多媒体技术2

#学习是枯燥的，也不能一直都是学习，学多也不精，但你不能不学#

图形图像基础

位图与矢量图

特性	位图（图像）	矢量图（图形）
来源	一般由外界拍摄得到	一般通过绘制得到
用途	用于照片	用于商标
缩放结果	易失真	不失真
单位	像素	图元
文件大小	较大	较小
制作软件	画图、Photoshop	CorelDraw、剪贴画
常用格式	bmp、psd	cdr、wmf

1. 像素（Pixel）

定义

像素是“图像元素”（Picture Element）的简称，是数字图像（位图）中最小的可寻址单位。它是构成图像的基本单元，每个像素包含颜色和位置信息。

特点

1. 离散性：

   • 像素是离散的，图像由一个个独立的像素点组成，每个像素都有固定的位置。 . 颜色信息：

   • 像素包含颜色信息，通常用RGB（红、绿、蓝）值表示，每个通道的值范围为0到255。

   • 例如，一个像素的颜色可以表示为（255, 0, 0），即红色。

   • 对于灰度图像，像素值通常是一个介于0（黑色）到255（白色）之间的整数。

   • 分辨率相关：

   • 像素的数量和排列方式决定了图像的分辨率。分辨率越高，图像越清晰，但文件体积也越大。

   • 例如，一张1920×1080像素的图像包含2,073,600个像素。

应用场景

1. 位图图像：

   • 像素是位图（如JPG、PNG、BMP等格式）的基本组成单元。位图图像通过存储每个像素的颜色信息来呈现图像。

   • 例如，一张照片就是一个典型的位图图像，由大量像素组成。

2. 屏幕显示：

   • 显示器、手机屏幕等显示设备通过点亮像素点来显示图像或文字。

   • 每个像素点的颜色组合形成了我们看到的图像。

3. 图像处理：

   • 在图像编辑软件（如Photoshop）中，操作对象通常是像素。例如，调整亮度、对比度、色彩平衡等操作都是基于像素的。

2. 图元（Graphic Primitive）

        定义

图元是计算机图形学中用于描述图形的基本元素，是图形绘制的最小单位。它通常包括点、线、圆、矩形、多边形等几何形状。

    特点

1. 基于几何和数学描述：

   • 图元通过数学公式和几何属性（如坐标、半径、边长等）来定义，而不是通过像素点。

   • 例如，一个圆形可以通过圆心坐标和半径来定义。

2. 与分辨率无关：

   • 图元的描述不依赖于显示设备的分辨率。无论在什么分辨率下，图元都能保持其定义的形状和属性。

   • 例如，一个矢量图形中的圆形在放大后仍然保持圆形，不会出现像素化。

3. 可组合性：

   • 图元可以组合成更复杂的图形。例如，多个矩形和圆形可以组合成一个房屋的图形。

应用场景

1. 矢量图形：

   • 图元是矢量图形（如SVG、AI、EPS等格式）的基本组成单元。矢量图形通过图元的组合和数学描述来呈现图形。

   • 例如，Adobe Illustrator中的图形设计主要基于图元。

2. 计算机图形绘制：

   • 在计算机图形学中，图元用于绘制和渲染图形。例如，OpenGL和DirectX等图形API通过图元来绘制三维模型。

3. 图形设计和排版：

   • 图元在标志设计、插画、排版等领域广泛应用，因为它们可以无损地放大或缩小。

   • 例如，一个公司标志通常由多个图元（如圆形、矩形、线条等）组成。

 图像图形数字化

基本概念

模拟 图像： 连续

数字图像： 不连续

图像 数字 化 ： 将模拟 图像 转 数字图像的过程

数字化过程

1.采样：在水平和垂直方向上等间距地分割成多个像素点    → 图像分辨率

2.量化：使用一定大小的数值来表示采样后的每一个点       → 颜色深度

3.编码：将离散值表示为数字形式（即二进制）

图像文件大小

分辨率

图像分辨率

图像 在宽和高方向上 的像素量

图像在单位长度内含有的像素的数量 （ppi）

屏幕显示分辨率

显示器屏幕的水平和垂直方向上显示的像素点数量

颜色深度

指图像中每个像素所占的二进制位数（bit）

n位可以表示2n种颜色

RGB-24位、GIF-8位

文件大小

图像文件的大小 = 图像分辨率 × 颜色深度 ÷ 8

公式中的单位均为国标单位

音频基础

声音的基本概念

声音的物理概念

1. 振幅 ； 2.周期（s） ；3. 频 率 （ Hz ）

声音的分类

按频率分：次声波（频率低于20Hz）、超声波（高于20000Hz）、可听声（20～20000Hz）

按频率范围可分不同质量：CD-DA、FM、AM、电话

声道

单声道、双声道（立体声）、多声道

音频的数字化

数字化：模拟音频转数字音频，需要ADC设备

数字化过程： 

采 样 ：在时间（ 横轴 ）上等间 隔地从 声 波 信 号 中 取振幅瞬时值  →  采 样 频 率 （ Hz ）

量 化 ： 在 纵轴 上 划分 等间 距 的 离散级别并将 采 样 值 映射到最 接 近 的值 →  量 化位 数 （bit）

编码： 将离散 值表示 为 数字形式（ 即二 进制）

001

010

011

100

…

音频文件的大小

音频文件大小=采样频率×量化精度×声道数×时间÷8

音频文件大小=比特率(bps)×时间÷8

数据速率 (bps)=采样频率 (Hz)×量化位数 (bit)×声道数

立体声：声道为2

GoldWare软件中

stereo：双声道

mono：单声道

例题讲解：

详解： 

图中给出的信息是关于一个WAV音频文件的，其中包含了“Wave PCM signed *位”的描述，但图中并未明确显示“*位”的具体数值。不过，我们可以从给出的比特率（bps）来推断量化位数。

图中显示的比特率是1376 kbps（即每秒1376000比特）。对于PCM（脉冲编码调制）音频来说，数据速率（比特率）可以通过以下公式计算：

数据速率 (bps)=采样频率 (Hz)×量化位数 (bit)×声道数

图中还给出了采样频率是44.1 kHz（即44100 Hz），并且是立体声，所以声道数为2。我们可以将这些信息代入公式中求解量化位数：

1376000=44100×量化位数×2

解这个方程，我们得到：

量化位数=44100×21376000​

量化位数=882001376000​

量化位数=16

因此，该音频文件的量化位数是16位，答案是 C.16。

视频基础

视频基本概念

原理： 视觉暂留效应

视觉暂留效应（Persistence of Vision），也称为视觉残像或视觉暂存，是人眼的一种生理现象。它指的是当光线停止进入眼睛后，人眼对光线所形成的影像能够在视网膜上保留一段短暂的时间。这种现象使得我们能够看到连续运动的图像，而不是一系列静止的图像。

帧和帧速率

帧 ：组成视频的每一幅静态图像

帧速率 ：每秒钟显示的图片数量 ，单位为帧/秒（ fps ）

电视制式

NTSC制式：帧频30

PAL制式：帧频25

SECAM制式：帧频25

数字化即视屏文件大小

数字化

分离 、采样、量化、编码

视频文件大小

视频文件大小 = 图像分辨率×颜色深度×帧频×时间÷8

视频文件大小 = 比特率 × 时间 ÷8

总结

这总的来说还是比较有计算量的，其中也蕴含了很多的多媒体基本知识，当我们学的越多，懂得越多，知识也就越广了。这次的难点在我看来就是了解图像文件的一些基本概念，像分辨率，颜色深度，还有音频视频文件的深层原理。