Transcript 第一章

第一章 数字媒体基础
本章学习内容及要求
 一．了解数字媒体的概念及组成
 二、掌握数字图像、图形的基础知识
 三、了解数字视频与音频的原理及标准
一、数字媒体技术概念及组成
 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。
 数字媒体技术包括数字图形与图像技术、数
字视频与音频技术和数字压缩编码技术等。
 一．了解数字媒体的基础概念
 二、掌握数字图像、图形的基础知识
 三、了解数字视频与音频的原理及标准
 四、介绍常用视音频格式及通用处理软件
二、数字图像、图形的基础知识





1、图形与图像的区别与联系
2、图形与图像的像素
3、图形与图像的色彩模式
4、图形与图像的基本类型
5、图形与图像的基本属性
 1、图形与图像的区别与联系
2、图形与图像的像素
 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。
3、图形与图像的色彩模式
 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、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。
RGB（红色、绿色、蓝色）
 RGB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：
 F(物体颜色)=R×（红色的百分比）+G×（绿色
的百分比）+B×（蓝色的百分比）
YUV与YIQ模式
 YUV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、图形与图像的基本类型
 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）
 矢量图形由称为矢量的数学对象定义的线条
和曲线组成。矢量根据图像的几何特性描绘
图像。（优缺点）
5、图形与图像的基本属性
 分辨率
 颜色深度
 Alpha通道
 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
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
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。
关于图像的大小和分辨率
 显示器分辨率:显示器上每单位长度显示的像素或点的
数量,通常以点/英寸(dpi)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。
 图像分辨率：通常以像/英寸(ppi)来表示，在
photoshop中可以更改图像的分辨率，在inmageready
中，图像的分辨率始终是72ppi.由于其创建的图像专
门用于联机Web介质而非打印介质。
 在photoshop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
寸一定的情况下，图像分辨率越大，像素尺寸越小。
 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，
（1*1英寸200ppi的图像所包含的像素是1*1英寸100ppi所
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。
习题
 对于尺寸2*3英寸,分辨率为300ppi的
RGB图像,至少需要多少存储空间?
 颜色深度
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，
记作位/像素（bits per pixel，bpp ）。
 常见颜色深度种类有：
 4位：这是VGA标准支持的颜色深度，共16种颜色。
 8位：这是数字媒体应用中的最低颜色深度，共256种颜色。
 16位：在16位中，用其中的15位表示RGB三种颜色，每种
颜色5位，用剩余的一位表示图像的其他属性。
 24位：用三个8位分别表示RGB，称为三个颜色通道，可生
成的颜色数为16 777 216种，约16 M种颜色，这已成为真
彩色。
 32位：同24位颜色深度一样，也是用三个8位通道分别表
示RGB三种颜色，剩余的8位用来表示图像的其他属性。
 Alpha通道
使用32位颜色深度时，用一个8位来表示图
像的透明度信息，这个8位通道称为Alpha通
道。
 Alpha通道分为两种类型：Straight和
Premultiplied通道。Straight Alpha通道将像
素的透明度信息保存在独立的Alpha通道中，它
也被称为不带遮罩的Alpha通道。

Premultiplied Alpha通道不但保存Alpha
通道中的透明度信息，而且同时保存RGB通道中
的相同信息，因而它也被称为带有背景色遮罩
的Alpha通道。
 一．了解数字媒体的概念及组成
 二、掌握数字图像、图形的基础知识
 三、了解数字视频与音频的原理及标准
 四、介绍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
1．动态图形与图像的视觉原理
人眼具有“视觉暂留”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,主观感觉亮度是逐渐下降的, 如图所示:
图像
亮度
视觉
亮度
t
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.视频与动画:趋于一致
3.视频信号的描述
电视制式:PAL、NTSC、SECAM制
（a）奇数场图像
（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
 (1)视频扫描格式
 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。
 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。
 NTSC制的场频准确数值是59.94005994Hz，行频是
15734.26573Hz；
 PAL制的场频是50Hz，行频是1562Hz。
4、数字视频标准
目前数字视频可以分为三种不同的标准：
 （1）ATSC(Advanced Television Systems
Committee, 广播行业组织，美国高级电视系统委员
会)标准 ,该标准中14种采用逐行扫描方式。
 高清晰度电视（HDTV）为1920×1080×F，帧频F
为60（59.94）Hz/隔行扫描，帧频30（29.97）
Hz/逐行扫描，帧频24（23.92）Hz/逐行扫描；还
有（HDTV）1280×720×F，帧频F为60（59.94）
Hz/逐行扫描，帧频30（29.97）Hz/逐行扫描，帧
频24Hz/逐行扫描。
 常规清晰度电视（SDTV）为704 × 480 ×F和64O
× 480 ×F，帧频F可以是 23.976、24、29.97、
30、59.94和60Hz。

（2）DVB（The Digital Video
Broadcasting Project，数字视频广播节目）
标准（是以欧洲为典型的数字视频标准）
 25Hz帧频的SDTV IRD可以接收扫描格式为
720×576×25、544×576×25、352×576×25的图
像;
 3OHz帧频的SDTV IRD可以支持30000/1001Hz的帧频，
可以接收扫描格式为720×480×30、544×480×30、
480×680×30、352×480×30和352×240O×30的
图像。
 对25Hz的HDTV IRD，可以接收扫描格式为
1152×192O×F和1080×1920×F的图像。
 （3）ISDB (Integrated Services Digital
Broadcasting，综合业务数字广播)标准
 它是由欧洲的DVB-T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。与DVB-T相比，
ISDB-T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
电视和其它数据业务。它可以接收的扫描格式与DVB
系统相近。
 （4）场及其顺序
 视频素材从扫描的形式上看，可以分为交错式和非
交错式。
 在交错视频中，每一帧由两个场 (Field)构成，称
为奇场 （Odd Field）和偶场(Even Field)，在
Premiere pro中称为上场 （Upper Field）和下场
（Lower Field），这些场依顺序显示在NTSC或PAL
制式的监视器上。
 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
示视频的。
 （5）SMPTE时间码
 SMPTE将以小时:分钟:秒:帧的形式确定每一帧的地
址。有几种不同的SMPTE时间码标准，用于不同的帧
率。PAL制采纳的是25fps的标准，而NTSC制采纳了
29.97fps的标准。但NTSC时间码仍采用30fps的帧速
率，这就造成了实际播放和测量的时间长度有0.1的
差异。为了定位，制定出一个被称为Drop Frame
（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。