试论数字媒体及其应用课件

数字媒体及应用数字媒体及应用数字媒体及应用1媒媒体体：又又称称媒媒介介/媒媒质质，承承载载信信息息的的载载体体，是是信信息息的的各各种种表表示示形形式式（如如数数值值、文文字字、图图象象、声声音音、视频等）视频等）数字媒体：数值、文字、声音、图像等的数字媒体：数值、文字、声音、图像等的二进制二进制数字表示，数字媒体是随着计算机功能的不断增数字表示，数字媒体是随着计算机功能的不断增强、计算机应用的不断深入而发展起来的强、计算机应用的不断深入而发展起来的5种与计算机信息处理有关的媒体：感觉媒体、表种与计算机信息处理有关的媒体：感觉媒体、表示媒体、存储媒体、表现媒体、传输媒体示媒体、存储媒体、表现媒体、传输媒体媒体：又称媒介/媒质，承载信息的载体，是信息的各种表示形式（2多多媒媒体体技技术术：能能够够交交互互式式地地综综合合处处理理多多种种不不同同感感觉觉媒媒体体的的信信息息处处理理技技术术。具具有有这这种种功功能能的的计计算算机机就就是是多多媒媒体体计计算算机机，具具有有这这种种能能力力的的通通信信系系统统就就是是多多媒媒体体通通信信，能能够够有有效效地地存存储储、管管理理、检检索索多多种种感感觉觉媒媒体体的的数据库系统就是多媒体数据库系统。数据库系统就是多媒体数据库系统。特点：多样性、集成性、特点：多样性、集成性、交互性交互性多媒体技术：能够交互式地综合处理多种不同感觉媒体的信息处理技3文文字字：一一种种书书面面语语言言，由由一一系系列列称称为为“字字符符”的的书书写写符符号号构构成成文文本本（texttext）：文文字字信信息息在在计计算算机机中中的的表表示示形形式式，是是计计算算机机中最常用的一种数字媒体中最常用的一种数字媒体是是基基于于特特定定字字符符集集的的、具具有有上上下下文文相相关关性性的的一一个个（二二进进制制编编码码）字字符流符流组组成成文文本本的的基基本本元元素素是是字字符符，字字符符在在计计算算机机中中采采用用二二进进制制编编码表示码表示。文文本本在在计计算算机机中中的的处处理理过过程程：文文本本的的准准备备（例例如如汉汉字字的的输输入入），文文本本编编辑辑，文文本本处处理理，文文本本存存储储与与传传输输、文文本本展展现现等等，根根据据应应用用的的不不同同，各各个个处处理理环环节节的的内内容容和和 要要求求可可能能有有很很大的差别。大的差别。文字：一种书面语言，由一系列称为“字符”的书写符号构成4字符的编码字符的编码西文字符的编码西文字符的编码字符集：常用字符的集合。字符集：常用字符的集合。西文字符集：由拉丁字母、数字、标点符号及一些西文字符集：由拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号组成。特殊符号组成。字符的编码：字符集中每一个字符各有一个代码，字符的编码：字符集中每一个字符各有一个代码，即字符的二进制表示，称为该字符的编码。即字符的二进制表示，称为该字符的编码。字符代码表字符代码表:字符集中不同字符的编码互相区别，构字符集中不同字符的编码互相区别，构成该字符集的代码表。成该字符集的代码表。字符的编码西文字符的编码5美国标准信息交换码：美国标准信息交换码：使用使用7 7个二进位对字符进行编码个二进位对字符进行编码（叫做标准（叫做标准ASCIIASCII码），称为码），称为ISO-646ISO-646标准。标准。基本的基本的ASCIIASCII字符集共有字符集共有128128个字符个字符9696个可打印字符（常用字母、数字、标点符号等）个可打印字符（常用字母、数字、标点符号等）3232个控制字符个控制字符特殊字符的特殊字符的ASCIIASCII码码空格（空格（3232），），0 0（4848），），A A（6565），），a a（9797）大小写之间大小写之间3232美国标准信息交换码：使用7个二进位对字符进行编码（叫做标准A6标准标准ASCIIASCII码是七位的编码，但字节是计算机中最基码是七位的编码，但字节是计算机中最基本处理单位，故以一个字节来存放一个本处理单位，故以一个字节来存放一个ASCIIASCII字符。字符。每个字节中多出来的一位一般保持为每个字节中多出来的一位一般保持为“0 0”，在数据，在数据传输时可用作奇偶校验位。传输时可用作奇偶校验位。扩充扩充ASCIIASCII字符集：标准字符集：标准ASCIIASCII字符集只有字符集只有128128个不同个不同的字符，在很多应用中无法满足要求。的字符，在很多应用中无法满足要求。ISOISO陆续制定陆续制定了一批适用于不同地区的扩充了一批适用于不同地区的扩充ASCIIASCII字符集，每个扩字符集，每个扩充充ASCIIASCII字符集分别可以扩充字符集分别可以扩充128128个字符，这些扩充个字符，这些扩充字符的字符的编码均是高位为编码均是高位为1 1的的8 8位代码位代码（十进制数（十进制数128128255255），称为扩展），称为扩展ASCIIASCII码。码。标准ASCII码是七位的编码，但字节是计算机中最基本处理单位7（1 1）GB2312-80GB2312-80汉字编码汉字编码信息交换用汉字编码字符集信息交换用汉字编码字符集基本集，含基本集，含字符字符7445个，其中汉字个，其中汉字6763个。个。组成：组成：第第一一部部分分：字字母母、数数字字和和各各种种符符号号，包包括括拉拉丁丁字字母母、俄俄文文、日日文文平平假假名名与与片片假假名名、希希腊腊字字母母、汉汉语语拼拼音音等等共共682682个个（统称为（统称为GB2312GB2312图形符号图形符号）第二部分：一级常用汉字，共第二部分：一级常用汉字，共37553755个，按汉语拼音排列个，按汉语拼音排列第三部分：二级常用字，共第三部分：二级常用字，共30083008个，个，按偏旁部首排列按偏旁部首排列汉字编码汉字编码（1）GB2312-80汉字编码信息交换用汉字编码字符集8区区位位码码：GB2312GB2312国国标标字字符符集集构构成成一一个个二二维维平平面面，它它分分成成9494行行、9494列列，行行号号称称为为区区号号，列列号号称称为为位位号号。每每一一个个汉汉字字或或符符号号在在码码表表中中都都有有各各自自的的位位置置，字字符符的的位位置置用用它它所所在在的的区区号号(行行号号)及及位位号号(列列号号)来来表表示示。每个汉字的区号和位号分别用每个汉字的区号和位号分别用1 1个字节来表示个字节来表示从从小小到到大大的的阵阵列列：依依次次是是图图形形符符号号、一一级级、二二级级汉汉字字区位码：GB2312国标字符集构成一个二维平面，它分成94行9国标交换码国标交换码:问问题题：信信息息通通信信中中，汉汉字字的的区区位位码码与与通通信信使使用用的的控控制制码（码（00H00H1FH1FH）发生冲突。）发生冲突。解解决决方方案案：为为了了避避免免汉汉字字区区位位码码与与通通信信控控制制码码的的冲冲突突，ISO2022ISO2022规规定定，每每个个汉汉字字的的区区号号和和位位号号必必须须分分别别加加上上3232（即二进制（即二进制0010 00000010 0000，1616进制的进制的20H20H）经经过过这这样样处处理理得得到到的的代代码码称称为为汉汉字字的的“国国标标交交换换码码”（简称交换码）。（简称交换码）。国标交换码:10机内码：机内码：问问题题：文文本本中中的的汉汉字字与与西西文文字字符符经经常常是是混混合合在在一一起起使使用用的的，汉汉字字信信息息如如不不予予以以特特别别的的标标识识，它它与与单字节的标准单字节的标准ASCIIASCII码就会混淆不清。码就会混淆不清。解解决决方方法法：把把一一个个汉汉字字看看作作两两个个扩扩展展ASCIIASCII码码，使使表表示示GB2312GB2312汉汉字字的的两两个个字字节节的的最最高高位位(b(b7 7)都都等等于于“1 1”。称称为为GB2312GB2312汉汉字字的的“机机内内码码”，又又称称内码。内码。对国标交换码两个字节分别加对国标交换码两个字节分别加80H80H机内码：11GBKGBK：19951995年发布，全称为汉字内码扩展规范年发布，全称为汉字内码扩展规范GBKGBK字符集中一共有字符集中一共有2100321003个汉字和个汉字和883883个图形符号，个图形符号，它与它与GB2312GB2312国标汉字字符集及其内码保持兼容。国标汉字字符集及其内码保持兼容。lGBK/1GBK/1：GB2312GB2312中的符号；中的符号；lGBK/2GBK/2：GB2312GB2312中的全部汉字；中的全部汉字；lGBK/4GBK/4和和GBK/3GBK/3：包括繁体字在内的大量汉字；：包括繁体字在内的大量汉字；lGBK/5GBK/5：符号。：符号。GBK：1995年发布，全称为汉字内码扩展规范GBK字符12应用：应用：操操作作系系统统Windows Windows 9595以以上上简简体体中中文文版版，采采用用GBKGBK代码，并提供了多种输入法和字体代码，并提供了多种输入法和字体应应用用软软件件Office Office 9595以以上上简简体体中中文文版版本本提提供供GBKGBK码的检索和排序码的检索和排序互互联联网网应应用用许许多多网网站站的的网网页页使使用用GBKGBK代代码码，但但目目前前还还不不是是所所有有搜搜索索引引擎擎都都支支持持 GBK GBK 汉汉字字文本的搜索文本的搜索应用：13UCS/UnicodeUCS/Unicode：通用编码字符集，通用编码字符集，约有约有68006800种语言和种语言和文字在使用，文字在使用，UCSUCS（通用多通用多8 8位编码字符集），位编码字符集），UnicodeUnicode（统一码或联合码，微软、（统一码或联合码，微软、IBMIBM等联合制定）等联合制定）UCS/UnicodeUCS/Unicode用用4 4个个字字节节对对全全世世界界现现代代书书面面文文字字所所使使用的所有字符、符号进行编码用的所有字符、符号进行编码目目标标与与途途径径：实实现现所所有有字字符符在在同同一一字字符符集集中中统统一一编编码码UCS/Unicode：通用编码字符集，约有6800种语言和14优点：编码空间极大，能容纳足够多各种字符集（优点：编码空间极大，能容纳足够多各种字符集（1313亿字符）亿字符）缺点：缺点：4 4字节的字符编码使存储空间浪费严重字节的字符编码使存储空间浪费严重克克服服：在在UCS/UnicodeUCS/Unicode编编码码空空间间中中，把把第第1 1和和第第2 2字字节节均均为为“0 0”的的一一个个子子空空间间（称称为为基基本本多多文文种种平平面面BMPBMP），作作为为UCS/UnicodeUCS/Unicode的的子子集集来来使使用用，记记作作UCS-2UCS-2。UCS-2UCS-2是是双双字字节节编编码，共有字符码，共有字符4919449194个，其中包括：个，其中包括：欧洲及中东地区使用的拉丁字母、音节文字欧洲及中东地区使用的拉丁字母、音节文字各各种种标标点点符符号号、数数学学符符号号、技技术术符符号号、几几何何形形状状、箭箭头头及其他符号及其他符号中、日、韩（中、日、韩（CJKCJK）统一编码的汉字）统一编码的汉字优点：编码空间极大，能容纳足够多各种字符集（13亿字符）15CJKCJK统统一一编编码码汉汉字字：指指中中、日日、韩韩、新新、马马及及我我国国台台湾湾、香香港港、澳澳门门地地区区使使用用的的汉汉字字，不不论论其其字字义义和和读读音音有有无无区区别别，只只要要字字形形相相同同，该该汉汉字字就就只只有有一一个个代代码码。CJKCJK汉汉字字集集以以现现有有各各国国和和地地区区的的标标准准字字符符集集（中中国国大大陆陆的的GBGB国国标标字字符符集集，中中国国台台湾湾的的CNS CNS 1164311643标标准准，日日本本的的JISJIS标标准准及及韩韩国国的的KSKS标标准准）作作为为源源字字符符集集，将将其其中中的的汉汉字字按按统统一一的的认认同同规规则则进进行行认认同同甄甄别别后后，构成构成UCS/UnicodeUCS/Unicode中的共中的共2748427484个字符的汉字部分。个字符的汉字部分。CJK统一编码汉字：指中、日、韩、新、马及我国台湾、香港、澳16人工输入：通过键盘、手写笔或语音输入方式输入人工输入：通过键盘、手写笔或语音输入方式输入字符字符特点：速度慢、成本高，不适合需处理大批量文字的应特点：速度慢、成本高，不适合需处理大批量文字的应用用自动输入：将纸介质上的文本通过识别技术自动转自动输入：将纸介质上的文本通过识别技术自动转换为文字的编码换为文字的编码特点：速度快，效率高特点：速度快，效率高文字的自动识别分为：印刷体识别和手写体识别文字的自动识别分为：印刷体识别和手写体识别文本信息的输入方法文本信息的输入方法人工输入：通过键盘、手写笔或语音输入方式输入字符文本信息的输17汉字键盘输入：由于汉字字数很多，无法使每个汉汉字键盘输入：由于汉字字数很多，无法使每个汉字与西文键盘上的键一一对应，因此必须使用一个或字与西文键盘上的键一一对应，因此必须使用一个或几个键来表示汉字，这就称为汉字的几个键来表示汉字，这就称为汉字的“键盘输入编码键盘输入编码”好好的的汉汉字字键键盘盘输输入入编编码码方方案案的的特特点点：易易学学习习、易易记记忆忆、效效率率高高(平平均均击击键键次次数数较较少少)、重重码码少少、容容量量大大(可输入的汉字字数多可输入的汉字字数多)等等 汉字的输入编码与汉字的内码是不同范畴的概念。汉字的输入编码与汉字的内码是不同范畴的概念。使用不同的输入编码方法向计算机输入的同一个汉字，使用不同的输入编码方法向计算机输入的同一个汉字，它们的内码是相同的它们的内码是相同的 汉字键盘输入：由于汉字字数很多，无法使每个汉字与西文键盘上的18汉字输入编码方法的分类汉字输入编码方法的分类数数字字编编码码：使使用用一一串串数数字字来来表表示示汉汉字字的的编编码码方方法法，例例如如电报码、区位码等，缺点：电报码、区位码等，缺点：难以记忆，不易推广难以记忆，不易推广字字音音编编码码：一一种种基基于于汉汉语语拼拼音音的的编编码码方方法法，简简单单易易学学，适适合合于于非非专专业业人人员员，缺缺点点：同同音音字字引引起起的的重重码码多多，需需增增加选择操作加选择操作字字形形编编码码：将将汉汉字字的的字字形形分分解解归归类类而而给给出出的的编编码码方方法法，重重码码少少、输输入入速速度度较较快快，如如五五笔笔字字形形法法和和表表形形码码等等，缺缺点：编码规则不易掌握点：编码规则不易掌握形形音音编编码码：吸吸取取了了字字音音编编码码和和字字形形编编码码的的优优点点，使使编编码码规则适当简化、重码减少，缺点：不易掌握规则适当简化、重码减少，缺点：不易掌握汉字输入编码方法的分类19手写汉字识别：以平常书写的习惯，把要输手写汉字识别：以平常书写的习惯，把要输入的汉字写在一块叫书写板的设备上，书写入的汉字写在一块叫书写板的设备上，书写板将笔尖的运动按时间采样后发送到计算机板将笔尖的运动按时间采样后发送到计算机中，由计算机软件自动进行识别，然后用该中，由计算机软件自动进行识别，然后用该汉字（或符号）对应的代码进行保存。如：汉字（或符号）对应的代码进行保存。如：汉王笔汉王笔语语音音识识别别：使使用用语语音音输输入入文文本本的的系系统统，其其最最高高目目标标：非非特特定定人人大大词词汇汇量量的的连连续续语语音音识识别别技术技术手写汉字识别：以平常书写的习惯，把要输入的汉字写在一块叫书写20光光 学学 字字 符符 识识 别别 OCR OCR（Optical Optical Character Character RecognitionRecognition）：将将传传统统纸纸介介质质上上的的文文字字信信息息自自动动输入计算机并转换为数字文本形式的一种技术。输入计算机并转换为数字文本形式的一种技术。印刷体文字识别的过程印刷体文字识别的过程扫描后的扫描后的扫描后的扫描后的图像文本图像文本图像文本图像文本预处理预处理预处理预处理版面分析版面分析版面分析版面分析文字切分文字切分文字切分文字切分特征提取特征提取特征提取特征提取字符识别字符识别字符识别字符识别后处理后处理后处理后处理识别后的识别后的识别后的识别后的编码文本编码文本编码文本编码文本光学字符识别OCR（Optical Character R21数字文本根据用途分为：简单文本、丰富格式文本数字文本根据用途分为：简单文本、丰富格式文本和超文本三类。和超文本三类。简简单单文文本本（plain plain texttext）：由由一一连连串串字字符符组组成成，除除了了 “回回车车”、“换换行行”、“制制表表”等等有有限限的的几几个个打打印印（显显示示）控控制制字字符符之之外外，几几乎乎不不包包含含任任何何其其他他格格式式信信息息和和结结构构信信息息。通通常常称称为为纯纯文文本本或或ASCIIASCII文文本本，在，在PCPC机中的文件后缀名是机中的文件后缀名是.txt.txt特特性性：线线性性结结构构，以以行行、字字为为单单位位，顺顺序序写写作作与与阅阅读读是是最最通通用用的的文文本本文文件件格格式式，文文件件体体积积小小，阅阅读读不不受受限限制制，几几乎乎所所有有的的文文字字处处理理软软件件都都能能识识别别和和处处理理不能插入图片、表格等，不能建立超链接不能插入图片、表格等，不能建立超链接数字文本根据用途分为：简单文本、丰富格式文本和超文本三类。22丰富格式文本丰富格式文本（rich textrich text、fancy textfancy text、formatted textformatted text）：）：RTFRTF格式、格式、wordword、wpswps、xlsxls、pptppt等；等；超文本超文本(hypertext)(hypertext)：非线形结构文本：非线形结构文本节点（节点（nodenode）超链（超链（hyperlinkhyperlink）链源链源丰富格式文本（rich text、fancy text、fo23超超媒媒体体（HypermediaHypermedia）：超超文文本本中中的的节节点点不不单单是是文文本本节节点点，还还包包含含图图形形、图图像像、声声音音或或动动画画节节点点，这这种种基基于于多多媒媒体体信信息息结结点点的的超超文文本本，有有时时也也称称为为“超超媒体媒体”超文本的应用超文本的应用WindowsWindows等一些软件中的等一些软件中的“帮助帮助”文件文件使使用用浏浏览览器器从从WebWeb服服务务器器上上下下载载的的网网页页（htmlhtml或或htmhtm文件）文件）超媒体（Hypermedia）：超文本中的节点不单是文本节点24文本编辑与文本处理文本编辑与文本处理文本编辑的主要功能文本编辑的主要功能对字、词、句、段落进行添加、删除、修改等操作对字、词、句、段落进行添加、删除、修改等操作字的处理：设置字体、字号、字的排列方向、间距、颜字的处理：设置字体、字号、字的排列方向、间距、颜色、效果等色、效果等段落的处理：设置行距、段间距、段缩进、对称方式等段落的处理：设置行距、段间距、段缩进、对称方式等页面布局的处理：设置页边距、每页行列数、分栏、页页面布局的处理：设置页边距、每页行列数、分栏、页眉、页脚等眉、页脚等文本编辑与文本处理25文本处理内容：文本处理内容：字数统计，字频统计，简字数统计，字频统计，简/繁体相互转换，汉字繁体相互转换，汉字/拼音相拼音相互转换互转换词语排序，词语错误检测，文句语法检查词语排序，词语错误检测，文句语法检查自动分词，词频统计，词性标注，词义辨识，大陆自动分词，词频统计，词性标注，词义辨识，大陆/台台湾术语转换湾术语转换文本压缩，文本加密，文本著作权保护文本压缩，文本加密，文本著作权保护关键词提取，文摘自动生成，文本分类关键词提取，文摘自动生成，文本分类文本检索（关键词检索、全文检索），文本过滤文本检索（关键词检索、全文检索），文本过滤文语转换（语音合成），文种转换（机器翻译）文语转换（语音合成），文种转换（机器翻译）篇章理解，自动问答，自动写作等篇章理解，自动问答，自动写作等文本处理内容：26常用常用文本处理软件文本处理软件（1 1）面向通信的文本处理软件）面向通信的文本处理软件:计算机网络上最普及计算机网络上最普及的应用是用电子邮件进行通信。大多数情况下电子的应用是用电子邮件进行通信。大多数情况下电子邮件正文的内容一般都是简单文本，因此电子邮件邮件正文的内容一般都是简单文本，因此电子邮件内嵌的文本编辑器功能比较简单，操作使用方便。内嵌的文本编辑器功能比较简单，操作使用方便。典型软件：微软公司的典型软件：微软公司的Outlook ExpressOutlook Express，具有文，具有文字的增、删、改以及字体、字号的设置功能，也可字的增、删、改以及字体、字号的设置功能，也可以设定一些简单的格式和插入一些图片。当然邮件以设定一些简单的格式和插入一些图片。当然邮件所带的附件并不受此限制。在互联网上进行聊天所所带的附件并不受此限制。在互联网上进行聊天所使用的文本处理软件更加简单。使用的文本处理软件更加简单。常用文本处理软件27（2 2）面向办公的文本处理软件）面向办公的文本处理软件功能要求：功能要求：文本制作的高效率、高质量文本制作的高效率、高质量软件面向非专业用户，易学好用软件面向非专业用户，易学好用文本处理能力，既功能丰富，又操作简单文本处理能力，既功能丰富，又操作简单排版功能排版功能典型软件：典型软件：MS-MS-OfficeOfficeWPS2000WPS2000永中永中OfficeOffice中的文本处理软件中的文本处理软件（2）面向办公的文本处理软件28（3 3）面向出版的文本处理软件）面向出版的文本处理软件主要功能：主要功能：将文字、图形和图像等合理地安排在页面内将文字、图形和图像等合理地安排在页面内.psps文件：文件：排版软件的输出的一种使用页面描述语言（例如排版软件的输出的一种使用页面描述语言（例如PostScriptPostScript）描述的文件，该文件记录了每一个页面的排版描述的文件，该文件记录了每一个页面的排版结果，它被送到装有栅格图像处理器（结果，它被送到装有栅格图像处理器（RIPRIP）的激光照排机的激光照排机去，经过去，经过RIPRIP的解释，产生页面的图像，然后驱动激光束对的解释，产生页面的图像，然后驱动激光束对感光材料进行扫描曝光，以得到用于制版的胶片感光材料进行扫描曝光，以得到用于制版的胶片典型排版软件：典型排版软件：方正集团公司的方正集团公司的“飞腾飞腾”排版软件排版软件美国美国AdobeAdobe公司的公司的PageMakerPageMaker和和PDF WriterPDF Writer（3）面向出版的文本处理软件29（4 4）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件制作制作HTMLHTML文件的软件：微软的文件的软件：微软的FrontPageFrontPage，使用，使用WordWord也可以产也可以产生生HTMLHTML文件输出。文件输出。HTMLHTML文件：一种使用文件：一种使用HTMLHTML语言（超文本标记语言）进行描述语言（超文本标记语言）进行描述的文本文件。能描述超链。的文本文件。能描述超链。超链的链宿有两种：超链的链宿有两种：书签，指的是文本内部标记有书签的某个地方书签，指的是文本内部标记有书签的某个地方互联网上的某个信息资源（文件），它用统一资源定位互联网上的某个信息资源（文件），它用统一资源定位器（器（URLURL）指定指定包括：面向电子出版的软件、包括：面向电子出版的软件、PDF PDF格式文件格式文件（4）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件30文文本本输输出出：在在屏屏幕幕上上显显示示文文本本，用用打打印印机机打打印印文文本本等操作。等操作。文文本本输输出出过过程程：首首先先要要对对文文本本的的格格式式描描述述进进行行解解释释，然然后后生生成成文文字字和和图图表表的的映映像像（bitmapbitmap），最最后后再再传传送到显示器或打印机输出。送到显示器或打印机输出。文文本本阅阅读读器器：承承担担上上述述文文本本输输出出任任务务的的软软件件，也也称称为为浏浏览览器器。它它们们可可以以是是嵌嵌入入在在文文本本处处理理软软件件中中的的一一个个模模块块，如如微微软软的的WordWord，也也可可以以是是独独立立的的软软件件，如如AdobeAdobe公司的公司的Acrobat ReaderAcrobat Reader，微软公司的，微软公司的IEIE等。等。文本输出：在屏幕上显示文本，用打印机打印文本等操作。31文文字字（汉汉字字）字字形形的的生生成成过过程程：先先根根据据字字符符的的字字体体确确定定相相应应的的字字型型库库（fontfont），再再按按照照该该字字符符的的代代码码从从字字型型库库中中取取出出该该字字符符的的形形状状描描述述信信息息，然然后后按按形形状状描描述述信信息息生生成成字字形形，并并按按照照字字号号大大小小及及有有关关属属性性（粗粗体体、斜斜体体、下下横横线线）将将字字形形作作必必要要的的变变换换，最最后将变换得到的字形放置在页面的指定位置处。后将变换得到的字形放置在页面的指定位置处。字字型型库库：简简称称字字库库，同同一一种种字字体体的的所所有有字字符符(例例如如GB2312GB2312中中的的70007000多多字字符符)的的形形状状描描述述信信息息的的集集合合。不不同同的的字字体体(如如宋宋体体、仿仿宋宋、楷楷体体、黑黑体体等等)对对应应不不同的字库。同的字库。形状描述包括：点阵描述和轮廓描述形状描述包括：点阵描述和轮廓描述文字（汉字）字形的生成过程：先根据字符的字体确定相应的字型库32从现实世界中通过数字化设备获取的图像，称为：从现实世界中通过数字化设备获取的图像，称为：取样图像（取样图像（sampled imagesampled image）、点阵图像（）、点阵图像（dot dot matrix imagematrix image）、位图图像（）、位图图像（bitmap imagebitmap image）简称图像（简称图像（imageimage）计算机合成的图像计算机合成的图像(synthetic image)(synthetic image)，称为：矢，称为：矢量图形（量图形（vector graphicsvector graphics），简称图形），简称图形（graphicsgraphics）图像按图像按生成生成方法分类方法分类从现实世界中通过数字化设备获取的图像，称为：取样图像（sam33图像的获取（图像的获取（capturingcapturing）：）：从现实世界中获得从现实世界中获得数字图像的过程数字图像的过程图图像像获获取取的的过过程程实实质质上上是是模模拟拟信信号号的的数数字字化化过程，它的处理步骤：过程，它的处理步骤：取样取样分色分色量化量化数字图像获取设备分数字图像获取设备分2 2维和维和3 3维设备维设备图像的获取（capturing）：从现实世界中获得数字图像的34一幅取样图像由一幅取样图像由M M（行）（行）*N*N（列）个取样点组成，（列）个取样点组成，每个取样点是组成取样图像的每个取样点是组成取样图像的基本单位基本单位，称为，称为像素像素（picture element,picture element,简写为简写为pelpel）。彩色图像的像）。彩色图像的像素是矢量，它由多个彩色分量组成，黑白图像的像素是矢量，它由多个彩色分量组成，黑白图像的像素只有素只有1 1个亮度值个亮度值取样图像在计算机中的表示方法：取样图像在计算机中的表示方法：单色图像用一个矩阵来表示单色图像用一个矩阵来表示彩彩色色图图像像用用一一组组（一一般般是是3 3个个）矩矩阵阵来来表表示示，矩矩阵阵的的行行数数称称为为图图像像的的垂垂直直分分辨辨率率，列列数数称称为为图图像像的的水水平平分分辨辨率率，矩矩阵阵中中的的元元素素是是像像素素颜色分量的亮度值，使用整数表示，一般是颜色分量的亮度值，使用整数表示，一般是8 8位至位至1212位位图像的表示方法与主要参数图像的表示方法与主要参数一幅取样图像由M（行）*N（列）个取样点组成，每个取样点是35图像的属性信息图像的属性信息图图像像大大小小，也也称称图图像像分分辨辨率率(包包括括垂垂直直分分辨辨率率和水平分辨率和水平分辨率)位位平平面面的的数数目目，即即矩矩阵阵的的数数目目，也也就就是是彩彩色色分分量的数目量的数目颜颜色色空空间间的的类类型型，指指彩彩色色图图像像所所使使用用的的颜颜色色描描述述方方法法，也也叫叫颜颜色色模模型型。常常用用颜颜色色模模型型：RGBRGB(红红、绿绿、蓝蓝)、CMYK(CMYK(青青、品品红红、黄黄、黑黑)、HSV(HSV(色色彩彩、饱饱和和度度、亮亮度度)、YUV(YUV(亮亮度度、色色度度)等等像像素素深深度度，即即像像素素所所有有颜颜色色分分量量位位数数之之和和，它它决定了不同颜色（亮度）的最大数目决定了不同颜色（亮度）的最大数目 图像的属性信息36一一幅幅图图像像的的数数据据量量可可按按下下面面的的公公式式进进行行计计算算（以以字字节节为为单单位位）：图图像像数数据据量量图图像像水水平平分分辨辨率率图像垂直分辨率图像垂直分辨率像素深度像素深度8 8图图像像数数据据压压缩缩的的可可能能性性：由由于于数数字字图图像像中中的的数数据据相相关关性性很很强强，数数据据的的冗冗余余度度很很大大，因因此此对对数数字字图图像像进进行行大大幅幅度度的的数数据据压压缩缩是是完完全全可可能能的的。而而且且，人人眼眼的的视视觉觉有有一一定定的的局局限限性性，即即使使压压缩缩前前后后的的图图像像有有一一定定失失真真，只只要要限限制制在人眼允许的误差范围之内，也是允许的。在人眼允许的误差范围之内，也是允许的。一幅图像的数据量可按下面的公式进行计算（以字节为单位）：图像37l数据压缩类型数据压缩类型l无无损损压压缩缩:压压缩缩以以后后的的数数据据进进行行图图像像还还原原(也也称称为解压缩为解压缩)时，重建的图像与原始图像时，重建的图像与原始图像完全相同完全相同l例如：行程长度编码、例如：行程长度编码、哈夫曼哈夫曼(Huffman)(Huffman)编码编码l有有损损压压缩缩：使使用用压压缩缩后后的的数数据据进进行行图图像像重重建建时时，重重建建后后的的图图像像与与原原始始图图像像虽虽有有一一定定的的误误差差，但但不不影影响响人人们们对对图图像像含含义义的的正正确确理理解解。如如变变换换编编码、矢量编码等码、矢量编码等数据压缩类型38图图像像压压缩缩方方法法很很多多，不不同同方方法法适适用用于于不不同同的的应应用用，在在计计算算机机中中常常常常是是多多种种压压缩缩方方法法的的综综合合使使用用。为为得得到较高的数据压缩比，一般都采用有损压缩。到较高的数据压缩比，一般都采用有损压缩。压缩编码方法优劣的评价压缩编码方法优劣的评价压缩倍数的大小压缩倍数的大小重建图像的质量（有损压缩时）重建图像的质量（有损压缩时）压缩算法的复杂程度压缩算法的复杂程度图像压缩方法很多，不同方法适用于不同的应用，在计算机中常常是39常用图像文件格式常用图像文件格式名称名称压缩编码方法压缩编码方法性质性质典型应用典型应用开发组织开发组织/公司公司BMPRLC无损无损Windows应用应用程序程序MicrosoftTIFRLC,LZW无损无损Desktop publishingAldus，MicrosoftGIFLZW无损无损InternetCompuServeJPEGDCT,Huffman无损无损/有损有损Internet，数码，数码相机等相机等ISO/IEC常用图像文件格式名称压缩编码方法性质典型应用开发组织/公司B40JPEGJPEG（静静止止图图像像数数据据压压缩缩编编码码的的国国际际标标准准）特特点点：适适用用范范围围广广；能能处处理理各各种种连连续续色色调调的的彩彩色色或或灰灰度度图图像像；算算法法复复杂杂度度适适中中；既既可可用用硬硬件件实实现现，也也可可用用软软件件实实现现；图图像像的的压压缩缩比比可可控控制制（压压缩缩比比越越低低，图图像像质质量量越越好好；压压缩缩比比越越高高，图像质量越差）图像质量越差）JPEG JPEG 20002000：适适用用于于各各种种不不同同类类型型（黑黑白白、灰灰度度、彩彩色色等等）和和不不同同特特性性（自自然然、医医学学、遥遥感感、合合成成）的的图图像像，可可用用于于不不同同的的应应用用模模式式（实实时时传传输输、检检索索、存存档档等等）。采采用用了了小小波波分分析析等等先先进进算算法法，提提供供了了更更好好的的图图像像质质量量，更更低低的的码码率率，更适合在更适合在WWWWWW网上传输等，它兼容网上传输等，它兼容JPEGJPEGJPEG（静止图像数据压缩编码的国际标准）特点：适用范围广；41BMP(BitMaP-file)BMP(BitMaP-file)图图像像：微微软软公公司司在在WindowsWindows操操作作系系统统下下使使用用的的一一种种标标准准图图像像文文件件格格式式，一一个个文文件件存存放放一一幅幅图图像像，可可以以使使用用行行程程长长度度编编码码（RLCRLC）进进行行无无损损压压缩缩，也也可可不不压压缩缩。不不压压缩缩的的BMPBMP文文件件是是一一种种通通用用的的图图像像文文件件格格式式，几几乎乎所所有有WindowsWindows应用软件都能支持。应用软件都能支持。TIFF(Tagged TIFF(Tagged Image Image File File Format)Format)图图像像文文件件格格式式：用用于于扫扫描描仪仪和和桌桌面面出出版版，能能支支持持多多种种压压缩缩方方法法和和多多种种不不同同类类型型的的图图像像，有有许许多多图图像像图图形形应应用用软软件件支支持持这这种种文文件件格格式式。由由文件头、文件目录、目录条目三个部分组成。文件头、文件目录、目录条目三个部分组成。BMP(BitMaP-file)图像：微软公司在Window42GIF(Graphics Interchange Format)：互互联联网网上上广广泛泛使使用用的的一一种种图图像像文文件件格格式式，它它的的颜颜色色数数目目较较少少（不不超超过过256色色），文文件件特特别别小小，适适合合网网络络传传输输。由由于于颜颜色色数数目目有有限限，GIF适适用用于于插插图图、剪剪贴贴画画等等色色彩彩数数目目不不多多的的应应用用场场合合。GIF格格式式能能够够支支持持透透明明背背景景，具具有有在在屏屏幕幕上上渐渐进进显显示示的的功功能能。尤尤为为突突出出的的是是，它它可可以以将将许许多多张张图图像像保保存存在在同同一一个个文文件件中中，显显示示时时按按预预先先规规定定的的时时间间间间隔隔逐逐一一进进行行显显示示，从从而而形形成成动动画画的的效果，因而在网页制作中大量使用。效果，因而在网页制作中大量使用。GIF(Graphics Interchange Forma43数字图像处理：数字图像处理：使用计算机对来自照相机、摄像机、传真使用计算机对来自照相机、摄像机、传真机、扫描仪、医用机、扫描仪、医用CTCT机、机、X X光机等的图像，进行去噪、增强、光机等的图像，进行去噪、增强、复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等操作处理复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等操作处理对图像进行处理的主要目的对图像进行处理的主要目的提高图像的视感质量提高图像的视感质量图像复原与重建图像复原与重建图像分析图像分析图图像像的的存存储储、管管理理、检检索索，以以及及图图像像内内容容与与知知识识产产权权的的保护等保护等数字图像处理：使用计算机对来自照相机、摄像机、传真机、扫描仪44图像处理软件图像处理软件与与应应用用领领域域密密切切相相关关，通通常常具具有有很很强强的的专专业业性性，如如遥遥感图像处理软件、医学图像处理软件等。感图像处理软件、医学图像处理软件等。使使用用较较多多的的是是面面向向办办公公、出出版版与与信信息息发发布布的的图图像像处处理理软软件件，也也称称为为图图像像修修饰饰（image image retouchingretouching）或或图图像像编编辑辑软软件件，支支持持多多种种不不同同的的图图像像文文件件格格式式，提提供供多多种种图图像像编编辑辑处处理理功功能能，可可制制作作出出生生动动形形象象的的图图像像。如如美美国国AdobeAdobe公公司司的的PhotoShopPhotoShop，集集图图像像扫扫描描、图图像像编编辑辑、绘绘图图、图图像像合合成成及及图图像像输输出出等等多多种种功功能能于于一一体，是一个流行的图像处理工具。体，是一个流行的图像处理工具。图像处理软件45数字图像的应用数字图像的应用图像通信图像通信 遥感遥感 医疗诊断医疗诊断 工业生产中的应用工业生产中的应用 机器人视觉机器人视觉 军事、公安、档案管理军事、公安、档案管理数字图像的应用46景物的模型（景物的模型（model）：景物在计算机内的描述）：景物在计算机内的描述景物的建模景物的建模(modeling)：人们进行景物描述的过程人们进行景物描述的过程绘制（绘制（rendering）：也称）：也称图像合成图像合成（image synthesis），根据景物的模型生成图像的过程，所），根据景物的模型生成图像的过程，所产生的数字图像称为计算机合成图像产生的数字图像称为计算机合成图像计算机图形学（计算机图形学（Computer Graphics）：研究如何）：研究如何使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法与使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法与技术技术计算机图形计算机图形景物的模型（model）：景物在计算机内的描述计算机图形47景物形状的计算机表示景物形状的计算机表示几几何何模模型型：景景物物建建模模方方法法与与景景物物类类型型有有关关。普普通通工工业业产产品品（如如电电视视机机、汽汽车车等等），使使用用基基本本的的几几何何元元素素（如如点点、线线、面、体等）及表面材料的性质等进行描述所建立的模型。面、体等）及表面材料的性质等进行描述所建立的模型。几何模型分类（按照所使用的几何元素类型）几何模型分类（按照所使用的几何元素类型）线框模型线框模型曲面模型曲面模型实体模型实体模型几何模型应用：几何模型应用：工业产品的计算机辅助设计工业产品的计算机辅助设计/制造制造过过程程模模型型/算算法法模模型型：根根据据景景物物的的生生成成规规律律，并并使使用用相相应应的算法来描述其规律所建立的模型的算法来描述其规律所建立的模型景物形状的计算机表示48景物形状的计算机表示景物形状的计算机表示使用几何模型描述使用几何模型描述使用几何模型描述使用几何模型描述的机械零件的机械零件的机械零件的机械零件形体与景物的建模方法形体与景物的建模方法线线框框模模型型实实体体模模型型表表面面模模型型几何造型技术几何造型技术过程模型技术过程模型技术分分形形几几何何形形状状语语法法微微粒粒系系统统基于基于物理物理的建的建模模景物形状的计算机表示使用几何模型描述的机械零件形体与景物的建49图图像像绘绘制制/图图像像合合成成：在在计计算算机机内内建建立立了了景景物物的的模模型型之之后后，从从景景物物的的模模型型生生成成用用户户可可见见的的具具有有高高度度真真实实感感的的该该景景物物的图像的过程。的图像的过程。从景物模型绘制景物图像的处理步骤从景物模型绘制景物图像的处理步骤景物景物景物景物的的的的模型模型模型模型取景变换取景变换取景变换取景变换视域裁减视域裁减视域裁减视域裁减三角化三角化三角化三角化光栅化光栅化光栅化光栅化隐藏面消除隐藏面消除隐藏面消除隐藏面消除明暗处理明暗处理明暗处理明暗处理阴影生成阴影生成阴影生成阴影生成纹理映射纹理映射纹理映射纹理映射景物景物景物景物的的的的图像图像图像图像图像绘制/图像合成：在计算机内建立了景物的模型之后，从景物的50使用计算机合成图像的主要优点：使用计算机合成图像的主要优点：能能生生成成实实际际存存在在的的具具体体景景物物的的图图像像，还还能能生生成成假假想想或或抽抽象景物的图像象景物的图像能生成静止图像，还能生成各种运动、变化的动态图像能生成静止图像，还能生成各种运动、变化的动态图像计算机合成图像的应用：计算机合成图像的应用：计算机辅助设计和辅助制造（计算机辅助设计和辅助制造（CADCADCAMCAM）利利用用计计算算机机生生成成各各种种地地形形图图、交交通通图图、天天气气图图、海海洋洋图图、石油开采图等石油开采图等作战指挥和军事训练作战指挥和军事训练 计算机动画和计算机艺术计算机动画和计算机艺术其其他他：电电子子出出版版、数数据据处处理理、工工业业监监控控、辅辅助助教教学学(CAI)(CAI)、软件工程等软件工程等使用计算机合成图像的主要优点：51矢量绘图软件：矢量绘图软件：制作矢量图形的软件制作矢量图形的软件 如：如：AutoCADAutoCAD、MAPInfoMAPInfo、ARCInfoARCInfo等等2D2D的矢量绘图软件：的矢量绘图软件：CorelCorel公司的公司的CorelDrawCorelDrawAdobeAdobe公司的公司的IllustratorIllustratorMacromediaMacromedia公司的公司的FreeHandFreeHand微软公司的微软公司的Microsoft VisioMicrosoft Visio微软公司微软公司OfficeOffice办公套件中的办公套件中的WordWord和和PowerPointPowerPoint矢量绘图软件：制作矢量图形的软件52声声音音：由由振振动动而而产产生生，通通过过空空气气进进行行传传播播。它它由由许许多多不不同同频频率率的的谐谐波波所所组组成成，谐谐波波的的频频率率范范围围称称为为声声音音的的带带宽宽(bandwidth)(bandwidth)，带宽是声音的一项重要参数。，带宽是声音的一项重要参数。多多媒媒体体技技术术处处理理的的声声音音信信号号主主要要是是人人耳耳可可听听到到的的202020kHz20kHz的音频信号的音频信号(audio)(audio)言言语语（speechspeech）/语语音音：人人说说话话的的声声音音，其其频频率率范范围围约约为为3003003400Hz3400Hz全全频频带带声声音音：音音乐乐声声、风风雨雨声声、汽汽车车声声等等其其他他声声音音，其其带宽可达到带宽可达到202020kHz20kHz声音信号的数字化声音信号的数字化声音：由振动而产生，通过空气进行传播。它由许多不同频率的谐波53声声音音信信号号的的数数字字化化：将将模模拟拟声声音音信信号号转转换换成成数数字字编码形式以便于计算机进行处理的过程编码形式以便于计算机进行处理的过程声音信号数字化的过程：取样、量化、编码声音信号数字化的过程：取样、量化、编码模拟的声音信号转变成数字形式进行处理的优点：模拟的声音信号转变成数字形式进行处理的优点：以数字形式存储的声音重放性能好，复制时没有失真以数字形式存储的声音重放性能好，复制时没有失真数字声音的可编辑性强，易于进行效果处理数字声音的可编辑性强，易于进行效果处理数字声音能进行数据压缩，传输时抗干扰能力强数字声音能进行数据压缩，传输时抗干扰能力强数字声音容易与其他媒体相互结合（集成）数字声音容易与其他媒体相互结合（集成）数数字字声声音音为为自自动动提提取取“元元数数据据”和和实实现现基基于于内内容容的的检检索索创造了条件创造了条件声音信号的数字化：将模拟声音信号转换成数字编码形式以便于计算54波形声音的获取设备：波形声音的获取设备：麦克风：将声波转换为电信号麦克风：将声波转换为电信号声卡（声卡（sound cardsound card）：进行数字化）：进行数字化波波形形声声音音的的获获取取：把把模模拟拟的的声声音音信信号号转转换换为为数数字字形形式式。(话筒或线路输入、单双道）话筒或线路输入、单双道）波形声音的重建与播放波形声音的重建与播放MIDI(Musical MIDI(Musical Instrument Instrument Digital Digital Interface)Interface)声声音音的的输入输入MIDIMIDI声音的合成与播放声音的合成与播放波形声音的获取设备：55声卡以声卡以数字信号处理器数字信号处理器(DSP)DSP)为核心，为核心，DSPDSP在完成数在完成数字声音的编码、解码及声音编辑操作中起着重要的字声音的编码、解码及声音编辑操作中起着重要的作用。它利用作用。它利用PCIPCI总线与主机进行数据交换，混音总线与主机进行数据交换，混音器器(mixer)(mixer)的将不同的声音信号进行混音，并提供的将不同的声音信号进行混音，并提供音量控制功能。音量控制功能。利利用用声声卡卡可可在在线线获获取取声声音音；使使用用数数码码录录音音笔笔可可离离线线获获取取声声音音，然然后后再再通通过过USBUSB接接口口直直接接将将已已经经数数字字化化的的声声音音数数据据送送入入计计算算机机中中。数数码码录录音音笔笔的的原原理理与与上上述述过过程程基基本本相相同同，不不过过由由于于带带宽宽的的原原因因，它它一一般般适适合于录制语音。合于录制语音。声卡以数字信号处理器(DSP)为核心，DSP在完成数字声音的56声音播放：声音播放：计算机输出声音的过程计算机输出声音的过程声音重建步骤：声音重建步骤：声声音音重重建建（reconstructionreconstruction）：把把声声音音从从数数字字形形式式转换成模拟信号形式转换成模拟信号形式解码解码数模转换数模转换插值处理插值处理将将模模拟拟声声音音信信号号经经过过处处理理和和放放大大送送到到扬扬声声器器发发出声音出声音声音播放：计算机输出声音的过程57声音的重建也是由声卡完成的。声卡输出的声音需声音的重建也是由声卡完成的。声卡输出的声音需送到音箱去发音。送到音箱去发音。音箱分类音箱分类普通音箱：接收的是重建的模拟声音信号普通音箱：接收的是重建的模拟声音信号数数字字音音箱箱：可可直直接接接接收收声声卡卡输输出出的的数数字字声声音音信信号号，避避免免信信号号在在传传输输中中发发生生畸畸变变和和受受到到干干扰扰，其其音响效果更加突出音响效果更加突出声音的重建也是由声卡完成的。声卡输出的声音需送到音箱去发音58取样频率、量化位数、声道数目取样频率、量化位数、声道数目使用的压缩编码方法使用的压缩编码方法数数码码率率（bit bit raterate）：指指的的是是每每秒秒钟钟的的数数据据量量，也也称比特率、码率称比特率、码率数字声音未压缩前，其计算公式为：数字声音未压缩前，其计算公式为：波形声音的码率波形声音的码率 取样频率取样频率 量化位数量化位数 声声道数道数压压缩缩编编码码以以后后的的码码率率 压压缩缩前前的的码码率率 /压压缩缩倍倍数数 波形声音的主要参数波形声音的主要参数取样频率、量化位数、声道数目波形声音的主要参数59声声音音压压缩缩的的目目的的：降降低低存存储储成成本本和和传传输输通通信信带带宽宽，对数字波形声音进行数据压缩对数字波形声音进行数据压缩波波形形声声音音数数据据压压缩缩的的可可能能性性：声声音音信信号号中中包包含含有有大大量量的的冗冗余余信信息息，再再加加上上还还可可以以利利用用人人的的听听觉觉感感知知特特性，因此，产生了许多压缩算法性，因此，产生了许多压缩算法声声音音数数据据压压缩缩算算法法的的评评价价：压压缩缩倍倍数数高高，声声音音失失真真小，算法简单，编码器小，算法简单，编码器/解码器的成本低解码器的成本低声音压缩的目的：降低存储成本和传输通信带宽，对