《視覺與電視原理》課件

視覺與電視原理本課件將探討視覺感知和電視技術(shù)的基本原理，并探討它們在圖像和視頻傳輸中的相互作用。視覺的基本概念11.感知與理解視覺是人類感知世界的主要方式，通過光線和圖像，人類才能看到周圍的環(huán)境。22.光線的傳遞物體反射或透射的光線進入眼睛，經(jīng)過眼球的折射和聚焦，在視網(wǎng)膜上形成圖像。33.視網(wǎng)膜成像視網(wǎng)膜上的感光細胞接收光信號，并將信號轉(zhuǎn)化為神經(jīng)脈沖，傳送到大腦進行處理。44.大腦的解讀大腦接收并處理神經(jīng)脈沖，形成視覺感知，使人類能夠識別物體、色彩和空間關(guān)系。光的特性光是一種電磁波，具有波粒二象性。光波的頻率決定了光的顏色，而光的能量則與頻率成正比?？梢姽庵皇请姶挪ㄗV中很小的一部分，還有不可見光，例如紅外線和紫外線。光具有直線傳播、反射和折射等特性。光的反射是指光線遇到物體表面后改變傳播方向的現(xiàn)象，而光的折射是指光線從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。眼睛的結(jié)構(gòu)與功能1角膜保護眼睛最外層2虹膜控制瞳孔大小3晶狀體聚焦光線，形成圖像4視網(wǎng)膜感受光線，傳遞信號眼睛是重要的視覺器官，負責接收光線，并將其轉(zhuǎn)換為大腦可以理解的信號。眼睛的結(jié)構(gòu)精巧，各個部分協(xié)同工作，才能完成復雜的視覺功能。視覺的神經(jīng)機制光線進入眼睛光線穿過角膜和瞳孔，到達視網(wǎng)膜。視網(wǎng)膜上的感光細胞視桿細胞感知光線，視錐細胞感知顏色。信號傳遞到大腦視網(wǎng)膜上的感光細胞將信號傳遞到大腦的視覺皮層。色彩視覺色彩視覺是人類視覺系統(tǒng)感知色彩的能力。色彩是光波的物理屬性，而色彩視覺是人類感知光波的生理和心理過程。當光線照射到物體上時，物體吸收某些波長的光線，而反射或透射其他波長的光線，人類的眼睛感知這些反射或透射的光線，從而形成不同的顏色。人眼具有三種視錐細胞，分別對紅光、綠光和藍光敏感。當光線進入眼睛時，這些視錐細胞會受到刺激，并將其信號傳遞到大腦，大腦再將這些信號整合，從而形成我們所看到的顏色。視覺信息的處理1接收階段眼睛接收光線，并將光信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)信號。2傳輸階段神經(jīng)信號通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X的視覺皮層。3處理階段視覺皮層對神經(jīng)信號進行解碼和分析，形成完整的視覺信息。4識別階段大腦將視覺信息與記憶中的信息進行比對，識別圖像內(nèi)容。視覺特性的應用攝影藝術(shù)攝影師利用光影、構(gòu)圖、色彩等視覺元素，創(chuàng)作出令人震撼的攝影作品。設(shè)計設(shè)計師運用視覺原理，設(shè)計出美觀、實用、易于理解的產(chǎn)品和界面。影視制作電影導演運用景深、構(gòu)圖、剪輯等技術(shù)，營造出強烈的視覺效果，吸引觀眾。電視的基本原理電視機是將電信號轉(zhuǎn)換為圖像和聲音的設(shè)備。電視接收器將電信號轉(zhuǎn)換為圖像和聲音，并顯示在屏幕上。電視信號通過無線或有線傳輸?shù)诫娨暀C。電視信號包含圖像信息和音頻信息，通過編碼和解碼將它們傳輸?shù)诫娨暀C。電視機將這些信息解碼，并顯示在屏幕上。電視信號的產(chǎn)生視頻信號的采集使用攝像機將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。音頻信號的采集使用麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號。信號的處理對視頻和音頻信號進行放大、濾波、同步處理。信號的編碼將處理后的信號轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)臄?shù)字信號。電視信號的傳輸電視信號傳輸過程將視頻和音頻信號從發(fā)射站傳遞到接收機，需要經(jīng)過一系列的處理和傳輸步驟。1發(fā)射發(fā)射站將電視信號調(diào)制到高頻載波上，進行功率放大后發(fā)射出去2傳輸電視信號通過無線電波或光纖進行傳輸，到達接收站3接收接收站通過天線接收信號，進行解調(diào)、放大和處理，最后顯示在屏幕上電視信號的傳輸需要考慮信號的質(zhì)量、傳輸距離、傳輸介質(zhì)等因素，并根據(jù)不同情況選擇不同的傳輸方式。陰極射線管的工作原理陰極射線管是電視機中常用的顯示設(shè)備，其工作原理基于電子束的偏轉(zhuǎn)和熒光物質(zhì)的激發(fā)。電子束由陰極發(fā)射，經(jīng)過加速和聚焦，最后打在熒光屏上，激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)出光線，形成圖像。電子束的偏轉(zhuǎn)由磁場控制，通過改變磁場的強度和方向，可以控制電子束在熒光屏上掃描的軌跡，從而形成不同的圖像。彩色電視機的結(jié)構(gòu)主要部件彩色電視機由顯像管、電路板、接收天線、電源、信號處理部分和控制部分組成。顯像管是核心部件，負責將電子信號轉(zhuǎn)換為圖像。功能模塊接收天線接收電視信號，電路板負責信號處理和控制，電源提供工作電壓，信號處理部分將接收到的信號轉(zhuǎn)換成圖像信號，控制部分負責控制電視機的各個功能。液晶顯示原理液晶材料液晶材料是介于液體和固體之間的一種特殊物質(zhì)，具有流動性，但分子排列具有有序性，可以控制光線的偏振方向。偏振光控制液晶分子在電場的作用下會改變排列方向，從而改變偏振光的透光率，實現(xiàn)像素的亮度調(diào)節(jié)。背光燈液晶面板本身不發(fā)光，需要依靠背光燈提供光源，背光燈的類型和質(zhì)量影響著畫面的亮度和色彩表現(xiàn)。面板結(jié)構(gòu)液晶顯示屏由多層結(jié)構(gòu)組成，包括上、下偏光片、液晶層、彩色濾光片等，這些結(jié)構(gòu)共同作用實現(xiàn)圖像的顯示。等離子顯示原理等離子顯示器利用氣體放電現(xiàn)象發(fā)光。等離子體中的惰性氣體在電場的作用下發(fā)生電離，產(chǎn)生紫外光。紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)光。等離子顯示器具有高對比度、高響應速度和寬視角等優(yōu)點，但功耗較高，價格昂貴，而且體積較大。投影顯示技術(shù)投影儀投影儀將光線投射到屏幕上，產(chǎn)生圖像。使用光學透鏡放大圖像，清晰度高。通常用于大型顯示屏，例如電影院、會議室等。家用投影儀家用投影儀體積小巧，易于攜帶，可用于家庭娛樂，連接電腦、手機等設(shè)備。投影畫面尺寸可調(diào)節(jié)，提供更大畫面尺寸，帶來更佳的觀影體驗。3D投影3D投影儀使用偏振光技術(shù)，將左右眼分別投射不同圖像，配合3D眼鏡觀看，可以產(chǎn)生立體視覺效果，增強視覺效果。投影幻燈片投影儀還可以用于演示幻燈片，將幻燈片內(nèi)容投射到屏幕上，更方便觀眾觀看，提高演示效果。電視信號的數(shù)字化模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號電視信號的數(shù)字化過程將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便更有效地存儲、傳輸和處理。數(shù)字信號的優(yōu)勢數(shù)字信號具有抗噪聲能力強、易于壓縮和傳輸、可進行多種數(shù)字處理等優(yōu)點。數(shù)字電視的發(fā)展數(shù)字電視技術(shù)的出現(xiàn)，使得電視圖像更加清晰、逼真，并帶來了更多互動功能和節(jié)目選擇。高清電視技術(shù)1高分辨率高清電視提供了更高的像素密度和更清晰的圖像細節(jié)，給觀眾帶來更逼真的觀影體驗。2寬高比大多數(shù)高清電視使用16:9的寬高比，與電影膠片格式一致，可以更好地呈現(xiàn)電影畫面。3數(shù)字信號高清電視采用數(shù)字信號傳輸，減少了模擬信號傳輸中的噪聲和干擾，提高了圖像質(zhì)量。4數(shù)字音頻高清電視支持多聲道數(shù)字音頻，可以營造更具臨場感的音效，提升觀影體驗。平板電視技術(shù)輕薄便攜平板電視機身輕薄，易于安裝和移動，更適合現(xiàn)代家居環(huán)境。節(jié)能環(huán)保平板電視功耗較低，比傳統(tǒng)電視更節(jié)能，減少能源消耗，符合環(huán)保理念。畫質(zhì)清晰平板電視采用先進的顯示技術(shù)，畫面更加清晰細膩，色彩更加飽滿，觀影體驗更佳。功能豐富平板電視集成了多種功能，例如互聯(lián)網(wǎng)接入，智能操控，多媒體播放等，為用戶帶來更加便捷的娛樂體驗。電視音頻系統(tǒng)音頻信號采集使用麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號。音頻信號處理對音頻信號進行放大、均衡、壓縮等處理，以改善音質(zhì)。音頻信號輸出通過揚聲器將音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。電視信號的編碼與解碼編碼過程數(shù)字電視信號通過編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進行壓縮以提高傳輸效率。解碼過程數(shù)字電視接收機通過解碼將數(shù)字信號恢復為模擬信號，并進行解壓縮以顯示圖像和聲音。編碼標準常用的數(shù)字電視編碼標準包括MPEG-2、MPEG-4和H.264，它們分別對應于不同的壓縮率和圖像質(zhì)量。解碼芯片現(xiàn)代電視機通常內(nèi)置解碼芯片，用于處理接收到的數(shù)字電視信號，并將其轉(zhuǎn)換為可顯示的圖像和聲音。電視節(jié)目制作1策劃確定節(jié)目主題、目標受眾和制作方向2劇本創(chuàng)作劇本，展現(xiàn)節(jié)目內(nèi)容和結(jié)構(gòu)3拍攝使用攝像機拍攝素材，展現(xiàn)節(jié)目內(nèi)容4后期制作剪輯、配音、配樂、特效，完成節(jié)目制作電視節(jié)目制作流程包含多個步驟，從策劃到最終播出，需要創(chuàng)意和技巧。電視中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)將現(xiàn)實世界與虛擬世界相結(jié)合，為電視節(jié)目帶來新的可能性。例如，觀眾可以身臨其境地體驗虛擬旅行，或與虛擬人物互動。虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要復雜的硬件和軟件支持，包括頭戴式顯示器、動作捕捉系統(tǒng)和渲染引擎等。這些技術(shù)的應用可以豐富電視節(jié)目的內(nèi)容，提高觀眾的參與度和互動性。電視中的增強現(xiàn)實技術(shù)增強現(xiàn)實技術(shù)(AR)將虛擬信息疊加到現(xiàn)實世界中，創(chuàng)造出更豐富和更具交互性的體驗。它在電視廣播中得到越來越多的應用，尤其是在體育賽事、新聞報道和娛樂節(jié)目中。增強現(xiàn)實技術(shù)可以通過虛擬圖像、動畫、文本和其他數(shù)字內(nèi)容來增強電視畫面。例如，體育賽事直播中可以添加虛擬的球員數(shù)據(jù)、比賽信息和其他增強內(nèi)容。電視畫面的信號處理1信號采集攝像機捕捉圖像，生成模擬信號2信號編碼模擬信號數(shù)字化，壓縮處理3信號傳輸通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸4信號解碼解碼處理，還原數(shù)字信號5圖像顯示顯示設(shè)備將信號渲染成畫面電視畫面信號處理是將攝像機采集到的圖像信息，經(jīng)過一系列處理，最終呈現(xiàn)給觀眾的復雜過程。信號采集階段，攝像機將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并進行初步處理。信號編碼階段，將模擬信號數(shù)字化，并進行壓縮處理，以便于傳輸和存儲。信號傳輸階段，利用無線或有線網(wǎng)絡(luò)將信號傳遞到接收端。信號解碼階段，解碼處理，還原數(shù)字信號。圖像顯示階段，顯示設(shè)備根據(jù)信號信息，將圖像呈現(xiàn)給觀眾。電視信號壓縮技術(shù)減少帶寬占用電視信號壓縮技術(shù)可以有效地降低數(shù)據(jù)傳輸量，減少帶寬占用。這對于廣播電視信號的傳輸至關(guān)重要，特別是對于衛(wèi)星和網(wǎng)絡(luò)傳輸。提高存儲效率壓縮技術(shù)可以使電視節(jié)目和影視作品的存儲空間大幅減少，提高存儲效率。這對于數(shù)字電視廣播和在線視頻平臺來說尤為重要。電視信號的傳輸標準信號傳輸電視信號使用無線或有線的方式傳播，覆蓋范圍廣泛。衛(wèi)星廣播衛(wèi)星廣播利用地球同步衛(wèi)星，實現(xiàn)全球范圍的電視信號傳播。有線電視有線電視通過電纜網(wǎng)絡(luò)，傳輸電視信號和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。數(shù)字電視數(shù)字電視信號使用數(shù)字編碼，傳輸更高質(zhì)量的圖像和聲音。電視受眾的心理特征11.注意力電視畫面運動變化吸引觀眾注意力，觀眾往往被情節(jié)吸引而忽略細節(jié)。22.情感電視節(jié)目可激發(fā)觀眾的情感共鳴，引起觀眾對角色、事件的共情和認同。33.認知觀眾從電視節(jié)目中獲取信息和知識，理解人物關(guān)系、故事情節(jié)、社會現(xiàn)象等。44.行為電視節(jié)目影響觀眾行為，例如購買商品、關(guān)注熱點話題、參與公益活動等。電視節(jié)目的欣賞與評價審美體驗觀眾對電視節(jié)目的欣賞是基于個人審美情趣和文化背景。不同的節(jié)目類型，如劇情、音樂、體育，會引發(fā)不同的審美感受和體驗。通過對畫面、聲音、表演等方面的評價，觀眾可以表達對節(jié)目的認可和喜愛。社會價值電視節(jié)目可以反映社會現(xiàn)實，傳遞文化價值觀，引導社會風尚，并對觀眾產(chǎn)生積極影響。例如，一些教育類節(jié)目可以提高觀眾的知識水平，而一些公益類節(jié)目則可以激發(fā)觀眾的愛心和責任感。電視技術(shù)的發(fā)展趨勢智能化電視將更加智能，融入人工智能技術(shù)