數(shù)字媒體基礎教學課件

第一章數(shù)字媒體基礎1a第一章數(shù)字媒體基礎1a一．了解數(shù)字媒體的概念及組成二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準本章學習內容及要求2a本章學習內容及要求2a一、數(shù)字媒體技術概念及組成數(shù)字媒體非線性編輯技術是一門新的綜合性技術，它涵蓋了電視技術、數(shù)字媒體技術和計算機技術的主要領域，其關鍵技術主要包括電影與電視編輯技術、數(shù)字視頻與音頻處理技術、數(shù)字圖形與圖像處理技術、數(shù)據(jù)壓縮技術、數(shù)字存儲技術、多媒體網(wǎng)絡技術以及計算機硬件技術等等。數(shù)字媒體技術包括數(shù)字圖形與圖像技術、數(shù)字視頻與音頻技術和數(shù)字壓縮編碼技術等。3a一、數(shù)字媒體技術概念及組成數(shù)字媒體非線性編輯技術是一門新的綜一．了解數(shù)字媒體的基礎概念二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準四、介紹常用視音頻格式及通用處理軟件4a一．了解數(shù)字媒體的基礎概念4a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系2、圖形與圖像的像素3、圖形與圖像的色彩模式4、圖形與圖像的基本類型5、圖形與圖像的基本屬性二、數(shù)字圖像、圖形的基礎知識5a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系二、數(shù)字圖像、圖形的基礎知識5a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系6a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系6a像素是數(shù)字圖形與圖像中能被單獨處理的最小基本單元。從像素的視覺屬性看，它是一個最小可視單位。從像素的量值屬性看，它的數(shù)據(jù)結構應同時包含有顯示地址、色彩、亮度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就稱為像素值。如果把每個像素值按照圖像中該像素所對應的位置排列，就可以構成一個像素矩陣，矩陣中的每一個元素對應圖像中的一個點。因此數(shù)字圖形與圖像的非線性編輯正是對這個像素矩陣的數(shù)據(jù)采用一定的算法進行有目的的處理。2、圖形與圖像的像素7a像素是數(shù)字圖形與圖像中能被單獨處理的最小基本單元。從像素的視常見的色彩模式有：HSB（色相、飽和度、亮度）、RGB（紅色、綠色、藍色）、CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）、LAB（由亮度L分量和兩個色度分量：A從綠色到紅色，B從藍色到黃色）、YUV與YIQ模式其中HSB（不常用），RGB三色光混合，用于顯示器，CMYK以打印在紙上的油墨的光線吸收特性為基礎。3、圖形與圖像的色彩模式8a常見的色彩模式有：HSB（色相、飽和度、亮度）、RGB（紅色RGB（紅色、綠色、藍色）RGB模型也稱為加色法混色模型。它是以RGB（紅、綠、藍）三基色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法，因而適合于顯示器等發(fā)光體的顯示。當三種基本顏色等量相加時，就會得到不同深淺的灰色。然而物體的顏色是豐富多彩的，任何一種顏色和這三種基色之間的關系可用下面的配色方程來描述：F(物體顏色)=R×（紅色的百分比）+G×（綠色的百分比）+B×（藍色的百分比）9aRGB（紅色、綠色、藍色）RGB模型也稱為加色法混色模型。它YUV與YIQ模式YUV適用于PAL和SECAM彩色電視制式，而YIQ適用于NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee,國家電視系統(tǒng)委員會）彩色電視制式。其中Y是亮度信號，U和V則是兩個色差信號，分別傳送紅基色分量和藍基色分量與亮度分量的差值信號，在NTSC彩色電視制式中使用YIQ模型，其特性與YUV模型相近。10aYUV與YIQ模式YUV適用于PAL和SECAM彩色電視制式4、圖形與圖像的基本類型位圖圖像在技術上稱為柵格圖像，它使用彩色網(wǎng)格即像素來表現(xiàn)圖像每個像素都具有特定的位置和顏色值。（優(yōu)缺點）矢量圖形由稱為矢量的數(shù)學對象定義的線條和曲線組成。矢量根據(jù)圖像的幾何特性描繪圖像。（優(yōu)缺點）11a4、圖形與圖像的基本類型位圖圖像在技術上稱為柵格圖像，它使用5、圖形與圖像的基本屬性分辨率顏色深度Alpha通道12a5、圖形與圖像的基本屬性分辨率12a分辨率

分辨率是一個統(tǒng)稱，分為顯示分辨率、圖像分辨率等。顯示分辨率是指某一種顯示方式下，顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目，以水平和垂直的像素數(shù)表示。圖像分辨率是指組成數(shù)字圖形與圖像的像素數(shù)目，以水平和垂直的像素數(shù)表示。

13a分辨率

分辨率是一個統(tǒng)稱，分為顯示分辨率、圖像分辨率等關于圖像的大小和分辨率顯示器分辨率:顯示器上每單位長度顯示的像素或點的數(shù)量,通常以點/英寸(dpi)來表示，硬件上與制造有關。一定的圖像像素在不同分辨率的屏幕上顯示的大小不一樣，屏幕分辨率越大顯示的圖像越小。顯示器的尺寸只影響人視覺上的大小。圖像分辨率：通常以像/英寸(ppi)來表示，在photoshop中可以更改圖像的分辨率，在inmageready中，圖像的分辨率始終是72ppi.由于其創(chuàng)建的圖像專門用于聯(lián)機Web介質而非打印介質。14a關于圖像的大小和分辨率顯示器分辨率:顯示器上每單位長度顯示的在photoshop中，圖像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。由于一定的打印機其打印分辨率是一定的，如果在打印尺寸一定的情況下，圖像分辨率越大，像素尺寸越小。文件大小：圖像大小是指圖像的容量數(shù)字大小，度量單位是字節(jié)。相同的圖像尺寸，像素越多，圖像尺寸越大，（1*1英寸200ppi的圖像所包含的像素是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，文件的壓縮格式也影響圖像文件的大小。15a在photoshop中，圖像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。習題對于尺寸2*3英寸,分辨率為300ppi的RGB圖像,至少需要多少存儲空間?16a習題對于尺寸2*3英寸,分辨率為300ppi的RGB圖像,至顏色深度顏色深度是指圖像中每個像素的顏色（或亮度）信息所占的二進制數(shù)位數(shù)，記作位/像素（bitsperpixel，bpp）。17a顏色深度17a常見顏色深度種類有：4位：這是VGA標準支持的顏色深度，共16種顏色。8位：這是數(shù)字媒體應用中的最低顏色深度，共256種顏色。16位：在16位中，用其中的15位表示RGB三種顏色，每種顏色5位，用剩余的一位表示圖像的其他屬性。24位：用三個8位分別表示RGB，稱為三個顏色通道，可生成的顏色數(shù)為16777216種，約16M種顏色，這已成為真彩色。32位：同24位顏色深度一樣，也是用三個8位通道分別表示RGB三種顏色，剩余的8位用來表示圖像的其他屬性。18a常見顏色深度種類有：18aAlpha通道使用32位顏色深度時，用一個8位來表示圖像的透明度信息，這個8位通道稱為Alpha通道。19aAlpha通道19aAlpha通道分為兩種類型：Straight和Premultiplied通道。StraightAlpha通道將像素的透明度信息保存在獨立的Alpha通道中，它也被稱為不帶遮罩的Alpha通道。PremultipliedAlpha通道不但保存Alpha通道中的透明度信息，而且同時保存RGB通道中的相同信息，因而它也被稱為帶有背景色遮罩的Alpha通道。20aAlpha通道分為兩種類型：Straight和Premult一．了解數(shù)字媒體的概念及組成二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準四、介紹常用視音頻格式及通用處理軟件21a一．了解數(shù)字媒體的概念及組成21a三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準1．動態(tài)圖形與圖像的視覺原理人眼具有“視覺暫留”的時間特性，人眼對光像的主觀亮度感覺與光像對人眼作用的時間并不同步,主觀感覺亮度是逐漸下降的,如圖所示:圖像亮度視覺t亮度

t

△t圖1-2動態(tài)圖像之間在視覺亮度上的時間重疊特性曲線22a三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準1．動態(tài)圖形與圖像的視覺2.視頻與動畫:趨于一致23a2.視頻與動畫:趨于一致23a3.視頻信號的描述

（a）奇數(shù)場圖像（b）偶數(shù)場圖像（c）奇、偶數(shù)場鑲嵌圖1-4隔行掃描圖像再現(xiàn)示意圖電視制式:PAL、NTSC、SECAM制24a3.視頻信號的描述（a）奇數(shù)場圖像（b）偶(1)視頻掃描格式在數(shù)字技術中經(jīng)常用水平、垂直像素數(shù)和幀頻來表示掃描格式。目前掃描格式主要有兩大類：525/59.94和625/50，即：每幀的行數(shù)/每秒的場數(shù)。NTSC制的場頻準確數(shù)值是59.94005994Hz，行頻是15734.26573Hz；PAL制的場頻是50Hz，行頻是1562Hz。25a(1)視頻掃描格式25a目前數(shù)字視頻可以分為三種不同的標準：

（1）ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee,廣播行業(yè)組織，美國高級電視系統(tǒng)委員會)標準,該標準中14種采用逐行掃描方式。高清晰度電視（HDTV）為1920×1080×F，幀頻F為60（59.94）Hz/隔行掃描，幀頻30（29.97）Hz/逐行掃描，幀頻24（23.92）Hz/逐行掃描；還有（HDTV）1280×720×F，幀頻F為60（59.94）Hz/逐行掃描，幀頻30（29.97）Hz/逐行掃描，幀頻24Hz/逐行掃描。常規(guī)清晰度電視（SDTV）為704×480×F和64O×480×F，幀頻F可以是23.976、24、29.97、30、59.94和60Hz。4、數(shù)字視頻標準26a目前數(shù)字視頻可以分為三種不同的標準：4、數(shù)字視頻標準26a（2）DVB（TheDigitalVideoBroadcastingProject，數(shù)字視頻廣播節(jié)目）標準（是以歐洲為典型的數(shù)字視頻標準）

25Hz幀頻的SDTVIRD可以接收掃描格式為720×576×25、544×576×25、352×576×25的圖像;3OHz幀頻的SDTVIRD可以支持30000/1001Hz的幀頻，可以接收掃描格式為720×480×30、544×480×30、480×680×30、352×480×30和352×240O×30的圖像。對25Hz的HDTVIRD，可以接收掃描格式為1152×192O×F和1080×1920×F的圖像。27a（2）DVB（TheDigitalVideoBroa（3）ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting，綜合業(yè)務數(shù)字廣播)標準它是由歐洲的DVB-T衍生出來的集中在日本的數(shù)字視頻標準，可以說是經(jīng)修改的歐洲方案。與DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能，是一種標準化的復用方案，可以靈活地集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其它數(shù)據(jù)業(yè)務。它可以接收的掃描格式與DVB系統(tǒng)相近。28a（3）ISDB(IntegratedServicesD（4）場及其順序視頻素材從掃描的形式上看，可以分為交錯式和非交錯式。在交錯視頻中，每一幀由兩個場(Field)構成，稱為奇場（OddField）和偶場(EvenField)，在Premierepro中稱為上場（UpperField）和下場（LowerField），這些場依順序顯示在NTSC或PAL制式的監(jiān)視器上。在非交錯視頻中，掃描線是按著從上到下的順序全部顯示的，而計算機圖形圖像軟件是以非交錯式顯示視頻的。29a（4）場及其順序29a（5）SMPTE時間碼SMPTE將以小時:分鐘:秒:幀的形式確定每一幀的地址。有幾種不同的SMPTE時間碼標準，用于不同的幀率。PAL制采納的是25fps的標準，而NTSC制采納了29.97fps的標準。但NTSC時間碼仍采用30fps的幀速率，這就造成了實際播放和測量的時間長度有0.1的差異。為了定位，制定出一個被稱為DropFrame（掉幀）的格式。多數(shù)視頻編輯系統(tǒng)既裝有掉幀，也裝有不掉幀時間碼格式。

30a（5）SMPTE時間碼30a第一章數(shù)字媒體基礎31a第一章數(shù)字媒體基礎1a一．了解數(shù)字媒體的概念及組成二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準本章學習內容及要求32a本章學習內容及要求2a一、數(shù)字媒體技術概念及組成數(shù)字媒體非線性編輯技術是一門新的綜合性技術，它涵蓋了電視技術、數(shù)字媒體技術和計算機技術的主要領域，其關鍵技術主要包括電影與電視編輯技術、數(shù)字視頻與音頻處理技術、數(shù)字圖形與圖像處理技術、數(shù)據(jù)壓縮技術、數(shù)字存儲技術、多媒體網(wǎng)絡技術以及計算機硬件技術等等。數(shù)字媒體技術包括數(shù)字圖形與圖像技術、數(shù)字視頻與音頻技術和數(shù)字壓縮編碼技術等。33a一、數(shù)字媒體技術概念及組成數(shù)字媒體非線性編輯技術是一門新的綜一．了解數(shù)字媒體的基礎概念二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準四、介紹常用視音頻格式及通用處理軟件34a一．了解數(shù)字媒體的基礎概念4a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系2、圖形與圖像的像素3、圖形與圖像的色彩模式4、圖形與圖像的基本類型5、圖形與圖像的基本屬性二、數(shù)字圖像、圖形的基礎知識35a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系二、數(shù)字圖像、圖形的基礎知識5a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系36a1、圖形與圖像的區(qū)別與聯(lián)系6a像素是數(shù)字圖形與圖像中能被單獨處理的最小基本單元。從像素的視覺屬性看，它是一個最小可視單位。從像素的量值屬性看，它的數(shù)據(jù)結構應同時包含有顯示地址、色彩、亮度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就稱為像素值。如果把每個像素值按照圖像中該像素所對應的位置排列，就可以構成一個像素矩陣，矩陣中的每一個元素對應圖像中的一個點。因此數(shù)字圖形與圖像的非線性編輯正是對這個像素矩陣的數(shù)據(jù)采用一定的算法進行有目的的處理。2、圖形與圖像的像素37a像素是數(shù)字圖形與圖像中能被單獨處理的最小基本單元。從像素的視常見的色彩模式有：HSB（色相、飽和度、亮度）、RGB（紅色、綠色、藍色）、CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）、LAB（由亮度L分量和兩個色度分量：A從綠色到紅色，B從藍色到黃色）、YUV與YIQ模式其中HSB（不常用），RGB三色光混合，用于顯示器，CMYK以打印在紙上的油墨的光線吸收特性為基礎。3、圖形與圖像的色彩模式38a常見的色彩模式有：HSB（色相、飽和度、亮度）、RGB（紅色RGB（紅色、綠色、藍色）RGB模型也稱為加色法混色模型。它是以RGB（紅、綠、藍）三基色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法，因而適合于顯示器等發(fā)光體的顯示。當三種基本顏色等量相加時，就會得到不同深淺的灰色。然而物體的顏色是豐富多彩的，任何一種顏色和這三種基色之間的關系可用下面的配色方程來描述：F(物體顏色)=R×（紅色的百分比）+G×（綠色的百分比）+B×（藍色的百分比）39aRGB（紅色、綠色、藍色）RGB模型也稱為加色法混色模型。它YUV與YIQ模式YUV適用于PAL和SECAM彩色電視制式，而YIQ適用于NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee,國家電視系統(tǒng)委員會）彩色電視制式。其中Y是亮度信號，U和V則是兩個色差信號，分別傳送紅基色分量和藍基色分量與亮度分量的差值信號，在NTSC彩色電視制式中使用YIQ模型，其特性與YUV模型相近。40aYUV與YIQ模式YUV適用于PAL和SECAM彩色電視制式4、圖形與圖像的基本類型位圖圖像在技術上稱為柵格圖像，它使用彩色網(wǎng)格即像素來表現(xiàn)圖像每個像素都具有特定的位置和顏色值。（優(yōu)缺點）矢量圖形由稱為矢量的數(shù)學對象定義的線條和曲線組成。矢量根據(jù)圖像的幾何特性描繪圖像。（優(yōu)缺點）41a4、圖形與圖像的基本類型位圖圖像在技術上稱為柵格圖像，它使用5、圖形與圖像的基本屬性分辨率顏色深度Alpha通道42a5、圖形與圖像的基本屬性分辨率12a分辨率

分辨率是一個統(tǒng)稱，分為顯示分辨率、圖像分辨率等。顯示分辨率是指某一種顯示方式下，顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目，以水平和垂直的像素數(shù)表示。圖像分辨率是指組成數(shù)字圖形與圖像的像素數(shù)目，以水平和垂直的像素數(shù)表示。

43a分辨率

分辨率是一個統(tǒng)稱，分為顯示分辨率、圖像分辨率等關于圖像的大小和分辨率顯示器分辨率:顯示器上每單位長度顯示的像素或點的數(shù)量,通常以點/英寸(dpi)來表示，硬件上與制造有關。一定的圖像像素在不同分辨率的屏幕上顯示的大小不一樣，屏幕分辨率越大顯示的圖像越小。顯示器的尺寸只影響人視覺上的大小。圖像分辨率：通常以像/英寸(ppi)來表示，在photoshop中可以更改圖像的分辨率，在inmageready中，圖像的分辨率始終是72ppi.由于其創(chuàng)建的圖像專門用于聯(lián)機Web介質而非打印介質。44a關于圖像的大小和分辨率顯示器分辨率:顯示器上每單位長度顯示的在photoshop中，圖像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。由于一定的打印機其打印分辨率是一定的，如果在打印尺寸一定的情況下，圖像分辨率越大，像素尺寸越小。文件大?。簣D像大小是指圖像的容量數(shù)字大小，度量單位是字節(jié)。相同的圖像尺寸，像素越多，圖像尺寸越大，（1*1英寸200ppi的圖像所包含的像素是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，文件的壓縮格式也影響圖像文件的大小。45a在photoshop中，圖像的分辨率和像素尺寸是相互依存的。習題對于尺寸2*3英寸,分辨率為300ppi的RGB圖像,至少需要多少存儲空間?46a習題對于尺寸2*3英寸,分辨率為300ppi的RGB圖像,至顏色深度顏色深度是指圖像中每個像素的顏色（或亮度）信息所占的二進制數(shù)位數(shù)，記作位/像素（bitsperpixel，bpp）。47a顏色深度17a常見顏色深度種類有：4位：這是VGA標準支持的顏色深度，共16種顏色。8位：這是數(shù)字媒體應用中的最低顏色深度，共256種顏色。16位：在16位中，用其中的15位表示RGB三種顏色，每種顏色5位，用剩余的一位表示圖像的其他屬性。24位：用三個8位分別表示RGB，稱為三個顏色通道，可生成的顏色數(shù)為16777216種，約16M種顏色，這已成為真彩色。32位：同24位顏色深度一樣，也是用三個8位通道分別表示RGB三種顏色，剩余的8位用來表示圖像的其他屬性。48a常見顏色深度種類有：18aAlpha通道使用32位顏色深度時，用一個8位來表示圖像的透明度信息，這個8位通道稱為Alpha通道。49aAlpha通道19aAlpha通道分為兩種類型：Straight和Premultiplied通道。StraightAlpha通道將像素的透明度信息保存在獨立的Alpha通道中，它也被稱為不帶遮罩的Alpha通道。PremultipliedAlpha通道不但保存Alpha通道中的透明度信息，而且同時保存RGB通道中的相同信息，因而它也被稱為帶有背景色遮罩的Alpha通道。50aAlpha通道分為兩種類型：Straight和Premult一．了解數(shù)字媒體的概念及組成二、掌握數(shù)字圖像、圖形的基礎知識三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準四、介紹常用視音頻格式及通用處理軟件51a一．了解數(shù)字媒體的概念及組成21a三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準1．動態(tài)圖形與圖像的視覺原理人眼具有“視覺暫留”的時間特性，人眼對光像的主觀亮度感覺與光像對人眼作用的時間并不同步,主觀感覺亮度是逐漸下降的,如圖所示:圖像亮度視覺t亮度

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△t圖1-2動態(tài)圖像之間在視覺亮度上的時間重疊特性曲線52a三、了解數(shù)字視頻與音頻的原理及標準1．動態(tài)圖形與圖像的視覺2.視頻與動畫:趨于一致53a2.視頻與動畫:趨于一致23a3.視頻信號的描述

（a）奇數(shù)場圖像（b）偶數(shù)場圖像（c）奇、偶數(shù)場鑲嵌圖1-4隔行掃描圖像再現(xiàn)示意圖電視制式:PAL、NTSC、SECAM制54a3.視頻信號的描述（a）奇數(shù)場圖像（b）偶(1)視頻掃描格式在數(shù)字技術中經(jīng)常用水平、垂直像素數(shù)和幀頻來表示掃描格式。目前掃描格式主要有兩大類：525/59.94和625/50，即：每幀的行數(shù)/每秒的場數(shù)。NTSC制的場頻準確數(shù)值是59.94005994Hz，行頻是15734.26573Hz；PAL制的場頻是50Hz，行頻是1562Hz。55a(1)視頻掃描格式25a目前數(shù)字視頻可以分為三種不同的標準：

（1）ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee,廣播行業(yè)組織，美國高級電視系統(tǒng)委員會)標準,該標準中14種采用逐行掃描方式。高清晰度電視（HDTV）為1920×1080×F，幀頻F為60（59.94）Hz/隔行掃描，幀頻30（29.97）Hz/逐行掃描，幀頻24（23.92）Hz/逐行掃描；還有（HDTV）1280×720×F，幀頻F為60（59.94）Hz/逐行掃描，幀頻30（29.97）Hz/逐行掃描，幀頻24Hz/逐行掃描。常規(guī)清晰度電視（SDTV）為704×480×F和64O×480×F，幀頻F可以是23.976、24、29.97、30、59.94和60Hz。4