【教学课件】第一章数字媒体基础.ppt

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1、第一章第一章 数字媒体基础数字媒体基础l一了解数字媒体的概念及组成一了解数字媒体的概念及组成l二、掌握数字图像、图形的基础知识二、掌握数字图像、图形的基础知识l三、了解数字视频与音频的原理及标准三、了解数字视频与音频的原理及标准本章学习内容及要求本章学习内容及要求一、数字媒体技术概念及组成一、数字媒体技术概念及组成l数字媒体非线性编辑技术是一门新的综合性技术，它涵盖了电视技术、数字媒体技术和计算机技术的主要领域，其关键技术主要包括电影与电视编辑技术、数字视频与音频处理技术、数字图形与图像处理技术、数据压缩技术、数字存储技术、多媒体网络技术以及计算机硬件技术等等。l数字媒体技术包括数字图形与图像

2、技术、数字视频与音频技术和数字压缩编码技术等。l一了解数字媒体的基础概念一了解数字媒体的基础概念l二、掌握数字图像、图形的基础知识二、掌握数字图像、图形的基础知识l三、了解数字视频与音频的原理及标准三、了解数字视频与音频的原理及标准l四、介绍四、介绍常用视音频格式及通用处理软件常用视音频格式及通用处理软件l1 1、图形与图像的区别与联系、图形与图像的区别与联系l2 2、图形与图像的像素、图形与图像的像素l3 3、图形与图像的色彩模式、图形与图像的色彩模式l4 4、图形与图像的基本类型、图形与图像的基本类型l5 5、图形与图像的基本属性、图形与图像的基本属性二、数字图像、图形的基础知识二、数字图

3、像、图形的基础知识l1 1、图形与图像的区别与联系、图形与图像的区别与联系l像素是数字图形与图像中能被单独处理的最小基本单元。从像素的视觉属性看，它是一个最小可视单位。从像素的量值属性看，它的数据结构应同时包含有显示地址、色彩、亮度等数据，这些数据就称为像素值。如果把每个像素值按照图像中该像素所对应的位置排列，就可以构成一个像素矩阵，矩阵中的每一个元素对应图像中的一个点。因此数字图形与图像的非线性编辑正是对这个像素矩阵的数据采用一定的算法进行有目的的处理。2 2、图形与图像的像素、图形与图像的像素l常见的色彩模式有：HSB（色相、饱和度、亮度）、RGB（红色、绿色、蓝色）、CMYK（青色、洋红

4、、黄色、黑色）、LAB（由亮度L分量和两个色度分量：A从绿色到红色，B从蓝色到黄色）、YUV与YIQ模式 其中HSB（不常用），RGB三色光混合，用于显示器，CMYK以打印在纸上的油墨的光线吸收特性为基础。3 3、图形与图像的色彩模式、图形与图像的色彩模式RGBRGB（红色、绿色、蓝色）（红色、绿色、蓝色）lRGB模型也称为加色法混色模型。它是以RGB（红、绿、蓝）三基色光互相叠加来实现混色的方法，因而适合于显示器等发光体的显示。当三种基本颜色等量相加时，就会得到不同深浅的灰色。然而物体的颜色是丰富多彩的，任何一种颜色和这三种基色之间的关系可用下面的配色方程来描述：lF(物体颜色)=R（红色的

5、百分比）+G（绿色的百分比）+B（蓝色的百分比）YUVYUV与与YIQYIQ模式模式lYUV适用于PAL和SECAM彩色电视制式，而YIQ适用于NTSC（National Television System Committee,国家电视系统委员会）彩色电视制式。其中Y是亮度信号，U和V则是两个色差信号，分别传送红基色分量和蓝基色分量与亮度分量的差值信号，在NTSC彩色电视制式中使用YIQ模型，其特性与YUV模型相近。4 4、图形与图像的基本类型、图形与图像的基本类型n位图图像在技术上称为栅格图像，它使用彩色网格即像素来表现图像每个像素都具有特定的位置和颜色值。（优缺点）n矢量图形由称为矢量的数

6、学对象定义的线条和曲线组成。矢量根据图像的几何特性描绘图像。（优缺点）5 5、图形与图像的基本属性、图形与图像的基本属性l分辨率分辨率l颜色深度颜色深度lAlphaAlpha通道通道l分辨率分辨率 分辨率是一个统称，分为显示分辨率、分辨率是一个统称，分为显示分辨率、图像分辨率等。显示分辨率是指某一种显示图像分辨率等。显示分辨率是指某一种显示方式下，显示屏上能够显示出的像素数目，方式下，显示屏上能够显示出的像素数目，以水平和垂直的像素数表示。图像分辨率是以水平和垂直的像素数表示。图像分辨率是指组成数字图形与图像的像素数目，以水平指组成数字图形与图像的像素数目，以水平和垂直的像素数表示。和垂直的像

7、素数表示。关于图像的大小和分辨率关于图像的大小和分辨率n显示器分辨率显示器分辨率:显示器上每单位长度显示的像素或点的显示器上每单位长度显示的像素或点的数量数量,通常以点通常以点/英寸英寸(dpi)(dpi)来表示，硬件上与制造有关。来表示，硬件上与制造有关。一定的图像像素在不同分辨率的屏幕上显示的大小不一一定的图像像素在不同分辨率的屏幕上显示的大小不一样，屏幕分辨率越大显示的图像越小。显示器的尺寸只样，屏幕分辨率越大显示的图像越小。显示器的尺寸只影响人视觉上的大小。影响人视觉上的大小。n图像分辨率：通常以像图像分辨率：通常以像/英寸英寸(ppippi)来表示，在来表示，在photoshopph

8、otoshop中可以更改图像的分辨率，在中可以更改图像的分辨率，在inmagereadyinmageready中，中，图像的分辨率始终是图像的分辨率始终是72ppi.72ppi.由于其创建的图像专门用于由于其创建的图像专门用于联机联机WebWeb介质而非打印介质。介质而非打印介质。n在在photoshopphotoshop中，图像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。中，图像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。由于一定的打印机其打印分辨率是一定的，如果在打印尺由于一定的打印机其打印分辨率是一定的，如果在打印尺寸一定的情况下，图像分辨率越大，像素尺寸越小。寸一定的情况下，图像分辨率越大，像素尺寸越小。n文

9、件大小：图像大小是指图像的容量数字大小，度量单位文件大小：图像大小是指图像的容量数字大小，度量单位是字节。相同的图像尺寸，像素越多，图像尺寸越大，是字节。相同的图像尺寸，像素越多，图像尺寸越大，（1*11*1英寸英寸200ppi200ppi的图像所包含的像素是的图像所包含的像素是1*11*1英寸英寸100ppi100ppi所所包含的像素的四倍，所以文件大小也是它的四倍。）。另包含的像素的四倍，所以文件大小也是它的四倍。）。另外，文件的压缩格式也影响图像文件的大小。外，文件的压缩格式也影响图像文件的大小。习题习题l对于尺寸对于尺寸2*32*3英寸英寸,分辨率为分辨率为300ppi300ppi的的

10、RGBRGB图像图像,至少需要多少存储空间至少需要多少存储空间?l颜色深度颜色深度 颜色深度是指图像中每个像素的颜色（或颜色深度是指图像中每个像素的颜色（或亮度）信息所占的二进制数位数，亮度）信息所占的二进制数位数，记作位记作位/像素（像素（bits per pixelbits per pixel，bppbpp ）。）。n常见颜色深度种类有：常见颜色深度种类有：n4 4位：这是位：这是VGAVGA标准支持的颜色深度，共标准支持的颜色深度，共1616种颜色。种颜色。n8 8位：这是数字媒体应用中的最低颜色深度，共位：这是数字媒体应用中的最低颜色深度，共256256种颜色。种颜色。n1616位：在

11、位：在1616位中，用其中的位中，用其中的1515位表示位表示RGBRGB三种颜色，每种颜三种颜色，每种颜色色5 5位，用剩余的一位表示图像的其他属性。位，用剩余的一位表示图像的其他属性。n2424位：用三个位：用三个8 8位分别表示位分别表示RGBRGB，称为三个颜色通道，可生，称为三个颜色通道，可生成的颜色数为成的颜色数为16 777 21616 777 216种，约种，约16 M16 M种颜色，这已成为真种颜色，这已成为真彩色。彩色。n3232位：同位：同2424位颜色深度一样，也是用三个位颜色深度一样，也是用三个8 8位通道分别表示位通道分别表示RGBRGB三种颜色，剩余的三种颜色，剩

12、余的8 8位用来表示图像的其他属性。位用来表示图像的其他属性。lAlphaAlpha通道通道 使用使用3232位颜色深度时，用一个位颜色深度时，用一个8 8位来表示图位来表示图像的透明度信息，这个像的透明度信息，这个8 8位通道称为位通道称为AlphaAlpha通通道。道。nAlphaAlpha通道分为两种类型：通道分为两种类型：StraightStraight和和PremultipliedPremultiplied通道。通道。Straight AlphaStraight Alpha通道将像通道将像素的透明度信息保存在独立的素的透明度信息保存在独立的AlphaAlpha通道中，它通道中，它也被

13、称为不带遮罩的也被称为不带遮罩的AlphaAlpha通道。通道。n PremultipliedPremultiplied Alpha Alpha通道不但保存通道不但保存AlphaAlpha通通道中的透明度信息，而且同时保存道中的透明度信息，而且同时保存RGBRGB通道中的通道中的相同信息，因而它也被称为带有背景色遮罩的相同信息，因而它也被称为带有背景色遮罩的AlphaAlpha通道。通道。l一了解数字媒体的概念及组成一了解数字媒体的概念及组成l二、掌握数字图像、图形的基础知识二、掌握数字图像、图形的基础知识l三、了解数字视频与音频的原理及标准三、了解数字视频与音频的原理及标准l四、介绍四、介绍

14、常用视音频格式及通用处理软件常用视音频格式及通用处理软件三、了解数字视频与音频的原理及标准三、了解数字视频与音频的原理及标准 1 1动态图形与图像的视觉原理动态图形与图像的视觉原理 人眼具有人眼具有“视觉暂留视觉暂留”的时间特性，人眼对光像的时间特性，人眼对光像的主观亮度感觉与光像对人眼作用的时间并不同步的主观亮度感觉与光像对人眼作用的时间并不同步,主观感觉亮度是逐渐下降的主观感觉亮度是逐渐下降的,如图所示如图所示:图像亮度视觉 t亮度 t t 图1-2 动态图像之间在视觉亮度上的时间重叠特性曲线 2.2.视频与动画视频与动画:趋于一致趋于一致3.3.视频信号的描述视频信号的描述 （a）奇数场

15、图像 （b）偶数场图像 （c）奇、偶数场镶嵌 图1-4 隔行扫描图像再现示意图 电视制式:PAL、NTSC、SECAM制l(1)(1)视频扫描格式视频扫描格式n在数字技术中经常用水平、垂直像素数和帧频来表示扫描格式。n目前扫描格式主要有两大类：525/59.94和625/50，即：每帧的行数/每秒的场数。nNTSC制的场频准确数值是59.94005994Hz，行频是15734.26573Hz；nPAL制的场频是50Hz，行频是1562Hz。目前数字视频可以分为三种不同的标准：目前数字视频可以分为三种不同的标准：l（1 1）ATSC(AdvancedATSC(Advanced Televisio

16、n Systems Television Systems Committee,Committee,广播行业组织，美国高级电视系统委员广播行业组织，美国高级电视系统委员会会)标准标准 ,该标准中该标准中1414种采用逐行扫描方式。种采用逐行扫描方式。n高清晰度电视（高清晰度电视（HDTVHDTV）为）为19201080F19201080F，帧频，帧频F F为为6060（59.9459.94）Hz/Hz/隔行扫描，帧频隔行扫描，帧频3030（29.9729.97）Hz/Hz/逐行扫描，帧频逐行扫描，帧频2424（23.9223.92）Hz/Hz/逐行扫描；还有（逐行扫描；还有（HDTVHDTV）1

17、280720F1280720F，帧频，帧频F F为为6060（59.9459.94）Hz/Hz/逐行扫描，帧频逐行扫描，帧频3030（29.9729.97）Hz/Hz/逐行扫描，帧频逐行扫描，帧频24Hz/24Hz/逐行扫描。逐行扫描。n常规清晰度电视（常规清晰度电视（SDTVSDTV）为）为704 480 F704 480 F和和64O 64O 480 F 480 F，帧频，帧频F F可以是可以是 23.97623.976、2424、29.9729.97、3030、59.9459.94和和60Hz60Hz。4 4、数字视频标准、数字视频标准l （2 2）DVBDVB（The Digital

18、Video Broadcasting The Digital Video Broadcasting ProjectProject，数字视频广播节目）标准（是以欧洲数字视频广播节目）标准（是以欧洲为典型的数字视频标准）为典型的数字视频标准）n25Hz25Hz帧频的帧频的SDTV IRDSDTV IRD可以接收扫描格式可以接收扫描格式为为7205762572057625、5445762554457625、3525762535257625的图的图像像;n3OHz3OHz帧频的帧频的SDTV IRDSDTV IRD可以支持可以支持30000/1001Hz30000/1001Hz的帧频，的帧频，可以接收

19、扫描格式可以接收扫描格式为为7204803072048030、5444803054448030、4806803048068030、3524803035248030和和352240O30352240O30的图的图像。像。n对对25Hz25Hz的的HDTV IRDHDTV IRD，可以接收扫描格式为可以接收扫描格式为1152192OF1152192OF和和10801920F10801920F的图像的图像。l（3 3）ISDB(Integrated Services Digital ISDB(Integrated Services Digital BroadcastingBroadcasting，综

20、合业务数字广播综合业务数字广播)标准标准n它是由欧洲它是由欧洲的的DVB-TDVB-T衍生出来的集中在日本的数字视衍生出来的集中在日本的数字视频标准，可以说是经修改的欧洲方案。频标准，可以说是经修改的欧洲方案。与与DVB-TDVB-T相比，相比，ISDB-TISDB-T增加了部分接收和分层传输功能，是一种标增加了部分接收和分层传输功能，是一种标准化的复用方案，可以灵活地集成和发送多节目的准化的复用方案，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。它可以接收的扫描格式与电视和其它数据业务。它可以接收的扫描格式与DVBDVB系统相近。系统相近。l（4 4）场及其顺序）场及其顺序n视频素材从扫描

21、的形式上看，可以分为交错式和非视频素材从扫描的形式上看，可以分为交错式和非交错式。交错式。n在交错视频中，每一帧由两个场在交错视频中，每一帧由两个场 (Field)(Field)构成，称构成，称为奇场为奇场 （Odd FieldOdd Field）和偶场和偶场(Even Field)(Even Field)，在，在Premiere proPremiere pro中称为上场中称为上场 （Upper FieldUpper Field）和下场和下场（Lower FieldLower Field），），这些场依顺序显示在这些场依顺序显示在NTSCNTSC或或PALPAL制式的监视器上。制式的监视器上。

22、n在非交错视频中，扫描线是按着从上到下的顺序全在非交错视频中，扫描线是按着从上到下的顺序全部显示的，而计算机图形图像软件是以非交错式显部显示的，而计算机图形图像软件是以非交错式显示视频的。示视频的。l（5 5）SMPTESMPTE时间码时间码nSMPTESMPTE将以小时将以小时:分钟分钟:秒秒:帧的形式确定每一帧的地帧的形式确定每一帧的地址。有几种不同址。有几种不同的的SMPTESMPTE时间码标准，用于不同的帧时间码标准，用于不同的帧率。率。PALPAL制采纳的是制采纳的是25fps25fps的标准的标准，而，而NTSCNTSC制采纳制采纳了了29.97fps29.97fps的标准的标准。但。但NTSCNTSC时间码仍采用时间码仍采用30fps30fps的帧速的帧速率，这就造成了实际播放和测量的时间长度有率，这就造成了实际播放和测量的时间长度有0.10.1的的差异。为了定位，制定出一个被称为差异。为了定位，制定出一个被称为Drop FrameDrop Frame（掉帧）的格式。多数视频编辑系统既装有掉帧，掉帧）的格式。多数视频编辑系统既装有掉帧，也装有不掉帧时间码格式。也装有不掉帧时间码格式。