位圖、矢量圖

1、第一單元 第二節(jié)多媒體技術(shù)教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標】知識與技能：了解媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用初步認識，了解數(shù)據(jù)冗余和壓縮的簡單原理。掌握各種媒體的數(shù)字化表示和存儲的一般知識。過程與方法： 能從日常的生活和學(xué)習(xí)中感受各種媒體及其作用；能從實踐中歸納多媒體的含義和分析多媒體的特征。情感態(tài)度與價值觀： 體驗媒體和多媒體所包含的文化內(nèi)涵， 關(guān)注多媒體技術(shù)對人們的學(xué)習(xí)、工作、生活的影響， 辯證地認識媒體和多媒體技術(shù)對社會發(fā)展的影響。 【學(xué)時安排】 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容安排 2學(xué)時。 【教學(xué)組織】本節(jié)內(nèi)容為該選修課程的開篇，以認識和感受為主。因此，采用教師引導(dǎo)下的學(xué)生討論和典型案例的分析相結(jié)合的方式組織教

2、學(xué)。 【教學(xué)環(huán)境】 硬件環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)教室；軟件環(huán)境：電子學(xué)習(xí)檔案袋，典型多媒體作品，配套光盤。 【教學(xué)要點】 引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，尋找身邊的媒體，并進行歸納分類。理解多媒體的概念， 由典型案例分析和總結(jié)多媒體的特征和作用。 【教學(xué)過程】  （一）導(dǎo)入同學(xué)們，我們在日常生活當中，經(jīng)常會從不同渠道獲取文字，圖像，聲音，還有視頻等，那么這些如何處理的呢。而我們經(jīng)常接觸到的許多信息都是非數(shù)字化的，如報刊、書籍、照片和電視等。我們利用多媒體技術(shù)處理信息，首先是要將信息數(shù)字化，只有用0和1表示的信息才能被計算機編 碼、存儲和處理，進而發(fā)揮出數(shù)字化處理和傳輸信息的優(yōu)勢。多

3、媒體技術(shù)所涉及的媒體信息包括文本、圖形、圖像、聲音、視頻和動畫等，這些媒體信息在計算機中都有自己的數(shù)字化表示和存儲方式，它們是多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)。 （二）講解新課 1、文本盡管我們現(xiàn)在使用的媒體非常豐富，但文本仍是我們表達與交流的重要媒體。如水滸傳這樣的名著，其文字表達魅力是任何一種其他媒體都無法代替的。因此，媒體信息的數(shù)字化首先實現(xiàn)的是文本的數(shù)字化表示。文本是一種用文字、數(shù)字和符號表達信息的方式。為了用計算機對文本信息進行處 理，人們對文本中常用的文字、數(shù)字和符號等進行了數(shù)字化編碼，即字符代碼。 目前，國際通用的信息交換字符代碼是ASCII 碼，即美國標準信息交換碼。它用一

4、個 字節(jié)的低7 位表示，共有128 個編碼，分別表示大寫英文字母、小寫英文字母和西文標點 符號等。例如：字母“A”的ASCII碼用二進制表示為01000001，而轉(zhuǎn)換為十進制時則為65。計算機對漢字的編碼與ASCII 碼不同。按照1980 年中國國家標準局頒布的國標 GB2312 葉信息交換用漢字編碼字符集曳基本集規(guī)定，漢字編碼采用區(qū)位碼，所收錄的763個漢字共分94 個區(qū)，每個區(qū)有94 個位，每個漢字由區(qū)號和位號惟一確定。例如：“啊”字位于16 區(qū)01 位，故其區(qū)位碼為1601。區(qū)位碼在存儲時，區(qū)碼和位碼各占一個字節(jié)，即一個漢字用兩個字節(jié)存儲。 2.圖形很多人小時候都喜歡信筆涂鴉,

5、至今仍有人樂此不疲,喜歡畫一些卡通人物.可見,圖畫是我們經(jīng)常接觸的媒體.使用計算機也不例外,我們可以通過鼠標或繪圖板等輸入設(shè)備在計算機上繪制各種圖形,計算機會記錄我們畫的直線、曲線、顏色、位置和形狀等內(nèi)容,并將它們轉(zhuǎn)換成一系列繪圖指令,以文件形式存儲,形成矢量圖(Vectorgraph).矢量圖在顯示和打印時也是按照繪圖內(nèi)容的指令繪制出來的,即使隨意改變其大小,也不會失真.因此,用數(shù)字編碼記錄繪圖指令的矢量圖所占存儲空間小,一般多用于輔助設(shè)計,如廣告徽標、標識設(shè)計和工業(yè)輔助設(shè)計等.用基于矢量圖的計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計完成的.人們感覺非常新奇的一些電影特技畫面也是用基于矢量圖的動畫設(shè)計軟件制作的

6、,那超乎尋常的效果給人們帶來亦真亦幻的感覺. 3.圖像（1）位圖根據(jù)圖的表示和存儲方式不同，除矢量圖外還有另外一種由許多點組成的點陣圖，我們稱它為位圖（Bitmap），構(gòu)成位圖的點稱為像素（Pixel）。位圖與我們生活中的手工“十字繡”（如圖1-2-2 所示）很相似。下面，我們以只有黑白兩種顏色的太極圖為例，看一看位圖是如何存儲的。將一個網(wǎng)格疊放在太極圖上，網(wǎng)格將太極圖分成45*45的點陣，其中，黑色的點在計算機中用0 表示，白色的點用1 表示，每個點對應(yīng)位圖的一個像素，每個像素非1 即0，故每個像素只需用一個二進制位表示即可。因為1 個字節(jié)由8個二進制位組成，所以，1 個字節(jié)可以存

7、儲8 個像素的信息。那么，由45*45像素構(gòu)成的太極圖，需要用45*45*1=2 025 位，即2025/8=254 個字節(jié)來存儲。對于彩色位圖來說，每個像素用1位存儲顯然不夠。比如16 種顏色的位圖，需要用16 個不同的二進制數(shù)與每一種顏色對應(yīng)，因此，最少用4 位二進制數(shù)表示，即0000、0001、0010.1111共16 （即24）個二進制數(shù)。這樣，每個像素需要用4 位存儲，因此，16 種顏色的45*45 像素的位圖，需要用45*45*4=8100 位，即8100/8=1013個字節(jié)來存儲。依此類推，256 種顏色的位圖，至少需要8 個二進制位（即1 個字節(jié)）來存儲1 個像素。由此看來，同

8、樣大小的位圖，其最大顏色數(shù)越大，所占用的存儲空間也越多。我們將位圖所能達到的最大顏色數(shù)，稱為色彩深度。色彩深度是描述圖像質(zhì)量的重要參數(shù)，也可以用一個像素的存儲位數(shù)來表示，如：256色圖像也可以稱為8位色圖像。隨著色彩深度的增大，位圖表達的顏色越來越豐富，越來越接近自然界的真實顏色。因此，位圖多用于表達真實的景物和創(chuàng)作富于層次、色彩和光感的作品。需要說明的是，位圖的放大和縮小都會引起像素的增加和減少，這樣會使得原有圖像的線條和形狀變得參差不齊，與原圖像相比出現(xiàn)失真，這是位圖的一個缺陷，如圖1-2-4所示。位圖的另一個缺點是數(shù)據(jù)量太大。位圖的數(shù)據(jù)量不僅與色彩深度有關(guān)，還與圖像的分辨率有關(guān)。圖像辨率

9、是指數(shù)字化圖像的大小，即：用水平的像素點和垂直的像素點來表示和存儲一幅圖像。因此，由圖像分辨率和圖像的色彩深度可決定該圖像的文件大小。例如：長和寬分別為1024 像素和768 像素的24 位色彩深度的圖像，就需要2 359 296（1024*768*24/8）字節(jié)存儲文件，數(shù)據(jù)量過大。（2）圖像文件的壓縮為了解決位圖文件數(shù)據(jù)量過大的問題，人們往往采取圖像壓縮技術(shù)來減少存儲空間開銷，壓縮后的媒體文件更便于傳輸使用。圖像的壓縮是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)中存在著大量的冗余現(xiàn)象而設(shè)計的。冗余有空間冗余、結(jié)構(gòu)冗余、知識冗余和視覺冗余等許多種，壓縮技術(shù)就利用了這些冗余進行計算編碼，使得重復(fù)存儲的數(shù)據(jù)量大大減少，從而達

10、到圖像壓縮的目的。例如：圖1-2-4 中的大片藍天，其中有許多連續(xù)的像素是有規(guī)則分布的，這就使圖像數(shù)據(jù)在空間上存在很大的相關(guān)性，表現(xiàn)為數(shù)字圖像的空間冗余。由于數(shù)據(jù)冗余種類的不同，圖像的壓縮方法也有所不同，而不同的壓縮方法又會產(chǎn)生不同的壓縮質(zhì)量。根據(jù)壓縮的質(zhì)量，壓縮可以分為無損壓縮和有損壓縮兩類。能還原成與壓縮前完全一致的壓縮，稱為無損壓縮。比如：TIFF格式的圖像就可以進行無損壓縮。由于無損壓縮只是對數(shù)據(jù)本身進行優(yōu)化，故壓縮率有限，大約在2：1-5：1之間。有損壓縮則是利用了人眼對圖像某些變化的不敏感性而對圖像進行的壓縮，有損壓縮改變了原始圖像，使得還原后的內(nèi)容與原始的不一致，但觀察者并不會明

11、顯感覺到圖像的變化。比如JPEG格式的圖像就可以進行有損壓縮，其壓縮比可以達到50：1。(3)圖像文件格式位圖文件的存儲格式除了上述JPEG格式外，還有一些其他常用的文件格式。例如院BMP格式是Windows中普遍采用的一種與設(shè)備無關(guān)的位圖格式，由于它沒有經(jīng)過壓縮，故所占存儲空間很大；TIFF格式是常用于桌面出版系統(tǒng)的位圖文件格式，它是一種通用圖像格式，可以跨平臺使用；GIF格式采用壓縮存儲，最大顏色深度為8位，占用存儲空間開銷較小，是流行于網(wǎng)絡(luò)的圖像格式。它的另一個特點是在一個文件中可以存放多幅彩色圖像，將這些圖像連續(xù)顯示，即可產(chǎn)生一種簡單的動畫效果。 4、動畫動畫（Motivation）是運動的畫面，是人們想像的藝術(shù)，它通過人眼的視覺暫留特性，快速播放連續(xù)的靜止圖像，從而使人得到動態(tài)視覺的效果。計算機動畫是用計算機生成一系列能夠?qū)崟r演播的連續(xù)畫面，它