多媒體技術(shù)基礎(chǔ)里面的“三”

多媒體技術(shù)基礎(chǔ)里面的“三”之一：三種計(jì)算在各種版本的多媒體技術(shù)的書中，在各種類型的多媒體技術(shù)考試中，在各種復(fù)習(xí)資料中，多媒體技術(shù)的計(jì)算主要集中在三種計(jì)算：?音頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算；?圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算；?視頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算。1、 音頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算音頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算，主要是考察音頻數(shù)字化（錄制音頻）的過程而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量。涉及到如下參數(shù)：（1） 采樣頻率（可理解為：1秒鐘采集多少個(gè)樣本）；（2） 采樣精度，又叫做量化位數(shù)（可理解為：每個(gè)樣本用多少位二進(jìn)制表示）；（3） 聲道數(shù)（立體聲或者雙聲道是指2個(gè)聲道，每個(gè)聲道都需要采樣、量化；單聲道則指1個(gè)聲道）；（4） 錄制時(shí)間（按秒鐘計(jì)算）。那么，音頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算則為：采樣頻率X采樣精度X聲道數(shù)X錄制時(shí)間=?bits在此基礎(chǔ)上，如果還要加強(qiáng)計(jì)算難度，則可在如下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：單位，如換為MB的要求；加上壓縮率和存儲(chǔ)，如要求進(jìn)行存儲(chǔ)，能存儲(chǔ)多少時(shí)間等等。但如果懂得基本計(jì)算，則可舉一反三。2、 圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算，主要是考察分辨率與像素的顏色表示而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量。主要涉及到如下參數(shù)：（1）分辨率。分辨率的幾種表示值得注意，一種是像素的個(gè)數(shù)表示，如分辨率為800x600，實(shí)際上就是800x600個(gè)像素；而分辨率300DPI的表示多半用于照相、照片掃描、照片打印等方面，意思就是'每英寸的像素個(gè)數(shù)”，因此，給出這種分辨率，則一定會(huì)給出圖片的大小，比如8'X6'，意思是圖像的大小是8英寸x6英寸，那么像素的個(gè)數(shù)則是8X300X6X300。（2）像素的顏色表示，即像素深度（有的時(shí)候也說成圖像深度。給出這個(gè)參數(shù)也有兩種形式，第一種是直接給出每個(gè)像素由多少位構(gòu)成，而另外的一種給出方法會(huì)結(jié)合顏色空間的給出，比如說每個(gè)像素由RGB三個(gè)分量構(gòu)成，每個(gè)分量由8位構(gòu)成，則像素深度（即每個(gè)像素由多少位構(gòu)成）則為8X3=24位。這里也值得注意。那么圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算則為：分辨率X像素深度=?bits在此基礎(chǔ)上，如果還要加大計(jì)算難度，則可在如下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：單位轉(zhuǎn)換；壓縮率和存儲(chǔ)；在像素深度的概念中，引入阿爾法通道的位數(shù)來迷惑像素的位數(shù)，實(shí)際上，只要是代表了像素的位數(shù)，則就需要計(jì)算在內(nèi)，如阿爾法通道的位數(shù)是需要計(jì)算在像素的位數(shù)中的，也即像素深度（這里就要注意“像素深度”和“圖像深度”的區(qū)別）。3、視頻數(shù)據(jù)量的計(jì)算視頻的數(shù)據(jù)量和圖像的數(shù)據(jù)量計(jì)算差不多，也涉及到分辨率和每個(gè)像素的位數(shù)，但視頻數(shù)字化的過程中，涉及到另外一個(gè)問題就是'圖像子采樣”。圖像子采樣主要是確定了視頻數(shù)字化過程中每個(gè)點(diǎn)（像素）有多少個(gè)樣本，每個(gè)樣本需要多少位表示。主要涉及的參數(shù)有：（1） 分辨率；（2） 圖像子采樣的比例，比如比例為A:B:C，則樣本數(shù)為（A+B+C）/4；（3） 采樣值（或量化位數(shù)），即每個(gè)樣本用多少位表示；（4） 視頻的時(shí)間長度。那么，圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算如下：分辨率X樣本數(shù)X采樣值X時(shí)間=?bits在此基礎(chǔ)上，如果還要加大計(jì)算難度，則可在如下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：單位轉(zhuǎn)換；壓縮率與存儲(chǔ)；計(jì)算不同子采樣的數(shù)據(jù)量，然后進(jìn)行比較，要你分析比較結(jié)果，這里分析結(jié)果，一般抓住一條就行，那就是圖像子采樣具有壓縮（減少）數(shù)據(jù)量的效果。多媒體技術(shù)基礎(chǔ)里面的“三”之二：三要素/步驟/標(biāo)準(zhǔn)在多媒體技術(shù)基礎(chǔ)里面，有很多的基本概念、基本特點(diǎn)等等，都很巧合的（或者是我巧合的總結(jié)了）是“三”的數(shù)量，如聲音的三要素、數(shù)字化的三步驟、顏色的三要素、三基色、三種圖像、三種電視制式、三種電視信號(hào)等等。由于“三”太多，我只列出了多媒體的三個(gè)重點(diǎn)知識(shí)模塊（聲音、圖像、視頻）中的“三”。1、 聲音的三要素（所謂要素，就是基本特性、或者說是重要特性，下同）：音調(diào)、音強(qiáng)、音色（1） 音調(diào)，跟聲源的振動(dòng)頻率有關(guān)。借助我們熟悉的唱歌來理解，唱歌有調(diào)子，調(diào)子高、調(diào)子低，就是這個(gè)音調(diào)，在音樂術(shù)語里面叫做“音高”；（2） 音強(qiáng)，跟聲源的振動(dòng)幅度有關(guān)。通俗的說，音強(qiáng)就是指聲音的大小，有時(shí)候也叫響度。（3） 音色，是由混入基音的泛音決定的。這個(gè)不太好理解，但我們可以簡單理解為音色就是指聲音是不是好聽？每個(gè)人有不同的音色，比如他說話有磁性，這就是指音色。2、 數(shù)字化的三個(gè)關(guān)鍵步驟：采樣、量化、編碼（1） 采樣，就是采集樣本。樣本，我們就理解為一個(gè)個(gè)的點(diǎn)，聲音波形的點(diǎn)、圖片上的點(diǎn)（又稱為像素），這么一個(gè)個(gè)的點(diǎn)就是從模擬信號(hào)中采集到的。（2） 量化，就是將采集的樣本測量使其數(shù)量化。把每個(gè)樣本的值測出來，這個(gè)過程就是量化。至于怎么測，方法很多，咱不多做介紹。（3） 編碼，將樣本的值數(shù)量化后，如何把這些數(shù)據(jù)組織在一起？這就是編碼，這里也不過多的介紹。3、 聲音的三個(gè)主要的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：帶寬、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍聲音的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是很多的，這里列出的是三個(gè)主要的客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是什么，我不去解釋，但一定要明白的是：（1） 帶寬（也稱為頻率范圍）越寬，聲音質(zhì)量越好；（2） 信噪比越大，聲音質(zhì)量越好；（3）動(dòng)態(tài)范圍越大，聲音質(zhì)量越好。這些標(biāo)準(zhǔn)還可以評(píng)價(jià)現(xiàn)在的音響設(shè)備。4、顏色的三要素：色調(diào)、飽和度、明度這三個(gè)要素似乎與聲音的三要素有類似之處，值得玩味。（1） 色調(diào)，這是人對(duì)顏色的感覺，具體點(diǎn)就是指顏色的種類，如紅、黃、藍(lán)、紫的顏色?？梢赃@么來理解，比如有人問：這是什么顏色呀？其實(shí)這就是問色調(diào)是什么。（2） 飽和度，這是指摻入顏色中的白光的程度，摻入白光越多，飽和度越低，也就是說顏色不夠純（似乎是有了雜質(zhì)一樣的感覺）。還有一種說法，就是說顏色的深淺，顏色越深，飽和度越高。但這里值得注意的是，這里說的顏色的深淺，并非我們經(jīng)常說的顏色深，我們?nèi)粘Ｕf的顏色深，是指顏色越帶黑色等厚重的顏色就說深色。注意區(qū)分。（3） 明度，這也是一個(gè)視覺系統(tǒng)的感覺問題。我們經(jīng)常說，這里光線好不好，或者說房子里很暗，或者很亮，亮不亮，就是指的明度的問題。多媒體技術(shù)基礎(chǔ)里面的“三”之三：三原色/圖像/制式“之二”曾介紹了一部分的“三”的概念，但還有三原色、三種圖像、電視的三種制式以及三種電視信號(hào)等概念沒有介紹，在本文中繼續(xù)介紹這些概念。1、 三原色，也稱為三基色就是用三種顏色“合成”其它顏色。對(duì)基色的要求是：互為獨(dú)立、單色，任一基色都不能由其他兩種基色混合產(chǎn)生。如RGB三原色，CMY三原色等。這里需要注意的是：（1） RGB是相加（或稱為加法）混色模型，假設(shè)取值區(qū)域是［0,255］，R=G=B=0時(shí)，為黑色，R=G=B=255時(shí)，為白色，而R=G=B={0?255任意值時(shí)}，為灰色。（2） CMY是相減（或稱為減法）混色模型，實(shí)際應(yīng)用中為CMYK，一般用于印刷和噴繪。2、 三維分量構(gòu)成的顏色空間顏色空間，也可稱為顏色模型，包含兩層含義：一是指顏色的集合；二是指構(gòu)成這么個(gè)顏色集合的方法。比如，RGB顏色模型，一是指這里包含了無數(shù)種顏色（當(dāng)然和R、G、B的三個(gè)分量的位數(shù)有關(guān)系），二是構(gòu)成這些顏色的一種方法，就是通過R、G、B三色混色而生成的。（1） 混合（mixture）型顏色空間：RGB、CMY、CMYK、XYZ（2） 非線性亮度/色度（luma/chroma）型顏色空間：YUV、YIQ、YCrCb（3） 強(qiáng)度/飽和度/色調(diào)（intensity/saturation/hue）型顏色空間：HSB、HSL、HSV這里有一個(gè)問題值得注意，就是YUV、YIQ、YCrCb三個(gè)顏色空間，Y是指亮度，后面的兩位（如U和V，I和Q）分別指兩種色差，不是色度。3、 三種圖像說三種圖像，這完全是一種總結(jié)。其實(shí)包含了兩類三種圖像，一類是：真彩色、偽彩色、直接色；另外一類是：單色圖、灰度圖、彩色圖。第一類：（1） 真彩色，是指三個(gè)基色分量直接控制顯示設(shè)備。（2） 偽彩色，是指每個(gè)像素的顏色不是由每個(gè)基色分量的數(shù)值直接決定，而是把像素值當(dāng)作彩色查找表CLUT（colorlook-uptable）的表項(xiàng)入口地址，去查找一個(gè)顯示圖像時(shí)使用的R，G，B強(qiáng)度值。（3） 直接色，是真彩色和偽彩色的一種混合體，像素存在三個(gè)顏色分量，但也需要通過查表，轉(zhuǎn)化為另外三個(gè)顏色分量來顯示顏色。第二類：（1） 單色圖，就是指黑白圖，一個(gè)像素至少只需要1位數(shù)據(jù)即可。（2） 灰度圖，就是只有明暗不同的像素而沒有彩色像素組成的圖像。一般說灰度都有等級(jí)，如果每個(gè)像素用8位表示，則灰度等級(jí)為256（即2的8次方，這里值得注意：經(jīng)常會(huì)遇到灰度等級(jí)轉(zhuǎn)化為像素位數(shù)的問題）。（3） 彩色圖，就是每個(gè)像素包含顏色信息的圖像。4、 三種制式電視的三種制式是：PAL、NTSC、SECAMO對(duì)于三種制式的概念，這里不做贅述。主要值得注意的是三者的幀速（或者幀頻，只是單位的不同）：（1） PAL的幀速為25幀/秒；（2） NTSC的幀速為30幀/秒;(3)SECAM的幀速為25幀/秒。三種電視信號(hào)三種電視信號(hào)是各有用途，但有的只是一種理論上的說法，如分量電視信號(hào)，使用極少。三種電視信號(hào)分別是：復(fù)合電視信號(hào)，分量電視信號(hào)，S-Video信號(hào)復(fù)合電視信號(hào)，主要是指Y、U、V三個(gè)分量復(fù)合為一路信號(hào)進(jìn)行傳輸。加上兩路聲音信號(hào)，一般出現(xiàn)三線，多用于各種家電連接，比如影碟機(jī)接電視機(jī)等。分量電視信號(hào)，Y、U、V三個(gè)分量各為一路信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的用途極