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信息素养第三章信息素养第三章第1页，共27页，编辑于2022年，星期四第第3章章 数字媒体信息基础数字媒体信息基础 数字颜色理论数字颜色理论1数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术23媒体信息的存储、组织与管理媒体信息的存储、组织与管理33多媒体信息及特点多媒体信息及特点4第2页，共27页，编辑于2022年，星期四本章学习目标本章学习目标v掌握掌握RGB、CMYK、HSB颜色模式，理解颜颜色模式，理解颜色模型和颜色深度的概念。色模型和颜色深度的概念。v掌握采样与量化、压缩与编码的内容及特点。掌握采样与量化、压缩与编码的内容及特点。v了解多媒体信息的存储、组织和管理的方法，了解多媒体信息的存储、组织和管理的方法，了解多媒体数据库。了解多媒体数据库。v掌握文本、图形、图像、数字音频、动画及数掌握文本、图形、图像、数字音频、动画及数字视频等媒体信息的特点、文件格式和获取字视频等媒体信息的特点、文件格式和获取途径。途径。第3页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.1 颜色模式颜色模式1.RGB颜色模式RGB颜色模式又称光色混色法或加色混色法，是基于自然界中三种基色光的混色原理。其混色方法是：红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）是三种基色。每种基色色阶都从0到255的连续取值。等值的红色、绿色合成黄色。等值的红色、蓝色合成品红色。（品红，颜色名称，也称作洋红）等值的蓝色、绿色合成青色。等值的红色、蓝色、绿色最大值合成白色，最小值合成黑色，其余等值状态可合成灰色。第4页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.1 颜色模式颜色模式2.CMYK颜色模式CMYK颜色模式又称印刷色混色法或减色混色法。是基于颜料的混色原理。其混色方法是：青（Cyan）、品（Magenta）、黄（Yellow）是三基色，黑（Black）是补充基色。每种基色色阶都从0到100的连续取值。等值的青色、品色合成蓝色。等值的青色、黄色合成绿色。等值的品色、黄色合成红色。等值的青色、品色、黄色最小值合成白色。等值的青色、品色、黄色最大值理论上合成黑色，但实际上不能和成黑色，因此需要补充添加原色(黑色)。其余等值状态可合成灰色。第5页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.1 颜色模式颜色模式3.HSB颜色模式HSB颜色模式是基于人眼对色彩的观察来定义的。色相（色相（H）色相也称色调，是颜色的根本属性，其规定了颜色的根本性质。色相的取值范围是0360。红、黄、绿、青、蓝、品六种颜色形成360的面（圆面），其中每两种颜色相差60。饱和度（饱和度（S）饱和度指颜色的强度或纯度，表示色相中灰色成分所占的比例。在HSB颜色模式中，饱和度得取值范围是0%-100%。亮度（亮度（B）亮度是颜色的相对明暗程度，在HSB颜色模式中，亮度得取值范围是0%（黑）-100%（白）。HSB颜色模式也有用HLS、HSI等表示的。第6页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.1 颜色模式颜色模式4.Lab颜色模式Lab颜色模式是国际照明委员会（CIE）制定发布的一种衡量颜色的标准，在1976年命名为CIELab。Lab颜色模式主要解决了由于不同设备（显示器、打印机等设备）所造成的颜色差异，即其是不依赖于设备的颜色描述。Lab颜色模型由三个要素组成：一个亮度分量L及两个颜色分量a和b。其中L的取值范围是0%-100%。a分量是从深绿色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮红色（高亮度值）的色谱变化。而b分量是从亮蓝色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）色谱变化，a和b的取值范围均为-128-127。第7页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.2 颜色模型颜色模型1.RGB颜色模型（空间立方体颜色模型）根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成：FrR+gG+bBRGB颜色空间通常可以用一个三维的立方体来描述。自然界中任何一种色光都可由R、G、B三基色按不同的比例相加混合而成，当三基色的分量值都为最弱（即全都等于0）时混和成为黑色；当三基色的分量值都为最强（即全都等于255）时混合成为白色。任一颜色是这个空间立方体中的某一点，其颜色值分别对应R、G、B色轴的坐标值。第8页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v3.1.2 颜色模型颜色模型2.HSB颜色模型（空间圆锥体颜色模型）HSB（Hue，SaturationandBrightness）颜色模型用一个圆锥空间模型来描述。其中：HSB圆锥空间模型表示圆锥上亮度、色度和饱和度的关系。圆锥垂直轴表示亮度：亮度值是沿着圆锥的轴线度量的，沿着圆锥轴线上的点表示完全不饱和的颜色，按照不同的灰度等级，最亮点为纯白色、最暗点为纯黑色。圆锥纵切面：描述了同一色调的不同亮度和饱和度关系。圆锥横切面：色调H是绕着圆锥截面度量的色环，圆周上的颜色为完全饱和的纯色，色饱和度为穿过中心的半径横轴。第9页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v 3.1.3 颜色深度颜色深度数字图像的颜色是由组成图像的基本单位像素单位像素的颜色决定的。像素的颜色根据其颜色描述的二进制位元（BIT）值来描述的数字图像中常见的颜色深度（比特位）有1位、8位、24位、32位、48位等。1.黑白图像（二值化）黑白图像（二值化）只有黑白两种颜色，颜色深度一位（21=2色）。2.灰度图像（灰度图像（Grayscale）共有256个颜色描述，类似传统的黑白全色照片，由黑到白256种灰色变化。颜色深度8位（28=256色）。3.全彩图像（全彩图像（Full Color）RGB颜色模式，由R、G、B三种基色构成，每种基色都以8位颜色深度（256种色阶）描述，总共可以描述24bit的1677万色,这是电脑所能表示的最高色彩，也称作RGBTureColor。第10页，共27页，编辑于2022年，星期四3.1 数字颜色理论数字颜色理论v 3.1.3 颜色深度颜色深度4.索引色图像（索引色图像（Index Color）把全彩图像中的全部24bit颜色进行索引（Indexed），新建立起一张“索引色表（Histogram，直方图）”，把图像中使用的颜色与这个索引颜色表中的颜色一一对应起来，在基本不改变视觉表现的前提下，重新建立起图像索引图像索引色图像，达到简化颜色，缩小文件尺寸、节省磁盘空间的目的。索引色常使用16色、32色、64色、128色或216色等，但最多不得超过256色。第11页，共27页，编辑于2022年，星期四3.2 数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术v 3.2.1 采样和量化采样和量化 1.采样和量化的概念采样和量化的概念采样也叫抽样，是把模拟信号在时间上按照一定的间隔进行取值，时间间隔越小（频率越高），取值越精确。量化是把模拟信号在振幅上按照一定的电平间隔进行细分取值，具体幅度值用舍入法归到靠近的量化电平上。细分的间隔越小，取值精度越高。第12页，共27页，编辑于2022年，星期四3.2 数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术v3.2.2 数据压缩与编码数据压缩与编码1.数据压缩与编码数据压缩与编码信息编码是为方便信息的存储、检索、传输和使用，在进行信息处理时赋予信息元素以代码的过程。编码的目的在于提高信息处理的效率。媒体信息一般都具有很大的数据压缩的潜能，这主要是他们存在很多数据冗余。2数据压缩编码方法数据压缩编码方法信息编码时要充分考虑媒体信源本身的统计特征、系统软硬件的适应能力和应用环境以及技术标准。编码压缩方法有许多种。从信息论角度出发可分为两大类：从信息论角度出发可分为两大类：冗余度压缩方法，也称无损压缩无损压缩。是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，在数学上是一种可逆运算。信息量压缩方法，也称有损压缩有损压缩。是解码图像和原始图像有一些差别，允许有一定的失真。第13页，共27页，编辑于2022年，星期四3.2 数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术v3.2.2 数据压缩与编码数据压缩与编码3常见媒体信息的数据压缩编码国际标准常见媒体信息的数据压缩编码国际标准u1）JPEG标准（静止图像压缩标准）u2）H.261标准（动态图像压缩标准）u3）MPEG标准（动态图像压缩标准）u4）MPEG-1（动态图像压缩标准）u5）MPEG-2（动态图像压缩标准）u6）MPEG-4（动态图像压缩标准）u7）MPEG-7（多媒体内容描述接口）u8）MPEG21（多媒体框架）第14页，共27页，编辑于2022年，星期四3.3 媒体信息的存储、组织与管理媒体信息的存储、组织与管理v3.3.1 多媒体数据库（多媒体数据库（MDB）1多媒体数据库的概念多媒体数据库的概念多媒体数据库（MultimediaDatabase，简称MDB）是一个由若干多媒体对象所构成的集合。这些数据对象按一定的方式被组织在一起，可为其他应用所共享。2多媒体数据库的特点多媒体数据库的特点u1）信息的数据量大u2）数据类型、描述方式多种多样u3）具有一定的时域特征u4）一般要求按内容检索第15页，共27页，编辑于2022年，星期四3.3 媒体信息的存储、组织与管理媒体信息的存储、组织与管理v3.3.2 多媒体数据库管理系统（多媒体数据库管理系统（MDBMS）1多媒体数据库管理系统的概念多媒体数据库管理系统的概念多媒体数据库管理系统（MultimediaDatabaseManagementSystem，简称MDBMS）是一个以多媒体数据库为基础的多媒体应用，该应用能够完成对多媒体数据库的各种操作及管理功能，如对多媒体数据库的定义、创建、查询、访问、删除等。2多媒体数据库管理系统的功能：多媒体数据库管理系统的功能：u支持多种媒体数据类型及多个媒体对象的多种合成方式。u能够为大量数据提供高性能的存储管理。u支持传统的数据库管理系统的功能。u支持多媒体信息提取的功能。u能够为用户提供丰富而便捷的交互手段。第16页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.1 文字信息及特点文字信息及特点uDOC格式当在MicrosoftWord中保存一个新文档时，默认情况下，Word会以扩展名为DOC的Word2000格式进行保存。uTXT格式TXT是纯文本格式，只保存文本，不保存其格式设置。将所有的分节符、分页符、换行符转换为段落标记。使用ANSI字符集。用记事本编辑的文本在默认情况下，就是以TXT格式进行保存的。uHTM（HTML）格式HTM（HTML）文件格式是Web网页格式。如果将文件保存为Web页，则所有的支持文件（如项目符号、背景纹理和图形）在默认情况下都将保存在支持文件夹中。uRTF格式RTF文件格式是保存所有格式设置。将格式设置转换为其他程序（包括兼容的Microsoft程序）能阅读和解释的指令。uWPS格式当用WPS进行编辑文本时，默认的文本格式就是WPS格式。1.文本的来源和获取文本的来源和获取2.文本的开发与设计文本的开发与设计3.常用文本文件的格式常用文本文件的格式第17页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.2 数字图形及特点数字图形及特点图形是多媒体信息中“图”的一种形式，是由数学曲线进行描述的。由于图形具有独立的“形状”概念，在变换时不失真、不变形，能够保持原有的品质，因此具有广泛的用途，例如标志设计、矢量动画、三维动画等。1.矢量图形第18页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.2 数字图形及特点数字图形及特点2图形的来源和获取图形的来源和获取一般建立图形有两种方式：矢量化和绘制图形。图像矢量化图像矢量化是把图像经过运算描述成为矢量图形的过程。图形绘制图形绘制是直接建立图形的方法。在图形设计软件中可以方便地建立矢量图形，并且可以对矢量图形进行各种效果的处理。3常见图形格式常见图形格式AI（AdobeIllustrator）：Adobe开发的矢量文件格式。SVG是可缩放的矢量图形格式。DXF是DrawingExchangeFormat的缩写，是AutoCAD中的图形文件格式。EPS是EncapsulatedPostScript的缩写，是跨平台的标准格式，扩展名在PC平台上是eps，在Macintosh平台上是epsf，主要用于矢量图像的存储。PS是页面描述InterpredtedPostScript格式：Adobe开发的矢量文件格式，既页面描述语言，在专业印刷工业领域应用非常广泛。WMF是WicrosoftWindows元文件格式。第19页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.3 数字图像及特点数字图像及特点1数字图像数字图像图像又称为栅格图、位图等，是像素描述的图。图像的基本组成单元是像素，由像素的颜色变化形成了图像的内容。组成图像的像素有两个重要的指标参数：分辨率和颜色深度。分辨率和颜色深度。分辨率分辨率是指单位内像素的多少，其常用单位是DPI（每英寸像点的数量）颜色深度颜色深度是指图像图描述颜色的方式，图像常见的颜色描述方式有黑白图像（1位颜色深度）、256级灰度图像（8位颜色深度）、RGB真彩色图像（24位颜色深度）、CMYK真彩色图像（32位颜色深度）、索引色图像（1位至8位颜色深度）。在图像中画面的内容没有独立性图像图的缺点第20页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.3 数字图像及特点数字图像及特点2.图像的来源和获取图像的来源和获取 多媒体信息中的图像有不同的来源，其主要的途径大体有以下三个方面：u生活中的图像：生活中的图像：对印刷图片、视频图像或现实环境中的景观等这些生活中的图像，可以利用扫描仪、数码相机等设备加以数字化处理，成为计算机能够识别的数字图像文件。u数字图像资源数字图像资源在互联网上、数字图书馆、图片光盘等媒体资源平台或媒体数据库中有极为丰富的数字图像文件，这些文件可以通过免费下载、授权复制、购买等方法从网络上、图书馆、音像商店等渠道获得。取得的数字图像文件可以直接使用。u绘制图像绘制图像使用电脑绘图软件Painter、Photoshop等进行绘制。第21页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.3 数字图像及特点数字图像及特点3常见图像格式常见图像格式1）BMP（Bitmap，位图图像）是Windows环境下的标准图像格式，是一种与硬件设备无关的文件格式，支持Windows平台下所有的多媒体软件环境。2）TIFF（TaglmageFileFormat）图像文件是由Adobe和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式，被广泛应用在电子照排、印前系统。3）GIF（GraphicsInterchangeFormat，图像互换格式）是网页上普遍使用的一种图像文件格式。4）JPEG是采用JPEG压缩算法的图像文件格式，文件后辍名为“.jpg”或“.jpeg”。5）TGA格式（TaggedGraphics）是视频非线性编辑普遍采用的一种图像文件格式，支持几乎所有的多媒体应用软件。6）PNG（PortableNetworkGraphics，可移植性网络图像）是网页上普遍使用的图像文件格式。PNG采用无损压缩算法，支持24位和48位真彩色图像文件，同时可以支持alpha透明。浏览器能够支持的网页上的图像文件格式有浏览器能够支持的网页上的图像文件格式有PNG、JPG和和GIF，其中可以支持动画形式的文件格式只有GIF，可以支持图像透明的格式有PNG和GIF，但GIF只能支持简单的单色透明，而PNG可以支持8位的Alpha透明，有丰富的透明信息。第22页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.4 数字音频及特点数字音频及特点 1音频信息的采集和获取音频信息的采集和获取音频信息主要可以通过以下几种方式：音频信息主要可以通过以下几种方式：u音频采集：音频采集：利用计算机配置的声卡等多媒体硬件设备，通过声音采样（音频捕获）软件录制数字音频。uMIDI数字音乐：数字音乐：MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface，乐器数字接口）是电声乐器之间通信的标准。MIDI不仅在不同的电声设备间传输音符、响度、节奏等信息，同时也传送控制信息。MIDI技术可以把电子合成器、电子节奏器、电子音源、音序器等连接在一起，组成功能强大的数字“乐队”，MIDI不仅可以模拟出真实世界中各种乐器的音色效果，还可以逼真地模拟出大型交响乐队的演奏效果。u音乐资源：音乐资源：通过互联网络、视听图书馆、媒体资源库等平台从已有的声音库或网上获取声音素材，再对这些素材进行编辑加工。第23页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.4 数字音频及特点数字音频及特点 2常用的声音文件格式常用的声音文件格式 WAV格式是Windows多媒体音频格式中最经典的格式，WAVE文件采用三个参数来表示声音：采样位数、采样频率和声道数。MID格式是MIDI的格式，RMI是Microsoft制定的MIDI格式。MP3格式是MPEG规范的AudioLayer3（第三层音频压缩）格式。其压缩率可达110甚至112，采样率为44kHz、比特率为112kbit/s。RA、RAM格式是Real公司的流媒体音频格式，采用了“音频流”技术，适合网络在线广播。WMA格式是微软的网络多媒体服务平台上的流媒体音频格式。WMA文件在80kbps、44kHz的模式下压缩比可达118，压缩速度比MP3提高一倍。APE格式是一种无损压缩音频格式。是网络上传播音乐文件的主要格式，WAV文件可以压缩为APE文件，压缩后的APE文件容量要比WAV源文件小一半多，可以节约传输所用的时间。压缩之后的APE音频文件可以直接被播放，无须进行解压缩还原为WAV。第24页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.5 动画、数字视频及特点动画、数字视频及特点1动画、数字视频的采集与获取动画、数字视频的采集与获取数字视频可以通过以下渠道获得：数字视频可以通过以下渠道获得：1）视频采集：）视频采集：通过视频采集卡，把模拟摄像机、模拟录像带等模拟视频设备拍摄的模拟视频节目，经过专门的视频采集软件转换为数字视频信号，经过编码压缩后存储称数字文件。2）直接利用：）直接利用：对于数码摄像机拍摄的节目文件，VCD、DVD等光盘中的节目文件可直接复制到计算机中进行利用。3）资源文件：）资源文件：通过互联网络、视听图书馆、媒体资源库等平台从已有的视频库或网上获取视频素材，再对这些素材进行编辑加工。4）电脑制作：）电脑制作：通过电脑动画软件（三维、二维）、非线性编辑软件等制作系统制作、剪辑、合成出新的数字视频文件。第25页，共27页，编辑于2022年，星期四3.4 多媒体信息及特点多媒体信息及特点 v3.4.5 动画、数字视频及特点动画、数字视频及特点2常用的动画、视频文件格式常用的动画、视频文件格式 1）ASF格式是AdvancedStreamingformat的缩写，是MICROSOFT开发出来的一种流媒体文件格式，使用了MPEG4的压缩算法，压缩率和图像的质量都比较好。2）AVI格式是AudioVideoInterleave的缩写，是MICROSOFT开发的Windows平台音视频格式，目前已经成为音视频的标准格式了。3）MPEG格式是MotionPictureExpertsGroup的缩写，包括有MPEG-1,MPEG-2和MPEG-4等不同的版本标准。MPEG-1广泛应用在VCD节目中，MPEG-2则应用在DVD的制作（压缩）方面，同时在一些HDTV（高清晰电视广播）中也有应用。4）DIVX视频编码技术是一种新的视频压缩格式，由视频编码技术是一种新的视频压缩格式，由 Microsoft mpeg4 v3 发展而来，视频部发展而来，视频部分用分用 MPEG4 压缩算法，音频部分采用压缩算法，音频部分采用MP3或或WMA进行压缩。进行压缩。5）MOV是Apple（苹果）公司创立的一种视频格式，过去只能在苹果公司的MAC系统上使用。现在可以支持WINDOWS平台，使一种跨平台的视频格式。6）RM/RMVB格式RM/RMVB格式是real公司的视频格式，是浏媒体技术中主要的格式标准。RMVB格式是RM格式的生级和延伸。第26页，共27页，编辑于2022年，星期四第27页，共27页，编辑于2022年，星期四