Transcript 數位資料檔案介紹

數位資料檔案介紹
淨遠
4/12 2009
大綱
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前言~數位時代
什麼是數位?
名詞解釋
壓縮概念介紹
數位檔案類型
其他
Q & A
前言~數位時代

日常生活中出現越來越多數位產品
• 數位相機、數位電視(液晶/電漿)、(數位)電腦、數位音
樂、數位相框、數位電玩、數位顯示器、數位投影機
(DLP)、數位影音播放器(DVD/BD)、數位隨身聽、數
位錄音筆、數位冰箱、數位洗衣機、數位家庭、數位大
樓、數位汽車…

數位(Digital) VS 類比(Analog)
• 類比:連續訊號；不易儲存，不易擴充，幾乎不失真。
(如:光波，聲波)
• 數位:離散訊號；較易儲存，擴充性佳，大都失真。
(如:檔案)
• 沒有絕對的好與壞
什麼是數位?

定義-數位就是0與1的組合
0=0
1=1
2=?
1 bit
0
1
2
3
=
=
=
=
00
01
10
11
4 = ??
2 bit
0
1
2
3
4
5
6
7
8
=
=
=
=
=
=
=
=
=
000
001
010
011
100
101
110
111
???
3 bit
0 = 0000
1 = 0001
2 = 0010
3 = 0011
4 = 0100
5 = 0101
6 = 0110
7 = 0111
8 = 1000
9 = 1001
10= 1010
11= 1011
12= 1100
13= 1101
14= 1110
15= 1111
16= ????
4 bit
什麼是數位?

數位的基本單位: bit (位元) 或 Byte (位元組)
1 Byte = 8 bit (例如: 1斤=16 兩;1kg=1000g)
1 Byte 最大值為 256 ( 2x2x2x2x2x2x2x2 )

數位的型態: 一般以位元組來表示
沒有特定型態,可以是數字,符號,位置,顏色,聲音,影像,
動畫,影片…

目前使(常)用的數位長度: 16bit / 32 bit / 64 bit
什麼是數位?

數位的常用單位: TB, GB , MB , B (Byte)
差異倍數
103
103
103
重量單位
1T
1000kg
1000x
1000g
數位單位 1GB
1000
MB
1000x
1000KB
1000x
1000x
1000B
1GB = 1000x1000x1000B=1000,000,000 B (十億Byte)
名詞解釋
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顏色 (Color)
解析度 (Resolution)
每秒顯示張數(Frame Rate)
名詞解釋 (Color)

顏色 (Color)
• 三原色: 加法混合,一般繪畫/顯示用
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R (Red,紅色)
G (Green,綠色)
B (Blue,藍色)
• 油墨四色: 減法混合,彩色印刷用
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C (Cyan,青色)
M (Magenta,洋紅色)
Y (Yellow,黃色)
K (Black,黑色)
名詞解釋 (Color)

顏色以數位型態表示
• R (8bit -> 0~255)
• G (8bit -> 0~255)
• B (8bit -> 0~255)
總共有幾色?
256 x 256 x 256 = 16777216
約為 1677萬色 (全彩)
例如: 純綠色 = (0,255,0)
純黑色 = (255,255,255)
名詞解釋 (Resolution)

影像尺寸 (解析度, Resolution)
•
•
•
•
•
•
定義: 每一方向上的像素總和
常用單位: 像素 (Pixel)
常用表示法: 長像素 x 寬像素 (例如: 16 x 9 )
常用解析度比例: 4x3 , 16x9 , 16x10
其他比例表示法: 4:3 , 16:9 , 16:10
常用解析度: 640 x 480 ; 800 x 600
1024 x 768 ; 1280 x 1024
1366 x 768 ; 1920 x 1080 (Full HD)
名詞解釋 (Resolution)

常用解析度比例: 4x3 , 16x9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2
3
4
9
5
6
7
8
9
16
12
10 11 12 13 14 15 16
名詞解釋 (Resolution)

常用解析度
240
480
320
1080
640
1920
名詞解釋 (Resolution)

解析度觀念
• 解析度越大(小) = 影像越大(小) = 資料量越大(小)
= 儲存空間越大(小) = 處理時間越久(短)
• 相同面積下,解析度越高 = 影像越精細
(例如: 液晶螢幕 / 液晶電視)
低
高
名詞解釋 (Resolution)

像素與解析度
像素越高代表解析度越高,反之亦然.
例如:我的數位相機是1200萬畫素,那解析度是多少?
12000000 = 4000 (pixel) x 3000 (pixel)
所以一張照片的大小是?
12000000 x 3Byte = 36000000 = 36MB
若我的記憶卡只有 512 MB,所以只能拍 14 張
參考: 800x600 = 480000 = 48萬像素
1920x1080 = 2073600 = 207萬像素
名詞解釋 (Frame Rate)
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定義-每秒顯示的畫面張數
(FPS, Frame Per Second)
人類的眼睛-視覺暫留
連續動作的臨界值: 16 FPS
現代電影的播放速度:24 FPS
一般動態影像的播放速度:30 FPS
壓縮概念介紹
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
為什麼需要壓縮? 節省儲存空間
壓縮的概念: 將重複或相似的內容重新處理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
未壓縮: 1紅,2紅,3藍,4綠,5藍,6綠,7紅,
8藍,9紅,10藍,11藍,12綠,13藍,
14綠,15紅,16紅
壓縮後: (1,2,7,9,15,16)紅,(3,5,8,10,11,13)藍,
(4,6,12,14)綠
壓縮概念介紹


壓縮的副作用:失真
壓縮比例與檔案大小的平衡點
影像壓縮時，需要在可接受的範圍內，使用適當
的壓縮比例。
-壓縮程度小,失真小,檔案大。
-壓縮程度大,失真大,檔案小。

壓縮的核心-數學演算法
例如:變壓器 110V -> 5V
數位檔案類型

常用圖片檔案
• BMP(無壓縮)
• TIFF (無壓縮)
• JPG
• PNG

常用聲音檔案
• PCM (無壓縮)
• WAV (趨近無壓縮)
• MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3)
數位檔案類型

常用影片檔案
依照作業系統或播放軟體不同而變
(壓縮演算法的不同)
• MOV (Apple QuickTime)
• MPG (MPEG-1/2/4)
• WMV (Window Media Player)
• RMVB (RealPlayer)
• MP4 (H.264-MPEG-4/AVC)
• AVI
其他


MPEG4 VS H.264
交錯式(interlace) VS
漸進式(progressive)顯示
其他 ( MPEG4 VS H.264 )

MPEG4與H.264是經過相似的演算法(過程)
處理。H.264可視為是MPEG4的進階版。
在相同的條件下(FrameRate/Resolution) ，
H.264提供更大的壓縮比及更好的畫質。
其他 ( MPEG4 VS H.264 )

MPEG4 VS H.264 (MPEG4)
其他 ( MPEG4 VS H.264 )

MPEG4 VS H.264 (H.264)
其他 (交錯式與漸進式)

交錯式(Interlace)
定義:逐行埽瞄。由左到右由上到下逐行顯示。

漸進式(Progressive)
定義:隔行埽瞄。先顯示單數行，再顯示偶數行。
1
3
=5
7
9
2
4
+6
8
10
其他 (交錯式與漸進式)

交錯式(Interlace)
其他 (交錯式與漸進式)

去交錯式(de-interlace)
方法1: Intra-field
方法2: Inter-field
缺點:結合處易有細線，畫面閃爍
缺點:動態的部分會有明顯的
優點:節省記憶體空間
橫向條紋以及鋸齒
優點:靜止部分畫面佳，畫面不閃爍
Q&A
問題與討論
曾老師:“感動人心的影像才是好影像”
( 沒有規格的好與壞 ,不分數位與類比 )
與各位學長共勉，阿彌陀佛