多媒體技術(shù)及網(wǎng)頁設(shè)計 課件第3講

1、多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁設(shè)計多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁設(shè)計主主 編編 ： 陳陳 新新 龍龍第三章第三章 圖像、視頻及其應(yīng)用圖像、視頻及其應(yīng)用 讀者學(xué)習(xí)本章應(yīng)重點理解圖像的含義、本讀者學(xué)習(xí)本章應(yīng)重點理解圖像的含義、本質(zhì)及其在計算機中的實現(xiàn)方法，理解圖像格質(zhì)及其在計算機中的實現(xiàn)方法，理解圖像格式的種類，了解式的種類，了解BMP圖像低級格式分析，能圖像低級格式分析，能利用利用Photoshop進行簡單的圖像處理；理解進行簡單的圖像處理；理解視頻的含義，能利用視頻的含義，能利用Windows Movie Maker或會聲會影進行簡單的視頻編輯?；驎晻斑M行簡單的視頻編輯。 本章建議學(xué)時數(shù)：本章建議學(xué)時數(shù)：8學(xué)時。學(xué)時

2、數(shù)較少時學(xué)時。學(xué)時數(shù)較少時可將可將BMP圖像低級格式分析不講，但應(yīng)盡量圖像低級格式分析不講，但應(yīng)盡量保證應(yīng)用內(nèi)容的學(xué)時數(shù)。保證應(yīng)用內(nèi)容的學(xué)時數(shù)。第第 1 1 課課 本次課介紹圖像基本知識及其在計本次課介紹圖像基本知識及其在計算機中的實現(xiàn)。算機中的實現(xiàn)。上一課回顧上一課回顧 授課內(nèi)容授課內(nèi)容 本課內(nèi)容屬于第三章本課內(nèi)容屬于第三章1、2節(jié)節(jié)一、圖像的概念一、圖像的概念 什么是圖像呢？什么是圖像呢？ 可以對圖像下個粗略的定義：可以對圖像下個粗略的定義： 圖像是指景物在某種介質(zhì)上的再現(xiàn)。圖像是指景物在某種介質(zhì)上的再現(xiàn)。例如：相片、膠片、電影、傳真、電視、例如：相片、膠片、電影、傳真、電視、計算機顯示屏

3、等介質(zhì)均可作用于人的感計算機顯示屏等介質(zhì)均可作用于人的感官并產(chǎn)生視覺印象，這種視覺印象便是官并產(chǎn)生視覺印象，這種視覺印象便是圖像。圖像。二、圖像的本質(zhì)二、圖像的本質(zhì) 圖像總是和某種景物相聯(lián)系。圖像總是和某種景物相聯(lián)系。 景物本身是一個空間概念，是一種客觀景物本身是一個空間概念，是一種客觀實在，并不是一個物理現(xiàn)象，也不具有諸如時實在，并不是一個物理現(xiàn)象，也不具有諸如時域、頻域等所有信號所必須具有的基本特征。域、頻域等所有信號所必須具有的基本特征。因此，可以說圖像本身也是一個空間概念。因此，可以說圖像本身也是一個空間概念。 當(dāng)然，圖像所呈現(xiàn)的表象是自然光或人當(dāng)然，圖像所呈現(xiàn)的表象是自然光或人為光作

4、用于景物產(chǎn)生發(fā)射與吸收而作用于人的為光作用于景物產(chǎn)生發(fā)射與吸收而作用于人的眼睛的結(jié)果。眼睛的結(jié)果。 這個過程是一個光學(xué)現(xiàn)象，具有諸如時這個過程是一個光學(xué)現(xiàn)象，具有諸如時域、頻域等所有信號所必須具有的基本特征。域、頻域等所有信號所必須具有的基本特征。 三、模擬圖像信號分析三、模擬圖像信號分析 1 1模擬圖像的含義模擬圖像的含義 圖像的成像過程是一個光學(xué)現(xiàn)象，人類對圖像進行圖像的成像過程是一個光學(xué)現(xiàn)象，人類對圖像進行處理，就是要用電子設(shè)備模擬、再現(xiàn)這個成像過程。處理，就是要用電子設(shè)備模擬、再現(xiàn)這個成像過程。 如何將空間圖像變換為時間信號呢？如何將空間圖像變換為時間信號呢？ 總的一句話，利用攝像機等

5、各種圖像獲取設(shè)備，通總的一句話，利用攝像機等各種圖像獲取設(shè)備，通過掃描將空間圖像變換為時間信號。亦即，將圖像通過掃描將空間圖像變換為時間信號。亦即，將圖像通過掃描分解為自上而下，自左而右的隨時間變化的電過掃描分解為自上而下，自左而右的隨時間變化的電子流，從而完成空間圖像到時間信號變換，將空間圖子流，從而完成空間圖像到時間信號變換，將空間圖像變?yōu)榱穗S時間變化的、具有自己的時域和頻域特性像變?yōu)榱穗S時間變化的、具有自己的時域和頻域特性的電信號。這便是通常意義下的模擬圖像。的電信號。這便是通常意義下的模擬圖像。 2 2模擬圖像的掃描方式模擬圖像的掃描方式 在如何掃描的問題上，存在著兩種掃描在如何掃描的

6、問題上，存在著兩種掃描方式：逐行掃描和隔行掃描兩種。方式：逐行掃描和隔行掃描兩種。 在電視中，考慮各種因素，采用每秒播在電視中，考慮各種因素，采用每秒播送送2525幅變化的圖像。每幅畫面為一幀，每幅變化的圖像。每幅畫面為一幀，每一幀畫面又分兩次播送，每次為一場，于一幀畫面又分兩次播送，每次為一場，于是每秒播送是每秒播送5050場。場。 具體地說，采用具體地說，采用625625行隔行掃描，除去行隔行掃描，除去回掃的回掃的5050行，一幅圖像實際分解為行，一幅圖像實際分解為575575行，行，每一行周期為每一行周期為64us64us，行掃正程為，行掃正程為52us52us，回，回程為程為12 us

7、12 us。 3 3電視信號的頻域特性電視信號的頻域特性 假定圖像是兩根黑白豎條，則圖像信號的波假定圖像是兩根黑白豎條，則圖像信號的波形為行周期的方波。形為行周期的方波。 若黑白豎條增加一倍，則相應(yīng)頻率增加一倍。若黑白豎條增加一倍，則相應(yīng)頻率增加一倍。 可見，最高頻率取決于圖像劃分的精細程度?？梢?，最高頻率取決于圖像劃分的精細程度。 因為一個方波周期對應(yīng)形成一對黑白方格，黑因為一個方波周期對應(yīng)形成一對黑白方格，黑白方格數(shù)也就是電視圖像信號的最大頻率。白方格數(shù)也就是電視圖像信號的最大頻率。 所以當(dāng)所以當(dāng)n=600n=600線時，電視圖像信號的最大頻率線時，電視圖像信號的最大頻率為：為： 采用隔行

8、掃描，從而電視圖像信號的最大采用隔行掃描，從而電視圖像信號的最大頻率為：頻率為： 至于電視圖像信號的最低頻率，我們假定至于電視圖像信號的最低頻率，我們假定一場最簡單的圖像（半黑半白）為一個方波一場最簡單的圖像（半黑半白）為一個方波周期，電視圖像信號的最低頻率為周期，電視圖像信號的最低頻率為50Hz50Hz。 上述方法為估算法。上述方法為估算法。 四、人的視覺四、人的視覺 人的視野相當(dāng)寬廣，左右視角為人的視野相當(dāng)寬廣，左右視角為180180，上下視角為上下視角為6060（現(xiàn)在的電視畫面約占（現(xiàn)在的電視畫面約占7 788），但視力好的部位（中心視力），但視力好的部位（中心視力）也僅限于也僅限于2

9、233左右，靠轉(zhuǎn)動眼球使視線左右，靠轉(zhuǎn)動眼球使視線移動，使自己適應(yīng)如此大如此廣的視野，從移動，使自己適應(yīng)如此大如此廣的視野，從而適應(yīng)大的畫面和立體景象的。而適應(yīng)大的畫面和立體景象的。 人的中心視力分辨率強，但只能認識圖人的中心視力分辨率強，但只能認識圖像的一小部分。像的一小部分。 周邊視力分辨率差，但可認識目標(biāo)全貌周邊視力分辨率差，但可認識目標(biāo)全貌 大畫面圖像，臨場感較強，寬銀幕電影的大畫面圖像，臨場感較強，寬銀幕電影的視覺效果好的原因也就是這個道理。視覺效果好的原因也就是這個道理。 人的視覺系統(tǒng)具有適應(yīng)性。人的視覺系統(tǒng)具有適應(yīng)性。 如果人的眼睛不隨意運動，沒有隨時間改如果人的眼睛不隨意運動，

10、沒有隨時間改變的刺激刺激人眼，那么，隨著人的眼睛完全變的刺激刺激人眼，那么，隨著人的眼睛完全適應(yīng)后就什么都看不見了。適應(yīng)后就什么都看不見了。 人的眼睛在觀察事物時注視點喜歡集中在人的眼睛在觀察事物時注視點喜歡集中在某一處。人的眼睛在觀察事物時注視點有何規(guī)某一處。人的眼睛在觀察事物時注視點有何規(guī)律呢？律呢？u 注視點主要集中在圖像黑白交界的部分，尤注視點主要集中在圖像黑白交界的部分，尤其集中在拐角處。其集中在拐角處。u 注視點容易往圖形內(nèi)側(cè)移動。注視點容易往圖形內(nèi)側(cè)移動。u 注視點容易集中在時隱時現(xiàn)、運動變化的部注視點容易集中在時隱時現(xiàn)、運動變化的部分。分。u 注視點容易集中在一些特別不規(guī)則處。

11、注視點容易集中在一些特別不規(guī)則處。 除人的注視點有其自身特征以外，人眼還具除人的注視點有其自身特征以外，人眼還具有以下特征：有以下特征：u 人眼具有視覺暫停功能，這是由人的視覺系人眼具有視覺暫停功能，這是由人的視覺系統(tǒng)具有適應(yīng)性決定的。統(tǒng)具有適應(yīng)性決定的。u 人眼對亮度信號的敏感程度強于對色度信號人眼對亮度信號的敏感程度強于對色度信號的敏感程度。的敏感程度。 五、圖像信息的數(shù)字化五、圖像信息的數(shù)字化 圖像要在計算機中實現(xiàn)，首先必須數(shù)字圖像要在計算機中實現(xiàn)，首先必須數(shù)字化。化。 圖像信息的數(shù)字化包括采樣、量化兩圖像信息的數(shù)字化包括采樣、量化兩個過程。個過程。 圖像在空間上的離散化稱為采樣。圖像在

12、空間上的離散化稱為采樣。 用有限個數(shù)字用有限個數(shù)字0 0和和1 1表示某一電平范圍的表示某一電平范圍的模擬離散圖像信號稱為圖像的量化。模擬離散圖像信號稱為圖像的量化。 六、像素的表示六、像素的表示 通過圖像數(shù)字化之后，我們將一副模擬通過圖像數(shù)字化之后，我們將一副模擬圖像數(shù)字化為像素的矩陣，也就是說，像素圖像數(shù)字化為像素的矩陣，也就是說，像素是構(gòu)成圖像的基本元素，因此，圖像數(shù)字化是構(gòu)成圖像的基本元素，因此，圖像數(shù)字化的關(guān)鍵在于像素的數(shù)字化。的關(guān)鍵在于像素的數(shù)字化。 因此，如何表示像素，是圖像數(shù)字化的因此，如何表示像素，是圖像數(shù)字化的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。 像素用顏色表示。像素用顏色表示。 1 1顏色概述顏

13、色概述 顏色亦稱彩色，是可見光的基本特征。習(xí)慣上，顏色亦稱彩色，是可見光的基本特征。習(xí)慣上，我們用亮度、色調(diào)和飽和度來描述。我們用亮度、色調(diào)和飽和度來描述。 亮度是光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺，亮度是光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺，它與被觀察物體、光源及人的視覺特性有關(guān)。它與被觀察物體、光源及人的視覺特性有關(guān)。 色調(diào)是指當(dāng)人眼看一種或多種波長的光所產(chǎn)生的色調(diào)是指當(dāng)人眼看一種或多種波長的光所產(chǎn)生的彩色感覺，它反映顏色的種類，是決定顏色的基本屬彩色感覺，它反映顏色的種類，是決定顏色的基本屬性。性。 飽和度是指顏色的純度即摻入白光的程度，或者飽和度是指顏色的純度即摻入白光的程度，或者說

14、是指顏色的深淺程度。對于同一色調(diào)的彩色光，飽說是指顏色的深淺程度。對于同一色調(diào)的彩色光，飽和度越深，顏色越鮮艷，或者說顏色越純。和度越深，顏色越鮮艷，或者說顏色越純。 飽和度和色調(diào)統(tǒng)稱色度，亮度、色度是飽和度和色調(diào)統(tǒng)稱色度，亮度、色度是顏色的基本參數(shù)。顏色的基本參數(shù)。 由光學(xué)知識我們知道，對無源物體，物由光學(xué)知識我們知道，對無源物體，物體的顏色由物體吸收哪些光波決定。體的顏色由物體吸收哪些光波決定。 對有源物體，物體的顏色由物體產(chǎn)生的對有源物體，物體的顏色由物體產(chǎn)生的哪些光波決定。如白色物體，它對任何顏色哪些光波決定。如白色物體，它對任何顏色均不吸收，故為白色。均不吸收，故為白色。 因此，顏色

15、本身依舊是可用頻率、幅度因此，顏色本身依舊是可用頻率、幅度表示的物理信號。表示的物理信號。 2 2彩色空間彩色空間 直接用顏色的原始頻率描述顏色不太現(xiàn)直接用顏色的原始頻率描述顏色不太現(xiàn)實，在具體實現(xiàn)上，常采用基色配色法，這實，在具體實現(xiàn)上，常采用基色配色法，這便是彩色空間。便是彩色空間。 已經(jīng)證明：自然界的常見顏色均可用紅已經(jīng)證明：自然界的常見顏色均可用紅（R R）、綠（）、綠（G G）、藍（）、藍（B B）三種顏色的組合來）三種顏色的組合來表示。這就是色度學(xué)的最基本原理表示。這就是色度學(xué)的最基本原理三基三基色原理。色原理。 運用三基色，雖然不能完全展示原景物運用三基色，雖然不能完全展示原景物

16、輻射的全部光波成分，卻能獲得與原景物相輻射的全部光波成分，卻能獲得與原景物相同的彩色感覺。同的彩色感覺。 3 3常用彩色空間常用彩色空間 （1 1）RGBRGB彩色空間彩色空間 RGBRGB彩色空間是指用紅（彩色空間是指用紅（R R）、綠（）、綠（G G）、）、藍（藍（B B）物理三基色表示顏色的方法。這是）物理三基色表示顏色的方法。這是彩色的最基本表示模型。彩色的最基本表示模型。 在計算機中，有在計算機中，有RGB5RGB5：5 5：5 5方式和方式和RGB8RGB8：8 8：8 8方式。在方式。在RGB8RGB8：8 8：8 8方式中，方式中，R R、G G、B B三個分量分別用三個分量分

17、別用8 8位二進制表示。位二進制表示。 如（如（192192、192192、192192）表示銀灰色，（）表示銀灰色，（0 0、0 0、0 0）表示黑色。）表示黑色。 （2 2）YUVYUV彩色空間彩色空間 在彩色電視中，采用在彩色電視中，采用YUVYUV空間配色法。其中，空間配色法。其中，Y Y為亮度信號，為亮度信號，U U、V V為兩個色差信號。為兩個色差信號。 根據(jù)根據(jù)RGBRGB計色系統(tǒng)原理，計色系統(tǒng)原理，RGBRGB信號可轉(zhuǎn)換為亮信號可轉(zhuǎn)換為亮度信號，其轉(zhuǎn)換公式如下：度信號，其轉(zhuǎn)換公式如下： U U、V V為兩個色差信號可由上式推算出來為兩個色差信號可由上式推算出來, , 具體如下：

18、具體如下： 對公式對公式3-2-23-2-2，顯然只有兩個分量是獨立的，顯然只有兩個分量是獨立的，故在彩色電視系統(tǒng)中，只傳送故在彩色電視系統(tǒng)中，只傳送Y Y、（、（R-YR-Y）、）、（B-YB-Y）兩個分量。）兩個分量。 由于人眼對亮度的敏感程度強于色度信由于人眼對亮度的敏感程度強于色度信號，在實際傳送時，我們總是壓縮（號，在實際傳送時，我們總是壓縮（R-YR-Y）、）、（B-YB-Y）兩個分量。）兩個分量。 壓縮后的（壓縮后的（R-YR-Y）、（）、（B-YB-Y）兩個分量用）兩個分量用U U、V V表示。表示。 U=0.493U=0.493（B-YB-Y） V=0.877V=0.877（

19、R-YR-Y） 于是，于是，RGBRGB到到Y(jié)UVYUV空間的轉(zhuǎn)換公式如下：空間的轉(zhuǎn)換公式如下： （3 3）彩色空間轉(zhuǎn)換實例）彩色空間轉(zhuǎn)換實例 例例1 1： 有如下有如下RGBRGB彩色空間按行排列的三個彩色空間按行排列的三個顏色點，請轉(zhuǎn)換為顏色點，請轉(zhuǎn)換為YUVYUV。七、組織編排像素陣列方法七、組織編排像素陣列方法 在計算機中，組織編排像素陣列有許在計算機中，組織編排像素陣列有許多格式，形成了許多極為流行的圖像文件多格式，形成了許多極為流行的圖像文件格式。但從總體上說，組織編排像素陣列格式。但從總體上說，組織編排像素陣列方法可分為兩類：方法可分為兩類： 1. 1.調(diào)色板位置碼法。調(diào)色板位置

20、碼法。 在早期流行的在早期流行的PCXPCX圖像格式中，它引入圖像格式中，它引入了調(diào)色板。了調(diào)色板。 所謂調(diào)色板是指在圖像文件中，增加一所謂調(diào)色板是指在圖像文件中，增加一個區(qū)域，用于專門存儲該圖像所使用的顏個區(qū)域，用于專門存儲該圖像所使用的顏色的原始色的原始RGBRGB信息。信息。 這樣，實際組織編排像素陣列時，不直這樣，實際組織編排像素陣列時，不直接存儲像素所代表顏色的原始接存儲像素所代表顏色的原始RGBRGB信息，而信息，而采用它在調(diào)色板中的位置碼來代替其原始采用它在調(diào)色板中的位置碼來代替其原始RGBRGB信息。信息。 該法適合于該法適合于2 2色、色、1616色、色、256256色圖像色

21、圖像 2 2直接法。直接法。 調(diào)色板位置碼法增加了存儲調(diào)色板的附加調(diào)色板位置碼法增加了存儲調(diào)色板的附加開銷。開銷。 對對256256色及以下圖像，存儲調(diào)色板的附加色及以下圖像，存儲調(diào)色板的附加開銷不超過開銷不超過1K1K字節(jié)，這個附加開銷是微不足字節(jié)，這個附加開銷是微不足道的。道的。 對對256256色以上圖像，由于系統(tǒng)使用顏色數(shù)色以上圖像，由于系統(tǒng)使用顏色數(shù)很多，存儲調(diào)色板的附加開銷將非常巨大。很多，存儲調(diào)色板的附加開銷將非常巨大。 對對256256色以上圖像，一般直接用原始顏色色以上圖像，一般直接用原始顏色信息的方法組織編排像素陣列，這便是直接信息的方法組織編排像素陣列，這便是直接法。法。

22、 八、圖像文件在計算機中的實現(xiàn)結(jié)論八、圖像文件在計算機中的實現(xiàn)結(jié)論 圖像在計算機中的實現(xiàn)我們可以歸結(jié)圖像在計算機中的實現(xiàn)我們可以歸結(jié)為如下一句話：為如下一句話： 圖像在計算機中的實現(xiàn)是通過掃描將圖像在計算機中的實現(xiàn)是通過掃描將空間圖像轉(zhuǎn)換為像素陣列，用空間圖像轉(zhuǎn)換為像素陣列，用RGBRGB彩色空間彩色空間表示像素，并用圖像文件方式組織編排像表示像素，并用圖像文件方式組織編排像素陣列來實現(xiàn)的。素陣列來實現(xiàn)的。八、本課重點八、本課重點u 重點：圖像在計算機中的實現(xiàn)。重點：圖像在計算機中的實現(xiàn)。九、習(xí)題九、習(xí)題3-2 1 3-4 13-2 1 3-4 1、2 2下下 課課第第2 2課課 圖像處理技術(shù)

23、（上）圖像處理技術(shù)（上） 在本次課中，將介紹在本次課中，將介紹BMPBMP低級格式低級格式分析及其程序開發(fā)等數(shù)字圖像處理技分析及其程序開發(fā)等數(shù)字圖像處理技術(shù)。術(shù)。 學(xué)時數(shù)較少（或純應(yīng)用教學(xué)要求）學(xué)時數(shù)較少（或純應(yīng)用教學(xué)要求）時可將時可將BMPBMP低級格式分析低級格式分析內(nèi)容自學(xué)。內(nèi)容自學(xué)。一一 概述概述 1 1 圖像文件存儲空間大小分析圖像文件存儲空間大小分析在計算機中，圖像表現(xiàn)為像素矩陣，該矩陣可在計算機中，圖像表現(xiàn)為像素矩陣，該矩陣可用圖像的寬度、高度來描述。由上一小節(jié)知，用圖像的寬度、高度來描述。由上一小節(jié)知，一個字節(jié)可表示一個字節(jié)可表示8 8個個2 2色圖像、色圖像、2 2個個161

24、6色圖像或色圖像或1 1個個256256色圖像像素，對色圖像像素，對2424位真實彩色圖像，直位真實彩色圖像，直接存儲原始接存儲原始RGBRGB信息，即用信息，即用3 3個字節(jié)表示一個像個字節(jié)表示一個像素。素?？蓺w納出可歸納出2 2色、色、1616色、色、256256，2424位真彩圖像未壓位真彩圖像未壓縮時所占存儲空間的通用計算公式：縮時所占存儲空間的通用計算公式：一副一副800800* *600600的的2424位真彩圖像所需的基本存儲位真彩圖像所需的基本存儲空間為：空間為：必須指出的是，上面所說的存儲空間僅是存儲必須指出的是，上面所說的存儲空間僅是存儲圖像像素陣列數(shù)據(jù)所占的存儲空間，實際

25、的圖像像素陣列數(shù)據(jù)所占的存儲空間，實際的圖像文件除存儲像素陣列數(shù)據(jù)外，尚需存儲圖像文件除存儲像素陣列數(shù)據(jù)外，尚需存儲格式數(shù)據(jù)，格式數(shù)據(jù)，256256色及以下圖像還需存儲調(diào)色色及以下圖像還需存儲調(diào)色板信息板信息 2 2 圖像與圖形的區(qū)別圖像與圖形的區(qū)別 在計算機中，圖形與圖像是兩個不同的概念，在計算機中，圖形與圖像是兩個不同的概念，二者是有區(qū)別的：二者是有區(qū)別的： 圖形一般指用計算機結(jié)合某種算法繪制的畫圖形一般指用計算機結(jié)合某種算法繪制的畫面，如直線、圓、任意曲線等。面，如直線、圓、任意曲線等。 圖像則是指由輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面圖像則是指由輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面或以數(shù)字化形式存儲的任意

26、畫面。或以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。 雖然，圖形與圖像如果僅從其外部表象上看，雖然，圖形與圖像如果僅從其外部表象上看，二者具有許多相似之處，然而，二者在內(nèi)部二者具有許多相似之處，然而，二者在內(nèi)部存儲、處理算法與技術(shù)上存在著較大差異。存儲、處理算法與技術(shù)上存在著較大差異。 從存儲結(jié)構(gòu)上，圖像一般采用點陣形式存儲，從存儲結(jié)構(gòu)上，圖像一般采用點陣形式存儲，或者說將一副圖像按照從左到右、從上到下或者說將一副圖像按照從左到右、從上到下的順序依次挨第存儲。因此，從存儲結(jié)構(gòu)上的順序依次挨第存儲。因此，從存儲結(jié)構(gòu)上看，圖像是一個隨機場的格式?？?，圖像是一個隨機場的格式。 圖形一般采用特征、屬性、參數(shù)的模型。圖

27、形一般采用特征、屬性、參數(shù)的模型。 由于二者在存儲結(jié)構(gòu)上的差異，導(dǎo)致二者在由于二者在存儲結(jié)構(gòu)上的差異，導(dǎo)致二者在計算機顯示、處理上的差異。計算機顯示、處理上的差異。 計算機顯示圖像時采用位圖塊拷貝。對圖計算機顯示圖像時采用位圖塊拷貝。對圖形顯示，需要計算機依照特定的算法生成。形顯示，需要計算機依照特定的算法生成。 對圖形而言，其關(guān)鍵算法主要有：圖形數(shù)對圖形而言，其關(guān)鍵算法主要有：圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究、計算機自動造型、參數(shù)化設(shè)計據(jù)結(jié)構(gòu)研究、計算機自動造型、參數(shù)化設(shè)計等。等。 對圖像而言，其關(guān)鍵算法主要有：圖像的對圖像而言，其關(guān)鍵算法主要有：圖像的壓縮與編碼、圖像的恢復(fù)與重建、圖像的解壓縮與編碼、圖像

28、的恢復(fù)與重建、圖像的解釋與識別、計算機視覺等等。釋與識別、計算機視覺等等。3 3 常見圖像文件格式常見圖像文件格式 GIF GIF格式格式 PCX PCX格式格式 TIFF TIFF格式格式 BMP BMP格式格式 JPG JPG格式格式二、二、 BMPBMP文件格式分析文件格式分析 BMPBMP（BitmapBitmap）格式是）格式是MicrosoftMicrosoft公司公司W(wǎng)indowsWindows操作系統(tǒng)使用的一種圖像格式文件。操作系統(tǒng)使用的一種圖像格式文件。它是一種與設(shè)備無關(guān)的圖像格式文件。它是一種與設(shè)備無關(guān)的圖像格式文件。 BMPBMP文件支持黑白、文件支持黑白、1616色、色

29、、256256色、灰色圖色、灰色圖像以及像以及RGBRGB真實彩色圖像等各種圖像格式。在真實彩色圖像等各種圖像格式。在絕大多數(shù)開發(fā)系統(tǒng)中均可直接調(diào)用絕大多數(shù)開發(fā)系統(tǒng)中均可直接調(diào)用Windows Windows APIAPI函數(shù)對函數(shù)對BMPBMP位圖進行編程與開發(fā)，是繼位圖進行編程與開發(fā)，是繼PCXPCX圖像文件格式之后最為廣泛支持的圖像文件格圖像文件格式之后最為廣泛支持的圖像文件格式之一，是目前圖像編程與開發(fā)的基本圖像文式之一，是目前圖像編程與開發(fā)的基本圖像文件格式件格式 BMPBMP是一種與設(shè)備無關(guān)的圖像格式，其格是一種與設(shè)備無關(guān)的圖像格式，其格式包括：式包括： 文件頭、信息塊、圖像數(shù)據(jù)三

30、個部分文件頭、信息塊、圖像數(shù)據(jù)三個部分 BMP文件文件頭長度為文件文件頭長度為14字節(jié)字節(jié)其其C語言結(jié)構(gòu)定義如下：語言結(jié)構(gòu)定義如下：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType; DWORD bfSize; WORD bfReserved1; WORD bfReserved2; DWORD bfOffBits; BITMAPFILEHEADER; 緊接其后為信息塊緊接其后為信息塊其其C C語言結(jié)構(gòu)定義如下：語言結(jié)構(gòu)定義如下：typedef struct tagBITMAPINFO BITMAPINFOHEADER bmiHeader; RGBQU

31、AD bmiColors ; BITMAPINFO; typedef struct tagBITMAPINFOHEADER typedef struct tagBITMAPINFOHEADER DWORD biSize; DWORD biSize; LONG biWidth; LONG biWidth; LONG biHeight; LONG biHeight; WORD biPlanes; WORD biPlanes; WORD biBitCount; WORD biBitCount; DWORD biCompression; DWORD biCompression; DWORD biSiz

32、eImage; DWORD biSizeImage; LONG biXPelsPerMeter; LONG biXPelsPerMeter; LONG biYPelsPerMeter; LONG biYPelsPerMeter; DWORD biClrUsed; DWORD biClrUsed; DWORD biClrImportant; DWORD biClrImportant; BITMAPINFOHEADER;BITMAPINFOHEADER; BMP文件信息塊另一部分為文件信息塊另一部分為RGBQUAD bmiColors ，為，為BMP文件調(diào)色板的結(jié)構(gòu)定文件調(diào)色板的結(jié)構(gòu)定義，其單個顏

33、色義，其單個顏色C+ 語言結(jié)構(gòu)定義如下：語言結(jié)構(gòu)定義如下：typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; /物理三基色物理三基色B值值 BYTE rgbGreen; /物理三基色物理三基色G值值 BYTE rgbRed; /物理三基色物理三基色R值值 BYTE rgbReserved; /保留保留 RGBQUAD;在在BMP格式中，直接存儲一個顏色的原始格式中，直接存儲一個顏色的原始RGB值需占用四個字節(jié)。值需占用四個字節(jié)。 【例例3.3.13.3.1】以下為光盤中以下為光盤中n3n3目錄下目錄下3-3-3-1.bmp3-1.bmp文件的完整內(nèi)容，效果如圖文件的

34、完整內(nèi)容，效果如圖3-3-13-3-1所示，請分析該圖像顏色數(shù)，圖像寬度、所示，請分析該圖像顏色數(shù)，圖像寬度、圖像高度等？圖像高度等？42 4D C6 00 00 00 00 00 00 00 76 00 00 00 28 00 00 00 10 00 00 00 0A 00 00 00 01 00 04 00 00 00 00 00 50 00 00 00 C4 0E 00 00 C4 0E 00 00 00 0000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 00 80 00 00 00 80 80 00 80 00 00 00 80 00 80 00

35、80 80 00 00 80 80 80 00 C0 C0 C0 00 00 00 FF 00 00 FF00 00 00 FF FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF FF00 00 FF FF FF 00 88 88 88 44 44 88 88 88 88 8888 4F F4 88 88 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 99 9F 46 64 F9 99 88 89 FF FF 46 64 FF FF 98 89 FF FF 46 64 FF FF 98 88 99 9F 46 64 F9 99 88 88 88（1 1）42 4D

36、42 4D用用ASCASC碼表示為碼表示為“BM”BM”，表，表示該文件為示該文件為WindowsWindows位圖文件。位圖文件。C6 00 00 00C6 00 00 00為該位圖文件實際數(shù)據(jù)長度，用十進制表示為該位圖文件實際數(shù)據(jù)長度，用十進制表示為為198198，為該文件實際長度；其后的四個字節(jié)，為該文件實際長度；其后的四個字節(jié)00 00 00 0000 00 00 00為保留字節(jié)，為保留字節(jié)，76 00 00 0076 00 00 00為該為該位圖文件圖像數(shù)據(jù)的偏移地址，表示實際圖位圖文件圖像數(shù)據(jù)的偏移地址，表示實際圖像數(shù)據(jù)從地址：像數(shù)據(jù)從地址：00000076h00000076h開始

37、，即加粗、陰開始，即加粗、陰影處的影處的8888為起始圖像數(shù)據(jù)為起始圖像數(shù)據(jù)（2 2）28 00 00 0028 00 00 00為該位圖文件信息頭大為該位圖文件信息頭大小，用十進制表示為小，用十進制表示為4040，它表示包含其自身，它表示包含其自身以后的以后的4040字節(jié)為該位圖文件信息頭。字節(jié)為該位圖文件信息頭。（3 3）對照）對照BITMAPINFOHEADERBITMAPINFOHEADER定義結(jié)構(gòu)，定義結(jié)構(gòu)，該位圖文件為該位圖文件為161610101616圖像，即圖像寬度圖像，即圖像寬度為為1616（10 00 00 0010 00 00 00四字節(jié)）、高度為四字節(jié)）、高度為1010

38、（0A 0A 00 00 0000 00 00）、顏色數(shù)為）、顏色數(shù)為1616（biBitCountbiBitCount：04 04 0000，每個像素占，每個像素占4 4個二進制位，所以顏色數(shù)為個二進制位，所以顏色數(shù)為1616）（2 2）28 00 00 0028 00 00 00為該位圖文件信息頭大為該位圖文件信息頭大小，用十進制表示為小，用十進制表示為4040，它表示包含其自身，它表示包含其自身以后的以后的4040字節(jié)為該位圖文件信息頭。字節(jié)為該位圖文件信息頭。（3 3）對照）對照BITMAPINFOHEADERBITMAPINFOHEADER定義結(jié)構(gòu)，定義結(jié)構(gòu)，該位圖文件為該位圖文件為

39、161610101616圖像，即圖像寬度圖像，即圖像寬度為為1616（10 00 00 0010 00 00 00四字節(jié)）、高度為四字節(jié)）、高度為1010（0A 0A 00 00 0000 00 00）、顏色數(shù)為）、顏色數(shù)為1616（biBitCountbiBitCount：04 04 0000，每個像素占，每個像素占4 4個二進制位，所以顏色數(shù)為個二進制位，所以顏色數(shù)為1616）幾個幾個問題問題: :1. 1. 修改調(diào)色板數(shù)據(jù)對圖像顯示有何影響修改調(diào)色板數(shù)據(jù)對圖像顯示有何影響2. 2. 第第1 1個圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)屏幕什么位置個圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)屏幕什么位置調(diào)色板數(shù)據(jù)：調(diào)色板數(shù)據(jù)： 00000036h

40、: 00 00 00 00 00 00 80 00 00 80 00 00 00 80 80 00 80 00 00 00 80 00 80 00 80 80 00 00 80 80 80 00 C0 C0 C0 00 00 00 FF 00 00 FF 00 00 00 FF FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF FF 00 00 FF FF FF 00圖像數(shù)據(jù)：圖像數(shù)據(jù)：00000076h: 88 88 88 44 44 88 88 88 88 8888 4F F4 88 88 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 99 9F 46 64

41、F9 99 88 89 FF FF 46 64 FF FF 98 89 FF FF 46 64 FF FF 98 88 99 9F 46 64 F9 99 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 88 88 4F F4 88 88 88 88 88 88 44 44 88 88 88分析分析0076h0076h后面的圖像數(shù)據(jù)，后面的圖像數(shù)據(jù)，8 8號顏色被大號顏色被大量使用，對應(yīng)圖片中的背景顏色。若將調(diào)色量使用，對應(yīng)圖片中的背景顏色。若將調(diào)色板中的板中的8 8號顏色號顏色C0 C0 C0 00C0 C0 C0 00修改為修改為00 00 00 00 00 00 0000（黑

42、色），則圖片背景由淺灰色變成了黑（黑色），則圖片背景由淺灰色變成了黑色。色。 三、三、BMPBMP文件開發(fā)文件開發(fā) 1、 DOS環(huán)境下環(huán)境下BMP 文件開發(fā)文件開發(fā) BMP BMP 文件是文件是WindowsWindows操作系統(tǒng)使用的位圖操作系統(tǒng)使用的位圖文件格式，文件格式，DOSDOS操作系統(tǒng)并未對其提供額外的操作系統(tǒng)并未對其提供額外的支持，所以，支持，所以，DOSDOS環(huán)境下環(huán)境下BMP BMP 位圖開發(fā)相對復(fù)位圖開發(fā)相對復(fù)雜。雜。 在在DOSDOS環(huán)境下進行環(huán)境下進行BMP BMP 文件開發(fā)相當(dāng)復(fù)雜，文件開發(fā)相當(dāng)復(fù)雜，大家首先應(yīng)熟悉大家首先應(yīng)熟悉DOSDOS環(huán)境下開發(fā)系統(tǒng)的圖形開環(huán)境下

43、開發(fā)系統(tǒng)的圖形開發(fā)功能，然后設(shè)計諸如圖像生成、圖像移動、發(fā)功能，然后設(shè)計諸如圖像生成、圖像移動、放縮等各種算法放縮等各種算法 在此介紹計算機顯示原理在此介紹計算機顯示原理 2、Windows環(huán)境下環(huán)境下BMP 文件開發(fā)文件開發(fā) WindowsWindows操作系統(tǒng)是一個多任務(wù)操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是一個多任務(wù)操作系統(tǒng)，其顯示器基本工作方式是圖形方式，通過選擇其顯示器基本工作方式是圖形方式，通過選擇圖標(biāo)完成命令的輸入。在圖標(biāo)完成命令的輸入。在WindowsWindows中，系統(tǒng)定義中，系統(tǒng)定義了了GDI (Graphics Device Interface )GDI (Graphics Device

44、 Interface )接口，接口，專門負責(zé)圖形、圖像程序設(shè)計。專門負責(zé)圖形、圖像程序設(shè)計。 為方便程序開發(fā)，為方便程序開發(fā)，WindowsWindows為每一個要進行為每一個要進行圖像應(yīng)用的程序定義了一個圖像應(yīng)用的程序定義了一個DCDC（Device Device ContextsContexts），），DCDC是該圖像應(yīng)用程序的諸如顏色、是該圖像應(yīng)用程序的諸如顏色、分辨率等的基本圖像屬性參數(shù)的環(huán)境塊。通過分辨率等的基本圖像屬性參數(shù)的環(huán)境塊。通過GDIGDI接口、接口、DCDC塊可方便開發(fā)圖像處理程序。塊可方便開發(fā)圖像處理程序。 四、上機實驗四、上機實驗1 1請用請用UltraEdit-32

45、UltraEdit-32文字文字/HEX/HEX編輯軟件編輯軟件對照對照【例例3.3.13.3.1】分析光盤中分析光盤中n3n3目錄下目錄下3-3-3-3-1.bmp1.bmp圖像文件，寫出該圖像的顏色數(shù)，圖圖像文件，寫出該圖像的顏色數(shù)，圖像寬度、圖像高度等，適當(dāng)?shù)匦薷脑紙D像像寬度、圖像高度等，適當(dāng)?shù)匦薷脑紙D像數(shù)據(jù)，將圖像背景改為綠色。數(shù)據(jù)，將圖像背景改為綠色。五、習(xí)題五、習(xí)題3-3 13-3 1下下 課！課！第第3 3課課 圖像處理技術(shù)（下）圖像處理技術(shù)（下） 本次課將介紹本次課將介紹PhotoshopPhotoshop圖像處理軟圖像處理軟件件。一概述一概述 理解了圖像文件的低級格式，可

46、通過編程獲理解了圖像文件的低級格式，可通過編程獲取圖像數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的處理，以達到特殊取圖像數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的處理，以達到特殊應(yīng)用的要求。必須指出的是，在絕大多數(shù)場應(yīng)用的要求。必須指出的是，在絕大多數(shù)場合下，人們總是使用工具軟件完成對圖像處合下，人們總是使用工具軟件完成對圖像處理的常見操作，目前常用的圖像處理軟件有理的常見操作，目前常用的圖像處理軟件有PhotoshopPhotoshop、FireworkFirework等。等。下面以下面以Photoshop CS2Photoshop CS2為例介紹圖像處理的基為例介紹圖像處理的基礎(chǔ)知識礎(chǔ)知識二界面及其新特性二界面及其新特性 主要新特性有：主要新

47、特性有：Spot Healing BrushSpot Healing Brush：可處理常用圖片問題，：可處理常用圖片問題，如污點，紅眼，模糊和變形。如污點，紅眼，模糊和變形。Smart ObjectsSmart Objects：允許用戶在不失真的情況：允許用戶在不失真的情況下測量和變換圖片和矢量圖等。下測量和變換圖片和矢量圖等?？蓜?chuàng)建嵌入式鏈接復(fù)制圖，以便一次編輯，可創(chuàng)建嵌入式鏈接復(fù)制圖，以便一次編輯，更新多張圖片。更新多張圖片。支持非破壞性編輯，創(chuàng)建和編輯支持非破壞性編輯，創(chuàng)建和編輯3232位位HDRHDR圖圖片，片，3D3D渲染，高級合成。渲染，高級合成。FireWire Preview

48、sFireWire Previews等等三、圖像處理的一些基本知識三、圖像處理的一些基本知識 u 色彩理論與色彩模式色彩理論與色彩模式 PhotoshopPhotoshop提供了提供了8 8種色彩模式：位圖模式、種色彩模式：位圖模式、灰度模式、雙色套印模式、灰度模式、雙色套印模式、RGBRGB模式、模式、CMYKCMYK模模式、多通道模式、索引模式和式、多通道模式、索引模式和LabLab模式。模式。 不同的色彩模式下，圖像可應(yīng)用的處理方法不同的色彩模式下，圖像可應(yīng)用的處理方法可能不同?？赡懿煌?。 正確設(shè)置圖像的色彩模式是進行圖像處理的正確設(shè)置圖像的色彩模式是進行圖像處理的第一步。第一步。u 色

49、彩理論與色彩模式色彩理論與色彩模式 PhotoshopPhotoshop提供了提供了8 8種色彩模式：位圖模式、種色彩模式：位圖模式、灰度模式、雙色套印模式、灰度模式、雙色套印模式、RGBRGB模式、模式、CMYKCMYK模模式、多通道模式、索引模式和式、多通道模式、索引模式和LabLab模式。模式。u 圖層圖層u 蒙板（蒙板（MASKMASK）u 通道通道u 路徑路徑u 濾鏡濾鏡四、工具箱簡介四、工具箱簡介五五 制作與應(yīng)用制作與應(yīng)用1 1 【陰影字】的制作【陰影字】的制作2 2 【金屬文字金屬文字】的制作的制作3 3 預(yù)設(shè)樣式預(yù)設(shè)樣式4 GIF4 GIF動畫制作動畫制作5 5 液化工具的應(yīng)用

50、液化工具的應(yīng)用6 6 水印水印7 7 其它應(yīng)用其它應(yīng)用上機應(yīng)用題上機應(yīng)用題1 1請用請用PhotoshopPhotoshop制作陰影字、金屬字，要求美制作陰影字、金屬字，要求美觀、協(xié)調(diào)。觀、協(xié)調(diào)。2 2請用請用PhotoshopPhotoshop制作一個制作一個“多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁多媒體技術(shù)與網(wǎng)頁設(shè)計設(shè)計”的的GIFGIF動畫。動畫。3 3請用數(shù)碼相機攝制一張相片，用請用數(shù)碼相機攝制一張相片，用PhotoshopPhotoshop進進行適當(dāng)處理，用作視頻編緝的片頭。行適當(dāng)處理，用作視頻編緝的片頭。4 4請用數(shù)碼相機攝制一張相片，用請用數(shù)碼相機攝制一張相片，用PhotoshopPhotoshop進

51、進行適當(dāng)處理，用作視頻編緝的片尾。行適當(dāng)處理，用作視頻編緝的片尾。下下 課！課！第第4 4課課 數(shù)字視頻圖像及其處理技術(shù)數(shù)字視頻圖像及其處理技術(shù) 本次課將介紹本次課將介紹數(shù)字視頻數(shù)字視頻、Windows Windows Movie MakerMovie Maker視頻編輯、會聲會影的特視頻編輯、會聲會影的特點等。點等。一概述一概述 數(shù)字視頻圖像全稱為動態(tài)數(shù)字視頻圖像，數(shù)字視頻圖像全稱為動態(tài)數(shù)字視頻圖像，簡稱為視頻。簡稱為視頻。 從廣義上講，計算機中存在著兩種數(shù)字視從廣義上講，計算機中存在著兩種數(shù)字視頻：數(shù)字影像（實景拍攝的電影電視節(jié)目的頻：數(shù)字影像（實景拍攝的電影電視節(jié)目的數(shù)字化圖像）、計算機動畫。數(shù)字化圖像）、計算機動畫。 圖像、視頻是兩個不同的概念，二者有其圖像、視頻是兩個不同的概念，二者有其共同之處，更有其區(qū)別共同之處，更有其區(qū)別模擬視頻是由一幅幅富有特定含義，動作連模擬視頻是由一幅幅富有特定含義，動作連續(xù)的模擬圖像構(gòu)成的模擬圖像流。數(shù)字視頻續(xù)的模擬圖像構(gòu)成的模擬圖像流。數(shù)字視頻是模擬視頻數(shù)字化的結(jié)果。是模擬視頻數(shù)字化的結(jié)果。二視頻的實現(xiàn)策略二視頻的實現(xiàn)策略在具體實現(xiàn)上，數(shù)字視頻如果采用通常意義在具體實現(xiàn)上，數(shù)字視頻如果采用通常意義上的數(shù)字圖像的實現(xiàn)方法，即：上的數(shù)字圖像的實現(xiàn)方法，即： 先將模擬視頻劃分為一幅幅富有特定含義，先將模擬視頻劃分為一幅幅富有特定含義，動作連續(xù)的