第二章 多媒体数据的表示方法
一、多媒体数据包括：
1、图形描述语言和数据
2、静态图像数据
3、动态图像数据
4、声音数据
二、图像的数据表示
（一）图形/图像的数字化
将现实生活中的图形/图像转换成可以
在计算机中存储、编辑和传输的图形/图
像文件。
（二）图像和图形的概念
1、图像：在计算机中，图像用像素点进
行描述 ，是一组数据的集合
2、图形：一般指用计算机绘制的画面，
如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图
表等。
图形的格式是一组描述点、线、面
等几何图形的大小、形状及其位置、维
数的指令集合。
3、点阵图
点阵图又称位图，是对视觉信号在空
间和亮度上做数字化处理后获得的数字图
像。点阵图由若干个像素组成，把描述图
像中各个像素点的亮度和颜色的数位值对
应一个矩阵进行存储，这些矩阵值映射成
图像。点阵图可以装入内存直接显示。
(2). 矢量图
矢量图不用大量的单个点来建立图像，
而是用一个指令集合来描述图像。 人们通常
把图形叫做“矢量图”
微机上常用的矢量图形文件有：
“.3DS”（用于 3D 造型）、“.DXF”（用于
CAD）、“.WMF”（用于桌面出版）等等。
（三）图像和图形的区别
1、图像的数据量相对较大，图形的数据
量相对较小
2、图像的像点之间没有内在联系，在放
大与缩小时，部分像点被丢失或被重复
添加，导致图像的清晰度受影响。而图
形由运算关系支配，放大与缩小不会影响
图形各种特征。
3、图像的表现力较强，层次和色彩较
丰富，适于表现自然的、细节的事物。
图形则适于表现变化的曲线、简单的图
案、运算的结果等。
（四）相关概念
1、像素点（Pixel)：把一幅图分解成若干
行、若干列，行列坐标上的一个点就称为
一个像素。各像素有其相应的颜色、亮度
等属性。
２、分辨率
（１）显示分辨率：显示器屏幕上的最大
显示区域，即水平与垂直方向的像素个数。
通常只有７２dpi或dpi（dpi即dots
per inch的缩写，表示每英寸包含的像
素数）左右。
（２）图像分辨率：数字化图像的大小，即
该图像的水平与垂直方向的像素个数。
图像分辨率是衡量图像清晰程度的一个重
要指标。该项指标越高表示图像越清晰，但
是包含的数据也越多。
（３）像素分辨率：像素的宽和高之比一般
为1:1。
３、图像的颜色模式
（１）计算机显视器RGB彩色空间
RGB 彩色空间又称加色法系统。RGB 彩色
空间采用三种基本颜色，即 RGB(红，绿，蓝)。
彩色显视器的输入需要RGB三个彩色分量，通过
三个分量的不同比例配合，在显示屏幕上合成
所需要的任意颜色，三种颜色均无时显示黑色。
在RGB彩色空间，任意彩色光F，其配色方
程可写成：
F=r[R]+g[G]+b[B]
其中，r、g、b为三色系数，r[R]、g[G]、
b[B]为F色光的三色分量。任意一种色光，其色
度可由相对色系数中的任意两个唯一的确定
（２）彩色印刷ＣＭＹＫ彩色空间
CMYK彩色空间又称减色法系统。彩色印刷
采用靛蓝、品红、黄色和黑色四种油墨印刷各
种颜色，通常把这四种颜色简称CMYK。靛蓝、
品红、黄色三种颜色混合在一起时应呈黑色。
在现实中，把等量的靛蓝、品红、黄色油墨混
合在一起产生不是黑色而是深棕色。因此又加
入一些黑墨以打印真正的黑色。
４、图像深度与显示深度
（１）图像深度：图像深度（也称图像灰度、
颜色深度）表示数字位图图像中每个像素上
用于表示颜色的二进制数字位数。即图像文件
中记录一个像素所需要的位数。
（２）显示深度
显示深度：表示显示器上每个点用于显
示颜色的 2 进制数字位数。即显示器可以
显示的色彩数。
若显示器的显示深度小于数字图像的深
度，就会使数字图像颜色的显示失真。
例：通常根据显示深度可以判断图像包含
的颜色数，其值如下：
１b：灰色图像
４b：１６色
８b: 256色
１６b：６５５３６色（真彩色）
２４b: 16777216色（真彩色）
颜色深度与显示的颜色数目
颜色深度 颜色总数 图像名称
1 2 单色图像
4 16 索引16 色图像
8 256 索引256 色图像
16 65536 HI—Color 图像
24 16672216 True Color 图像
５、图像文件大小
用字节表示图像文件大小时，一幅未经
压缩的数字图像的数据量大小计算如下：
图像数据量大小 = 像素总数×图像深度÷8
例如：一幅 640×480 的 256 色图像为
640×480×8／8 = 307200 字节
宽度：271
高度：300
颜色：2
大小： KB
宽度：271
高度：300
颜色：4
大小： KB
宽度：271
高度：300
颜色：256
大小： KB
宽度：271
高度：300
颜色：真彩色
大小： KB
（五）图像的存储格式
对于图像文件，当前比较流行的图像格式
有 BMP、GIF、JPEG、TIFF、PSD、PCX、
PNG 及WMF、EPS、AI等。
GIF89a 格式能储存成背景透明化的
形式，且可将数张图存成一个文件，形成
动画效果。
WMF是以矢量格式存放的文件，是
WINDOWS系统下与设备无关的最好格式。
EPS 格式支持多个平台，是许多高级
绘图软件都有的一种矢量文件格式，如
CorelDraw、Freehand、Illustrator等软件。
（六）图像数字化
图像数字化是计算机图像处理之前必做
的基本步骤，目的是把现实中真实的图像，
转变成计算机能够接受和处理的存储格式，
也即特定的一串连续数字。
数字过程：采样、量化两个步骤
１、采样：是用多少点来描述一张图像，比
如：一幅640×480的图像，就表示这幅图像
是由３０７２００个点所组成。采样的结果
就是通常所说的图像分辨率。
想要得到更加清晰的图像质量，就需要使用
更多的点来表示图像，也就是使这幅图像具
有较高的分辨率。
２、量化：指要使用多大范围的数值，来
表示图像采样之后的每一个点。这个数值
范围包括了图像上所能使用的颜色总数。
量化的结果就是图像能够容纳的颜色总数
例如，以４b存储一个点，就表示图像只能
有１６种颜色。
数值范围越大，表示图像可以拥有更多的
颜色，自然可以产生更为细致的图像效果，
但是，也同样必须占用更大的存储空间。
三、视频和动画的数据表示
视频和动画属于动态的数字化图像，简称“
动态图像”
（一）动态图像特点
１、具有时间上的连续性，适于表现事件
的过程，表现力更强、更生动、更自然
２、具有时间上的延续性，数据量大，必
须采用压缩算法保存和处理
３、具有帧之间的相关性，该特性是连续
动作的基础，也是压缩处理的条件。
４、具有强烈的实时性。
（二）动态图像分类：模拟信号、数字信号
１、模拟信号：是常见的电视信号和录像机
信号，采用模拟方式对图像进行还原处理。
存储介质：磁介质，如：录像带
２、数字信号：是数字化了的视频模拟信号，
由连续的画面组成，其转换过程由计算机设备
和相应的软件进行
模／数转换器：模拟信号转换数字信号
数／模转换器：数字信号转换模拟信号
四、声音的数据表示
保存数字化声音的文件叫做“音频文件”，
分为两大类：1、波形音频文件，采用
WAV格式
2、乐器数字化接口文件，采
用MIDI格式
（一）声音的基本特点
1、声音的重要指标
(1)振幅：波的高低幅度，表示声音的强弱
(2)周期：两个相邻波之间的时间长度
(3)频率：每秒钟振动的次数，以HZ为单位
2、声音的三要素：
（1）音调：音调代表了声音的高低。音调
与频率有关。
（2）音色：音色是具有特色的声音。声音
分纯音和复音两种类型。所谓纯音，是指
振幅和周期均为常数的声音。复音则是具
有不同频率和不同振幅的混合声音，大自
然中的声音大部分是复音。
（3）音强：音强代表声音的强度，也被称
为声音的响度，即常说的：音量
3、声音的质量以（声质）
（1）音质与声音还原设备有关，音响放
大器和杨声器的质量能够直接影响重放的
音质。
（2）音质与信号噪声比有关。在录制声
音时，音频信号幅度与噪声幅度的比值越
大越好，否则声音被噪声干扰，影响音质。
4、数字音频技术
计算机音频技术主要包括声音的采
集、数字化、压缩/解压缩以及声音的
播放。
数字化主要包括采样和量化这两个
方面。
采样频率（sampling rate）是将模拟
声音波形转换为数字时，每秒钟所抽取
声波幅度样本的次数，单位是Hz（赫兹）。
量化数据位数（也称量化级）是每
个采样点能够表示的数据范围，经常采用的有
8 位、12 位和16 位。
例如，8 位量化级表示每个采样点可以
表示256 个不同量化值，而16 位量化级则可
以表示65536 个不同的量化值
记录声音时，如果每次生成一个声道数据，
称为单声道；每次生成两个声波数据，称为立
体声（双声道）。
数字音频的存储量：
可用以下公式估算声音数字化后每
秒所需的存储量（未经压缩的）
存储量 = 采样频率×量化位数÷8
若使用双声道，存储量再增加一倍
例如，数字激光唱盘（CD-DA）的标准采样频率
为 kHz，量化位数为16 位，立体声。一分
钟 CD-DA 音乐所需的存储量为
K×16×2×60÷8 = 10584 KB
+127
…
+64
+32
0
-32
-64
…
-128
01001010
Sampling
Resolution
8 bit
Sampling
Frequency
11 KHz
+32767
…
+512
+128
0
-128
-512
…
-32768
0010101100011000
Sampling
Resolution
16 bit
Sampling
Frequency
22 KHz
5、音频的获取途径
音频数据的获取方法主要有以下几种：
(1). 使用声卡录制、采集声音信息，并以
文件的形式存储在计算机中。
(2). 使用声卡及MIDI设备在计算机上创作
乐曲。
(3). 从互联网下载或购买音频光盘。
6、音频的存储格式
在多媒体音频技术中，存储声音信息的文件格式有多
种，如WAV、MIDI、MP3、RM及CD唱盘数字音频。
(1). WAV格式
(2). MIDI格式
(3). 格式
(4). MP3格式
MP3采用MPEG Layer 3标准对WAVE音频文件
进行压缩而成，以达到CD唱盘的音质。
(5). RM格式
RM采用音频/视频流和同步回放技术来实现
在互联网上提供优质的多媒体信息。
第三章 图像工具软件的使用
一、处理图像基本概念
1、获取图像
2、处理图像
3、输出图像、
4、图像数据压缩
5、图像存储介质
二、图像的采集
图像数据的获取方法主要有以下几种：
(1). 使用扫描仪扫入图像
(2). 使用数字照相机拍摄图像
(3). 使用摄像机捕捉图像
(4). 利用绘图软件创建图像以及通过
计算机语言编程生成图像。
(5). 购买图像光盘。
三、图像的存储格式
对于图像文件，当前比较流行的图像格式有 BMP、GIF、
JPEG、TIFF、PSD、PCX、PNG 及WMF、EPS、AI等。
GIF89a 格式能储存成背景透明化的形式，且可将
数张图存成一个文件，形成动画效果。
WMF是以矢量格式存放的文件，是WINDOWS系统下
与设备无关的最好格式。
EPS 格式支持多个平台，是许多高级绘图软件都
有的一种矢量文件格式，如 CorelDraw、Freehand、
Illustrator等软件。
四、
