关于图形、图像和视频的知识.doc

关于图形、图像和视频的知识1视觉媒体的分类对视觉媒体存在多种分类方法，所以术语较多，容易混淆。按媒体信息生成方式分类分为主观图形和客观图像。主观图形：指使用各种绘图软件制作的图片。包括由点、线、面、体构成的图形（Graphics）和二维、三维动画（Animation）。客观图像：由光电转换设备（摄像机、扫描仪、数码相机等）生成的具有自然明暗、颜色层次的图片。包括图像（Image）和视频（Video）。按媒体信息存储方式分类分为位图（bitmap）图像和矢量（Vector）图形。位图图像：按“像素”逐点存储全部信息，适用于各类视觉媒体信息。这种存储方式占用存储空间很大。矢量图形：用“数学表达式”对图形中的实体进行抽象描述（即矢量化），然后存储这些抽象化的特征。适用于图形和动画。按图像的视觉效果分类分为静态图像和动态图像。静态图像：只是一幅图片。包括图形和图像。动态图像：由一组图片组成，依次连续显示。包括动画和视频。由上述各种分类可以看出：图形和图像之间，图像和视频之间，视频和动画之间，都是既有联系，又有区别的一些概念，关键在于从哪个角度去看。2图形文件的格式由于各种图形处理软件都有各自的处理方法，所以它们的文件存储格式各不相同，基本分为两大类。了解这些图形文件的基本信息和存储格式，有助于对图形数据的应用和处理。例如进行文件压缩、文档格式转换等。以位图方式存储的文件格式主要有如下几种：PCX 文档：PCX格式是Zsoft公司为存储“PC 画笔”（PC Paintbrush）软件包生成的图形而建立的。由于它较早地使用位图方式存储图形，所以多数软件都可兼容。它的压缩效率取决于图形结构和颜色数目，对于颜色较少、构造简单的图形效果较好。BMP 文档：BMP（Bitmap）格式是Microsoft公司专门为Windows制订定的位图文件格式，也就是以前Windows版本的DIB（Device Independent Bitmap）格式。除了Windows环境下的软件之外，不能在非Windows环境下使用。TIF 文档：TIF（Tag Image File Format）格式是Aldus和Microsoft公司为扫描仪和计算机的“出版软件”而制订的，是多媒体CD-ROM中的一种重要文件格式。由于它与计算机硬件及操作系统无关，所以在国际上广为流行。TIF格式可转换为BMP格式。GIF 文档：GIF（Graphics Interchange Format）格式是Compu Serve公司开发的文件格式。主要目的是为了在网上能够方便地进行图形传输和交换。TGA 文档：TGA 格式是Truevision公司为支持它们的图形卡而制订的一种格式。以矢量方式存储的文件格式WMF 文档：WMF（Windows Meta File）格式是Microsoft公司制定的图元存储格式。文件使用矢量图形描述语言，占用存储空间要比位图存储方式小很多；显示时，利用编译程序再将文件内容转换成可见的图形，故又称矢量格式转换文件。DXF 文档：DXF（Drawing Exchage Files）格式是Autodesk公司为计算机辅助设计（CAD）制订的一种数据交换格式。这种格式得到其它CAD程序的广泛支持，对于非CAD的工程绘图也有很大价值。3视频图像的由来颜色的产生：根据三基色原理，将红(Red)、绿(Green)、兰(Blue)三种基本颜色进行不同比例的混合，便可组合出丰富多彩的所有颜色。图象的构成：将一幅矩形画面均匀分割成有限的行和列，例如，640（列）480（行）、1024（列）768（行）；则所有行、列的交叉位置便是所谓的“像素”点；给每个像素点赋予实际的颜色，便构成一幅图像。光电转换：通过光敏器件CCD（电荷耦合器件）可以把一个像素点的颜色转换成包含有R、G、B三种信息成分的电信号。图象采集：使用光电转换设备（摄像机、数码相机等），从第一行左端的第一个像素点开始，每行自左向右（称水平扫描，对应行频）、各行间自上向下（称垂直扫描，对应帧频），依次将全部像素点转换成有序的RGB电信号，并存储下来，便采集到一帧图像。这一过程由扫描电路和其它辅助电路自动完成。图象显示：通过与图像采集完全相同的扫描过程，控制显像管的电子枪依次有序地击打屏幕上的像素点；同时按该像素点的RGB数值控制电子束的强度；当把屏幕上的像素点全部扫描一遍之后，便可看到复原的一帧图像。图象的稳定：保持一定的水平和垂直扫描速度，使显示的图像一帧一帧地不断刷新，利用人眼的“视觉暂留”现象，便看到了稳定的图像。如果每次刷新的各帧图像完全相同，这就是“静态图象”；如果每次刷新的各帧图像不相同，则是“动态图象”。4几种常用的视频信号由前所述，显示器显示图像时，使用的是RGB讯号。但考虑到视频信号的发射、传输等问题，以及某些设备的兼容性，经常使用的却是一些由RGB讯号派生出来的其它视频信号。现将几种常用的视频信号介绍如下：RGB讯号：是根据三基色原理，由光电转换器件直接生成的电信号，它具有最高的信号质量。但在传输时会极大地增加带宽，从而提高设备成本，而且与黑白电视不兼容。YUV讯号：根据眼睛对亮度非常敏感，辨别能力强，而对颜色分辨能力差的特点，采用一个亮度信号(Y) 和两个色差信号(U、V) 去描述像素；并通过降低色差信号采样频率，达到频带宽度变小的目的，从而缓解对传输条件的苛求。YC讯号：即将U、V两个色差信号进一步合成为一个色度信号C。但图像质量不如YUV 信号。在视频设备上使用的SVideo 接口便是这种信号。复合视频讯号：也称彩色全电视信号，是将Y 、C 信号再进行合成而得到的。由于复合视频信号将所有的分量、同步信号和消隐信号都复合成为一个信号，所以容易产生串扰，是这些视频信号中图像质量最差的。将RGB信号转换为YUV信号、Y/C信号以及复合视频信号的过程称为编码，而把它们还原成RGB信号的逆过程则叫解码。5视频信号的制式当前国际流行的视频信号制式有三种：PAL制、NTSC制和SECAM制。在我国接触较多的是前两种。PAL制：是我国采用的电视标准。规定每秒25帧画面，每帧画面625行，分为两场显示（隔行扫描）。即第一场画面扫描奇数行，第二场画面扫描偶数行，然后组合为一幅完