2.1多媒体作品中的图形与图像

2 1多媒体作品中的图形 图像 第一课 一 图形 图像的视觉意义与特点 在这个信息爆炸 信息过剩的社会中 面对纷杂的信息 人们为了快速有效地交流信息 越来越注重对图形 图像的利用 高速公路导致信息的爆炸 信息中鱼龙混杂 信息社会的未来到底是什么 抉择几幅画面 通过图层合成和朦胧效果处理 产生了强烈的视觉效果 突出了主题 太空的神秘让我们向往去探索 作品体现了太空的深邃和探索太空的欲望 作品采用同色调的蓝色 在相同中求变化 在沉稳中求动感 保护地球是我们的职责 作者通过图层合成 滤镜效果等让人们增强防火的意识 思考 为什么图形图像有这么大的魅力 生活中到处可见通过图形 图像表达的信息刺激人们感官 学习指导 a承载信息量 b生动直观 c视觉刺激 图形 图像的数字化表示 就是将图形 图像用0 1编码的形式来表示 这是计算机能够处理图形 图像的前提 比较模拟图像和数字图像 什么是模拟图像 什么是数字图像 普通相机拍摄出来的必须经过底片冲洗的照片 数码相机所拍的存储在相机存储器中的照片 二 图形 图像的数字化表示 波形是连续变化的 波形是方波 图形 一般是指计算机绘制的画面 如直线 园 圆弧 矩形 任意曲线和图表等 图像 指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的画面 图像的细化分类 模拟图像是固定在图层上的画面 如一张照片 就是通过化学摄影术而制成的一幅静态的画面 它一旦形成就很难再改变 数字图像是以0或1的二进制数据表示的 其优点是便于修改 易于复制和保存 数字图像可以分为以下2种形式 矢量图和位图 一些基本的概念 实践一 根据生活经验讨论传统相机拍摄的照片与数码相机拍的照片各有什么特点 相对困难 较易 差 强 较快 较差 图像数字化的缺点 1 经过数字化的图像会有所损失和失真 2 数字化后的文件不能直接观看 必须借助播放设备才可观看 3 由于采用二进制形式的存储方法 数据量巨大 一般包括三个阶段 采样 量化和编码 采样 量化 编码 多媒体信息 输入 数字化的多媒体信息 输出 采样 就是按照一定的规律每隔一定时间间隔抽取模拟信号的值 量化 就是对样本值进行离散化处理 即事先规定一组数据 每个数据按一定规则近似表示一组相关采样值 编码 经过量化后得到的数字信息 还必须按一定格式转换成计算机可以识别的二进制形式 才能在计算机中保存 用二进制形式表示量化值的过程称为编码 2 图形 图像数字化原理 图形 图像的数字化 将模拟图像转化为数字图像的过程 看上去一个 像素 就是一个正方形的色块 事实上 像素 是一个纯理论的概念 它没有形状也没有尺寸 看不见摸不着 只存在于理论计算中 2 图形 图像数字化原理 每一个方块 可看成一个点 称为像素 每英寸的像素点数称为分辨率 2 实物图像被分割成一个一个的颜色方块 发现 1 图像是由很小的颜色方块组成的 常用的四种分辨率 输入分辨率 显示分辨率 输出分辨率 图像分辨率 采样过程要涉及的两个重要参数 分辨率 色彩深度 1 分辨率 采样时 首先要决定在一定的面积内取多少个点 或者叫多少个像素 它决定了图像的清晰度 其衡量指标就是分辨率 图像分辨率是指以像素数表示数字图像的总信息量 例如 72dpi分辨率的1英寸X1英寸图像包含总共5184像素 300dpi分辨率的1英寸X1英寸图像包含总共90000像素 2 色彩深度 指记录每个像素的颜色 或亮度 所占的二进制位数 单位是 位 像素 即b p 对于彩色图像来说 色彩深度决定了该图像可以使用的最多颜色数目 色彩深度越高 显示的图像色彩越丰富 画面越自然 逼真 但数据量也随之猛增 较大的色彩深度 每像素信息的位数更多 意味着数字图像具有较多的可用颜色和较精确的颜色表示 例如 色彩深度为1的像素有两个可能的值 黑色和白色 而色彩深度为8的像素有256个可能的值 色彩深度为24的像素有大约1 600万个可能的值 常用的位深度值范围为1到64位 像素 在不同的领域 人们采用的色彩深度往往不同 比如 从事艺术绘画的画家们习惯用HSB 色调 饱和度和亮度 模型 显示器这类发光物体用RGB模型 打印机这类吸光物体的CMYK模型 电视系统用YUV模型等 这只是几种经常使用的色彩模型 它们均有各自的特点 Photoshop也可以处理每个颜色通道包含16位数据的Lab RGB CMYK 多通道和灰度图像 此外 Photoshop还可以处理每个颜色通道包含32位数据的RGB和灰度图像 高动态范围HDR图像 常见的色彩深度 4bit 是VGA标准支持的色彩深度 共24种颜色 8bit 是多媒体应用中的最低色彩深度 共28种颜色 是索引彩色图 24bit 用三个字节分别表示RGB 即8bit表示一个通道 可生成224 16777216种颜色 真彩色 32bit 同24位的颜色深度一样 剩余的8bit用来表示图像的其他属性 如透明度 即alpha通道等 实践二 分别设置显示器分辨率 640 480 800 600 1024 768 后 把素材中 桌面 jpg 文件设置成桌面 观看效果并讨论影响图像的显示效果的因素 小结 分辨率 指在单位面积中采集的样点数 它的基本作用就是用来说明数字图像信息的数量和密度 也就是说 分辨率越高 采样的点数就越多 图像的像素就越大 图像也就越清晰 3 分辨率与数字化图形 图像的效果 实践三 使用扫描仪可以把照片 海报等资料转换成计算机可处理的数字图像 图形图像是如何被数字化 变成能被计算机处理的信息的呢 试把教材中的一个插图按要求设置扫描参数扫描并保存到指定文件夹中 以分辨率 150dpi色彩 16bit以分辨率 300dpi色彩 16bit以分辨率 150dpi色彩 256色 学习指导 1 讨论扫描中的分辨率 色彩的设置对所得到的图像的影响 2 阅读学习资料或教材p22 24页内容了解分辨率 色彩的知识 3 模拟图像转换为数字图像 1 一幅图像的分辨率为256 512 计算机的屏幕分辨率是1024 768 该图像按100 显示时 占据屏幕的 A 1 2B 1 6C 1 3D 1 102 要打印出清晰的图片 在进行图像处理时就要重点关注图片的 A 图像分辨率B 显示分辨率C 输出分辨率D 上述三项 B C 练习题 实践四 用acdsee软件通过放大工具浏览图像 第一张为jpg格式的图片 第二张为wmf格式的图片 为什么第一张会有失真 变模糊 而第二张图像却没变化 依然清晰 总结出位图与矢量图的特点 4 图形与图像 位图是以点或象素的方式来记录图像的 因此图像是由许许多多小点组成的 创建一幅位图图像的最常用方法是通过扫描来获得 位图图像的优点是色彩显示自然 柔和 逼真 其缺点是图像在放大或缩小的转换过程中会产生失真 且随着图像精度提高或尺寸增大 所占用的磁盘空间也急剧增大 矢量图是以数学方式来记录图像的 由软件制作而成 矢量图的优点是信息存储量小 分辨率完全独立 在图像的尺寸放大或缩小过程中图像的质量不会受到丝毫影响 而且它是面向对象的 每一个对象都可以任意移动 调整大小或重叠 所以很多3D软件都使用矢量图 矢量图的缺点是用数学方程式来描述图像 运算比较复杂 而且所制作出的图像色彩显示比较单调 图像看上去比较生硬 不够柔和逼真 4 图形与图像 体验一 大家打开图像格式文件夹欣赏里面的图片 在欣赏的过程中你发现了什么 为什么 2 1 3图形图像的存贮格式 BMP 标准的WINDOWS或OS 2的图形图像的基本位图格式 JPG 所损压缩的静态图像文件存储格式 GIF 压缩图像存储格式 使用LZW压缩方法 压缩比较高 文件长度比较小 TIF 工业标准格式 支持所有图像类型 分为压缩和非压缩两大类 图形图像的格式 BMP 最典型的应用BMP格式的程序就是Windows的画笔 BMP是用于Windows和OS 2的位图 Bitmap 格式 文件几乎不压缩 占用磁盘空间较大 它的颜色存储格式有1位 4位 8位及24位 开发Windows环境下的软件时 BMP格式是最不容易出问题的格式 并且DOS与Windows环境下的图像处理软件都支持该格式 因此 该格式是当今应用比较广泛的一种格式 但缺点是该格式文件比较大 所以只能应用在单机上 不受网络欢迎 图形图像的格式 GIF格式随着Internet的普及 GIF成了无人不晓的网络图形标准之一 这种格式是由CompuServe公司设计的 GIF是GraphicsInterchangeFormat的缩写 分为87a及89a两种版本 存储格式由1位到8位 GIF格式是经过压缩的格式 磁盘空间占用较少 由于它是制作2D动画软件Animator早期支持的文件格式 所以该格式曾被广泛使用 但由于8位存储格式的限制 使其不能存储超过256色的图像 虽然如此 但该图形格式却在Internet上被广泛地应用 原因主要有两个 1 256种颜色已经较能满足Internet上的主页图形需要 2 该格式生成的文件比较地小 适合像Internet这样的网络环境传输和使用 图形图像的格式 PCX格式PCX格式是ZSOFT公司在开发图像处理软件Paintbrush时开发的一种格式 基于PC的绘图程序的专用格式 一般的桌面排版 图形艺术和视频捕获软件都支持这种格式 PCX支持256色调色板或全24位的RGB 图像大小最多达64K 64K像素 图形图像的格式 TIFF格式TIFF格式 TagImageFileFormat 是Macintosh上广泛使用的图形格式 具有图形格式复杂 存贮信息多的特点 3DS 3DSMAX中的大量贴图就是TIFF格式的 TIFF最大色深为32bit 可采用LZW无损压缩方案存储 图形图像的格式 JPEG格式JPEG文件的扩展名为 jpg或 jpeg 其压缩技术十分先进 它用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据 获取得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像 由于它优异的性能 所以应用非常广泛 而在Internet上 它更是主流图形格式 图形图像的格式 PSD格式 PHOTOSHOP格式 ADOBE公司开发的图像处理软件PHOTOSHOP中自建的标准文件格式就是PSD格式 在该软件所支持的各种格式中 其存取速度比其它格式快很多 功能也很强大 由于PHOTOSHOP软件越来越广泛地应用 所以这个格式也逐步流行起来 PSD格式是Photoshop的专用格式 里面可以存放图层 通道 遮罩等多种设计草稿 以便于下次打开文件可以修改上一次的设计 图形图像的格式 PNG格式PNG PortableNetworkGraphics 是一种新兴的网络图形格式 结合了GIF和JPEG的优点 具有存贮形式丰富的特点 PNG最大色深为48bit 采用无损压缩方案存储 著名的Macromedia公司的Fireworks的默认格式就是PNG 体验二 使用acdsee看图工具 在教学素材中选择一图片 分别将其转化为扩展名为 jpg tga bmp pcx pcx gif tif格式 观察各种格式的文件尺寸大小及清晰度 学习指导 阅读教材p28 29页内容 总结出图像格式还有哪些 各有什么特点 2 1 4图形 图像文件的压缩 数据压缩 对数据重新进行编码 以消除数据序列中的冗余性 实现原数据序列变换成较短的输出数据序列 又称压缩数据序列 的技术 压缩比 压缩数据序列与原数据序列长度之比 无损压缩 是指利用信息相关性进行的数据压缩 这种压缩并不损失原有信息的内容 是一种可逆压缩 即经过文件压缩后可以将原有的信息完整保留的一种数据压缩方式 范围 文档 可执行文件等普通的数据文件 有损压缩 是利用了人类视觉和听觉器官对图像或声音中某些部分不敏感的特性 采用一些高效的有限失真数据压缩算法 大幅度减少多媒体中的冗余信息 它允许在压缩过程中损失一定信息 即压缩后不能将原来的文件信息完全保留 所以是不可逆压缩 范围 图像 音频