定为图像分辨率固定为96dpiGI
10、F格式格式3.1.2 数据格式数据格式Graphics Interchange Format,CompuServe公司开发公司开发,用于屏显和网络用于屏显和网络 使用要点使用要点 (1)用于屏幕显示图像和电脑动画用于屏幕显示图像和电脑动画 (2)用于网络传送用于网络传送 (3)不适于保存高质量印刷文件不适于保存高质量印刷文件 特点特点 (1)扩展名采用扩展名采用“.gif”(2)具有具有87a、89a两种格式两种格式 87a 描述单一描述单一(静止静止)图像图像 89a 描述多帧图像描述多帧图像 (3)彩色模式彩色模式:28(256色色)，分辨率，分辨率96dpi (4)采用改进的采用改进的L
11、ZW压缩算法压缩算法JPEG格式格式3.1.2 数据格式数据格式Joint Photographic Experts Group，联合专家小组开发，用于彩色，联合专家小组开发，用于彩色图像的存储和网络传送图像的存储和网络传送 使用要点使用要点 (1)用于保存表现自然景观的图像用于保存表现自然景观的图像 (2)用于网络传送用于网络传送 (3)不适于表现有明显边界的图形不适于表现有明显边界的图形 (4)不适用于高质量印刷文件不适用于高质量印刷文件 特点特点 (1)扩展名采用扩展名采用“.jpg”(2)采用有损压缩编码形式，数据量小采用有损压缩编码形式，数据量小 (3)彩色模式彩色模式:232(真彩
12、色真彩色)(4)经解压缩，方可显示图像，显示速度慢经解压缩，方可显示图像，显示速度慢单色图像描述单色图像描述3.1.3 单色图像单色图像 色族单一的图像，但并非只有一种颜色的图像色族单一的图像，但并非只有一种颜色的图像单色图像单色图像“二值二值”图像图像只有黑、白两色只有黑、白两色简单形式简单形式“灰度灰度”图像图像具有具有256级灰度级灰度复杂形式复杂形式单色图像用途单色图像用途 简单形式：文本显示、木刻、简单形式：文本显示、木刻、版画效果的图像版画效果的图像 复杂形式：书籍用图片、报纸复杂形式：书籍用图片、报纸 用图片用图片 TGA、JPG、TIF、PCX等等单色图像格式单色图像格式彩色图
13、像描述彩色图像描述3.1.4 RGB 红、绿、蓝红、绿、蓝R G BR G BR数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)G数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)B数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)最大表示：最大表示：28 28 28=224=16777216(16.7M)彩色图像描述彩色图像描述3.1.4 CMYK 青、品红、黄、黑青、品红、黄、黑 C KM YC M Y KC数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)M数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)Y数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)K数组数组 8bit表示表示(256阶梯阶梯)最大表示：最大表示
14、：28282828=232=4294967296(4294M)动态图像文件动态图像文件3.2动态图像由多幅连续的图像序列构动态图像由多幅连续的图像序列构成，图像沿时间轴以成，图像沿时间轴以t的间隔排列。的间隔排列。当当t视觉滞留时间时，就会产生视觉滞留时间时，就会产生动感。动态图像的数据量非常大，动感。动态图像的数据量非常大，通常采用压缩代码存储。通常采用压缩代码存储。动态原理动态原理 动态图像的特点动态图像的特点1)具有时间上的连续性。具有时间上的连续性。2)具有时间上的延续性。具有时间上的延续性。3)具有帧之间的相关性。具有帧之间的相关性。4)具有强烈的实时性。具有强烈的实时性。组合位图数
15、据组合位图数据调色盘数据调色盘数据速度参数速度参数压缩算法压缩算法 动态图像文件构成动态图像文件构成动态图像的技术参数动态图像的技术参数 帧速度帧速度 帧的切换速度帧的切换速度 1 NTSC制制 30 Frame/s 2 PAL制制 25 Frame/s 数据量数据量 相关因素：相关因素：1 画面几何尺寸。画面几何尺寸。2 颜色数量。颜色数量。3 采用的压缩算法。采用的压缩算法。图像质量图像质量 相关因素相关因素 位图的颜色与分辨率，过分的数据压缩位图的颜色与分辨率，过分的数据压缩 将影响图像质量。将影响图像质量。Frame 1#Frame 2#视频模拟描述视频模拟描述3.2.1视频模拟信号视
16、频模拟信号 采用模拟方式记录的视频信号，常采用磁介质储存。采用模拟方式记录的视频信号，常采用磁介质储存。优点：成本低、图像还原好、易于携带。优点：成本低、图像还原好、易于携带。缺点：随着时间的推移，信号强度逐渐衰减，质量下降、色彩失真。缺点：随着时间的推移，信号强度逐渐衰减，质量下降、色彩失真。3.2.2 视频数字描述视频数字描述 视频数字信号视频数字信号 采用数字方式描述的信号，可模采用数字方式描述的信号，可模/数互相转换。数互相转换。1)播放速度为每秒播放速度为每秒25帧。帧。2)具有逆向性，可倒序播放。具有逆向性，可倒序播放。3)保存时间长，可无失真复制，无信号衰减问题。保存时间长，可无
17、失真复制，无信号衰减问题。4)可利用计算机制作特殊效果，如三维动画、变形动画等。可利用计算机制作特殊效果，如三维动画、变形动画等。5)可以采用成本低、容量大的激光盘存储介质。可以采用成本低、容量大的激光盘存储介质。6)如果需要，可以把数字信号转换成模拟信号，记录在录像带上。如果需要，可以把数字信号转换成模拟信号，记录在录像带上。特点特点AVI文件描述文件描述3.2.3AVI(Audio Video Interleave)音频视频交互音频视频交互 AVI 格式的文件不需要专门的硬件格式的文件不需要专门的硬件 支持就能播放和存储，可把视频信支持就能播放和存储，可把视频信 号和音频信号同时保存在文件
18、中。号和音频信号同时保存在文件中。采用采用320240的显示尺寸，扩展名的显示尺寸，扩展名 为为“.avi”。利用视频编辑软件，可以进行剪辑、利用视频编辑软件，可以进行剪辑、合成、配解说词等多种编辑。合成、配解说词等多种编辑。PowerPoint 可以播放可以播放AVI视频图像。视频图像。利用高级程序设计语言，可定义、利用高级程序设计语言，可定义、调用和播放调用和播放AVI视频文件。视频文件。FLI/FLC文件描述文件描述3.2.4 FLI和和FLC是英文是英文Flicks的不同缩写形式，意为的不同缩写形式，意为“电影电影”。Autodesk公司开发的文件格式，用于存储一组位图图像。公司开发的
19、文件格式，用于存储一组位图图像。FLI格式格式 早期动画文件格式，扩展名为早期动画文件格式，扩展名为“.fli”。FLC格式格式 现用动画文件格式，扩展名为现用动画文件格式，扩展名为“.flc”。FLC格式采用帧与帧之间求差的算法以格式采用帧与帧之间求差的算法以 及运算长度压缩算法进行数据的压缩和及运算长度压缩算法进行数据的压缩和 解压缩。解压缩。FLC格式的动画格式的动画 特点：画面尺寸随意、数据量小、实时特点：画面尺寸随意、数据量小、实时 性好、动画演播平稳等。性好、动画演播平稳等。FLC格式不支持同步声音。格式不支持同步声音。其他文件描述其他文件描述3.2.5SWF文件由文件由Flash
20、软件产生，主要用于国际互联网。该文件可记录矢量软件产生，主要用于国际互联网。该文件可记录矢量动画、帧动画和声音。画面尺寸随意，但受到网络带宽的影响，通常采动画、帧动画和声音。画面尺寸随意，但受到网络带宽的影响，通常采用较小画面，以便减少数据量，提高网络传输速度。用较小画面，以便减少数据量，提高网络传输速度。1SWF格式动画文件格式动画文件3EXE格式可执行文件格式可执行文件Flash软件可产生该文件格式，用来记录动画，可不借助播放器进行播软件可产生该文件格式，用来记录动画，可不借助播放器进行播放，非常方便。其实，放，非常方便。其实，Flash动画制作软件在生成动画制作软件在生成EXE格式的动画
21、时，格式的动画时，已经把播放器以及各种软件环境都集成在该格式的动画文件中，其数已经把播放器以及各种软件环境都集成在该格式的动画文件中，其数据量比单纯的动画大一些。据量比单纯的动画大一些。可记录多帧画面。特点：数据量小、易于制作，广泛可记录多帧画面。特点：数据量小、易于制作，广泛用于国际互联网，不能承载声音。用于国际互联网，不能承载声音。2GIF格式动画文件格式动画文件声音文件声音文件3.3 什么是声音什么是声音声音是随时间连续变化的物理量，并且是一种能借助介质传播的波。声音是随时间连续变化的物理量，并且是一种能借助介质传播的波。次声波次声波2020000 Hz20 Hz20000 Hz人耳可听
22、域人耳可听域超声波超声波WAV文件描述文件描述3.3.1 WAV Wave，波形音频文件，波形音频文件(.wav)WAV文件文件特点：特点：1 真实记录自然声波形。真实记录自然声波形。2 基本无数据压缩。基本无数据压缩。3 数据量大。数据量大。影响数据量的因素影响数据量的因素 1)采样频率。采样频率。2)采样精度。采样精度。3)声道形式声道形式。通常使用三个参数来表示声音，量化位数，取样频率和声道数。声道有单声道和立体声之分，取样频率一般有11025Hz(11kHz)，22050Hz(22kHz)和44100Hz(44kHz)三种，不过尽管音质出色，但在压缩后的文件体积过大！相对其他音频格式而
23、言是一个缺点，其文件大小的计算方式为：WAV格式文件所占容量(KB)=(取样频率 X 量化位数 X 声道)X 时间/8(字节=8bit)每一分钟WAV格式的音频文件的大小为10MB，其大小不随音量大小及清晰度的变化而变化。WAV音频试听音频试听MIDI文件描述文件描述3.3.2 MIDI Musical Instrument Digital Interface，乐器数字化接口文件乐器数字化接口文件(.mid)MIDI文件文件特点：特点：1 记录音符、时值、通道。记录音符、时值、通道。2 使用电子键盘乐器。使用电子键盘乐器。3 数据量小。数据量小。MIDI音频试听音频试听MIDI适配器输出适配器
24、输出小结小结第第3章章 多媒体数据描述多媒体数据描述3.1 静态图像文件静态图像文件 3.1.1 数据格式数据格式 3.1.2 单色图像描述单色图像描述 3.1.3 彩色图像描述彩色图像描述3.2 动态图像文件动态图像文件 3.2.1 视频模拟描述视频模拟描述 3.2.2 视频数字描述视频数字描述 3.2.3 AVI文件描述文件描述 3.2.4 FLI/FLC文件描述文件描述 3.2.5 其他文件描述其他文件描述3.3 声音文件声音文件 3.3.1 WAV文件描述文件描述 3.3.2 MIDI文件描述文件描述习题四习题四3.1 列举几种常用的静态图像文件格式，它们具有什么特点？列举几种常用的静
25、态图像文件格式，它们具有什么特点？3.2 真彩色图像的颜色数量有多少？真彩色图像的颜色数量有多少？3.3 用于显示和打印的图像采用几种基色？用于显示和打印的图像采用几种基色？3.4 用于印刷的图像采用几种基色？用于印刷的图像采用几种基色？3.5 动态图像的动感是怎样实现的？动态图像的动感是怎样实现的？3.6 动态图像具有哪些特点？动态图像具有哪些特点？3.7 什么是声音什么是声音?3.8 音频文件的数据量与哪些因素有关？音频文件的数据量与哪些因素有关？3.9 人耳的可听域有多大？人耳的可听域有多大？3.10 WAV格式的文件与格式的文件与MIDI格式的文件有什么不同？格式的文件有什么不同？3.11 为什么多媒体产品中经常使用为什么多媒体产品中经常使用WAV格式的文件？格式的文件？
