多媒体教学软件中图像信息采集方法探讨

1、第1卷第5期2002年9月广州大学学报(自然科学版)JOURNAL OF GUANGZHOUUNIVERSITY(Natural Science Edition)Vol.1No·5Sept.2002文章编号:1671_4229(2002)05_0092_04多媒体教学软件中图像信息采集方法探讨蔡兴勇1,梁斌2(1.广州大学科研处,广东广州510405; 2.广州大学教育学院,广东广州510405)摘要:分析数字图像信息的存储格式,介绍了在制作多媒体教学软件时获取图像素材的方法以及为适应多媒体软件制作进行图像格式转换的方法.关键词:图像信息;多媒体教学软件中图分类号: G 434文献标

2、识码: A随着多媒体、网络技术的发展,多媒体教学软件、教学网站在教学中得到了越来越广泛的应用,而图像则以其直观、形象、多样等特点成为其中用来表达教学内容的主要方式.目前,图像素材的来源十分广泛、种类非常繁多、格式也很复杂,在制作教学软件时,通过何种途径采集图像素材,并转换成合适的格式为人们所用就是本文所要讨论的.1图像素材常用的存储格式在多媒体软件中的应用图像信息在现代多媒体教学中得到大量使用.我们在制作广东省“五个一百”工程中的文学概论和外国文学两门电教试验课程相对应的CAI课件中,采集和处理了大量的图片资料,使得一些抽象的概念和无形的想象通过具体形象的图像呈现相关的教学内容,产生特殊的教学

3、效果.在多媒体CAI课件中通常大量采用图像信息资料,但图像数量多,文件数据量大,呈现和传输的速率会受到极大的影响.如果使用的计算机配置不高,输出一幅图像往往需要等待很长的时间,这会使得教学效果大打折扣,因此,我们必须掌握图像信息数字化的属性,在不影响图像质量的前提下,选用不同格式的图像文件.总体来说,计算机数字图像有矢量图和位图两种类型,矢量图形是用通过指令描述画面中所包含的直线、矩形、圆和圆弧的大小、形状、位置、颜色等属性来描述一幅画面的,显示矢量图形需要专门的软件将描述图像的指令转换成屏幕上所显示的形状和颜色,所以在多媒体软件中较少使用,多数情况下是用矢量图作为中间素材最后转化成位图图像.

4、矢量图的优点是容易实施移动、缩放、旋转和扭曲等变换,相对于位图,颜色位数少,存储数据量小,无论放大多少倍,不会影响清晰度.但矢量图不适合表示细腻的画面,这是描述矢量图的方法所决定的,通俗地说就是彩色过渡不平滑,有阶梯感.位图图像是由数字阵列信息组成,阵列中的各项数字用来描述构成图像各个点的强度与颜色等信息.在计算机屏幕上,数字图像是以正方形或矩形点阵的方式显示的.在多媒体软件中使用的图像一般都是位图.与矢量图相比,位图占用的存储空间较大,而且不易进行变换和修改.通常位图在固定的分辨率里不能放大,否则就会模糊.位图比较适合表现有明暗变化、场景复杂、多种颜色及大量细节的画面,并可直接、快速地在屏幕

5、上显示.位图图像文件的存储格式很多,但在多媒体软件制作中常把各种格式的图像素材转换成以下几种格式来使用.1.1BMP格式BMP最多可以使用16 M以上的色彩进行渲染,BMP格式的图像具有极其丰富的色彩,图像质量也最好,但在幅面相同的情况下以这种格式存储的图像素材占用空间最大.一般把用来合成的源图像用这种格式的图像保存,以保证很高的图像质量,在制作的文学概论的多媒体课件中,为了体现原作品的高清晰度和原作品的影调和整体效收稿日期: 2002-06-18;修订日期: 2002-07-03作者简介:蔡兴勇(1963-),男,高级实验师;主要研究方向:现代教育技术.,同时又是在单机上使用,传输的速率都可

6、以跟得上,我们多采用BMP格式的图像.但是考虑到网络传输的因素,而最终用在多媒体软件中的合成图像则以下面的格式存放.1.2GIF格式GIF称为图形交换格式,它是一种压缩的8位图像文件,这种格式的文件大多用在网络传输上,传输速度比其它格式的图像文件快得多.此格式的文件最大缺点是最多只能处理256种色彩,所以它不能用于存储真彩的图像文件.鉴于网页对浏览速度的要求高于图像质量的要求,所以网页中的图像素材一般都使用GIF格式.在制作网络版的CAI课件中常常转换为GIF格式,其数据量少,有利于提升传输图像信息的速度.1.3JPEG格式JPEG格式是所有压缩格式中最卓越的,尽管它使用有损失的压缩方案,但在

7、压缩前可以从对话框中选择所需图像的最终质量,这样,就有效地控制了JPEG在压缩时的损失数据量.一般都选择Maximum(最高)项,以最大限度地保存图像,此种设置可能比其它质量要求所需的磁盘空间大,但对其它格式的文件而言,它却小多了.基本上一个40M的PSD文件可以压缩到2 M左右.JPEG格式的图像素材可以用在多媒体教学软件中,也可以用于网页上.1.4TIFF格式TIFF称为标签图像文件格式,由Aldus为Mac-intosh机开发的文件格式.目前,TIFF格式已支持到了24个通道,它是除Photoshop自身格式外唯一能存储多个四个通道的文件格式.另外,在3DS中也可以生成TIFF格式的文件

8、,由于TIFF的诸多特性,尤其是它在压缩时绝不影响图像像素这一点上,TIFF文件多被用于存储一些色彩绚丽、构思奇妙的贴图文件.它将3DS、Macintosh、Photoshop有机地结合在一起.所以这种格式的图像文件一般用作中间合成,如在出版印刷处理过程中,往往要求提供TIFF格式的文件.1.5PNG文件象GIF一样,PNG也使用无损压缩方式来减小文件的尺寸,越来越多的软件开始支持这一格式,PNG格式有替代GIF格式的倾向,可能不久的将来它将会在整个Web上流行.PNG图像可以是灰阶的(位深可达16bit)或彩色的(位深可达48bit),为缩小文件尺寸,它还可以是8bit的索引色.PNG使用新

9、的高速交替显示方案,可以迅速地显示,只要下载1/64的图像信息就可以显示出低分辨率的预览图像.与GIF不同,PNG格式不支持动画,但它们更多被采用于网络传输图像.综上所述,同样一幅图像以不同格式保存,其文件的大小不同.下面就以我们制作的外国文学课件中采用的“思芬克斯”神像这幅图像进行比较(表1).表1不同图像格式文件大小比较Table 1The comparison of file size fordifferent graphic format格式大小BMP 1.3MGIFJPEGTIFFPNG130K94K1.3M1.0M由此可见,格式不同,其图像大小也是不一样的,但这不是固定不变,我们在

10、使用图像时,要视实际情况选用,而不能简单地说,哪一种格式最好或不好.2图像素材的采集方法在我们制作多媒体软件时,采集图像素材的方法非常多,概括起来主要有以下6种,可以根据具体情况选择其中一种方法或综合应用其中的几种方法,对于采集到的图像素材,一般还要使用Pho-toshop之类的软件按设计要求进行合成处理后才放入制作的多媒体软件中.2.1选择合适的分辨率进行图像扫描在制作多媒体教学软件时,这是一种常用的图像采集方法.各种图形图像是制作多媒体课件时使用最多的媒体素材,图像文件的大小与课件总容量关系密切,直接影响着图像呈现的速度和课件运行的效果.如果希望把教材或其它书籍中的一些插图放在多媒体教学软

11、件中,可以通过彩色扫描仪将图扫描转换成计算机数字图像文件,在扫描时,要根据图像质量的用途要求,确定图像的清晰度,从而选定扫描图像的分辨率,即dpi值.dpi值越大,图像占用的磁盘空间越大,数据量越多.例如我们在制作外国文学课件中,采集的图像幅度为12.7 cm×8.6 cm的彩色图片,要是采用不同的dpi值,则得到BMP格式的图像文件大小是差别很大的,如表2所示.93第5期蔡兴勇等:多媒体教学软件中图像信息采集方法探讨表2不同分辨率的BMP格式文件大小比较Table 2The comparison of file size for different res-olution of B

12、MP format图像的dpi值图像文件大小(MB)300 4.79150100751.180.520.28可以看出,这几个图像文件所占的磁盘空间差异显著.图像文件过大,不仅课件占用的空间大,而且运行速度慢,会改善屏幕展示的效果,应用时要仔细考虑.当然对这些图像文件,还要使用Photo-shop进行一些诸如颜色、亮度、对比度、清晰度、幅面大小等方面的调整,以弥补扫描时留下的缺陷.2.2图像捕捉如果电脑已装有图像捕捉卡,可以利用它采集视频图像的某一帧而得到数字图像,也可以使用象Hypersnap之类的软件(不要求有图像捕捉卡)把显示在电脑屏幕上静态图像截取出来,保存为数字图像文件.这种方法常用在

13、当需要把其它多媒体教学软件中的图像或视频截取出来用在我们制作的多媒体软件中.这种方法简单灵活,但产生的图像质量一般难以与扫描质量相比.这主要由两方面因素决定,一是由捕捉卡的质量所决定,二是由视频信号的质量所决定.非专业图像卡只能采集复合信号,有的甚至不能满屏.专业的图像卡不仅可以采集满屏图像,还可以用分量方式输入,这样能达到较好的效果.2.3数字摄影随着数字照相机的不断发展,数字摄影是近年来广泛使用的一种图像采集手段,数字照相机拍摄的图像是数字图像,它被保存到照相机的内存储器芯片中,然后通过计算机的通讯接口将数据传送到多媒体计算机上,再在计算机中使用Photoshop等软件进行处理后应用到制作

14、的多媒体软件.使用这种方法可以方便、快速地制作出实际物体例如旅游景点、实验仪器器具、人物等的数字图像,然后插入到多媒体软件中.2.4光盘采集目前很多公司、出版社制作了大量的分类图像素材库光盘,例如,各种植物图片库、动物图片库、办公用品图片库等,光盘中的图片清晰度高、制作精良,而且同一幅图还以多种格式存储,这些光盘可以在书店等处买到,从素材库光盘中选择所需要的图像是一条捷径.2.5网上下载或网上图片库网络中提供了各种各样非常丰富的资源,特别是图像资源.不但网页上的图片可以为我们所使用,而且很多网站本身也提供了图片库供下载使用.对于网页上的图像,可以通过把鼠标放在所需的图片上按右键在弹出的菜单中选

15、择另存图片选项把网页上的图片下载存储在本地机中使用;而对于有些提供了素材库的网站,都提供了图片下载工具以便我们可以把素材库中的图像素材下载到本地机中使用.那么我们如何在浩瀚的网络资源中查找到我们所需要的图片素材呢?常用的方法是只要合理使用网站提供的搜索工具(例如WWW.SO-HU.COM , WWW.163.COM等)就能找到,在使用搜索工具时,搜索关键字的合理设定是非常重要的.2.6软件绘制对于那些确实无法通过上述方法获得的图形素材,就不得不使用绘图软件来制作.绘图软件很多,常用的有FREEHAND、ILLUSTRATOR、CAREL-DRAW等,这些软件提供了强大的绘制图形的工具、着色工具

16、、特效功能(滤镜)等,可以使用这些工具制作出所需要的图像.一般来说,只要能设计出的图像,使用这些软件都可以制作出来.3图像素材格式的转换目前常用的制作多媒体教学软件的工具有AUTHORWARE和DREAMWEAVER,它们都有最佳支持的图像文件格式和不支持的图像文件格式.一般来说,使用AUTHORWARE制作多媒体教学软件时,图像素材要使用JPG或BMP格式,而使用DREAMWEAVER制作网页多媒体软件时,图像素材要使用GIF或JPG格式,这样我们就要把获得的图像素材存为上述要求的格式.格式的转化可以通过图形处理软件本身来完成,譬如采用图像处理软件Photoshop,进入图形处理软件Phot

17、oshop工作界面,调入要转换的图形文件或通过复制粘贴的方法将要转换的图形文件调入图形处理软件中,然后选择“另存”,再选择所要的文件格式进行存储就行了.譬如通过Photoshop工作主界面的“文件”下拉菜单中选择“打开”选项,弹出“打开”选项窗口,找到存放图像文件的路径及文件名,如“带钢盔的雅典娜”,其文件名:ydn.bmp,点击文件名,再单击OK按纽,即可打开“带钢盔的雅典娜”的图像,如果94广州大学学报(自然科学版)第1卷把它直接转换成JPG格式文件,则选择“文件”下拉菜单,单击“另存为”选项,即弹出相应窗口.选定想要转换的文件格式,即JPG,以及给出文件名和存放路径,然后,单击OK按纽即

18、可完成.如果被转换的图像正在图形处理软件Photoshop中进行素材处理,即属于Photoshop PDF状态下,那么你必须先合并图层后,再另存成要求的文件格式即可.例如,我们正在编辑处理“希腊神像爱神与小爱神”这幅图像,它处于一个Photoshop PDF文件,不能直接转换为其它格式,此时,必须先选择“图层”下拉菜单中的“合并图层”选项,然后再选择“文件”下拉菜单中的“另存为”选项,弹出相应对话框,在对话框中选定需要转换的文件格式以及给出文件名和存放路径,单击“OK”按纽即可完成.4总结在获取图形素材时往往将上述的方法结合起来使用,从而获得源素材,然后再使用图像处理软件(常用的是Photos

19、hop软件)加工合成为最终多媒体教学软件中需要的图像素材.不同的图形格式会影响图片是否能插入到多媒体软件中或在多媒体软件中的显示速度和显示质量.合理地使用图片素材会增强多媒体软件的教学效果,加上强大的多媒体著作工具的各种功能体系,可呈现人机友好交互效能,满足教学所需.参考文献:1谢百治,马飞,夏仁康.多媒体技术与教学设计M.北京:中央广播电视大学出版社,1999.XIE Bai_zhi, MA Fei, XIA Ren_kang.Multimedia technology and instruction designM.Beijing:Center Broadcast College Press,1999.2郭启全,李燕.多媒体CAI的创作方法与实例M.北京:电子工业出版社,2000.GUO Qi_quan,LI Yan. The meth