电视节目制作中的图形图像格式
作者:佚名; 更新时间:2015-02-24
当今随着INTERNET及多媒体技术的高速发展, Web上或多媒体光盘中存在的大量生动逼真的数字化图形图像,给电视节目制作人员带来了许多非常优美直观的信息源,也使利用他人的艺术灵感,作品来丰富电视节目的制作,包装成为可能,因而倍受人们的喜爱。但多数电视制作人员对种类繁多的计算机图形图像文件知之甚少,本文将重点介绍一些常见常用的计算机图像文件格式,并对它们进行比较,以便在各种不同的应用中能够很好的把握。
    图像数字化是计算机图像处理之前的基本步骤,目的是把真实的图像,转变成计算机能够接受的存储格式。数字化过程分为采样与量化处理两个步骤,采样的实质就是要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。可见,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。但相对需要付出更大的存储空间的代价。采样的结果就是通常所说的图像分辨率。量化是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。例如,以4个bits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。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。两者的基本问题都是视觉效果与存储空间的取舍问题。
    在采样与量化处理后,才能产生一张数字化的图像,再运用计算机图像处理软件的各种技巧,对图像进行修饰或者转换,方能进一步达到所希望的图像效果。
    数字化后的图像数据在计算机中一般有两种存储方式,一种是位映射(Bitmap),即位图模式;而另一种是向量处理(Vector),也称矢量图模式。位映射是将图像的每一点数值存放在以字节为单位的矩阵中。当图像是单色时,一字节可存放8点图像数据;16色图像每两点用一个字节存储;256色图像每一点用一字节存储。这样就能够精确地描述各种不同颜色模式的图像画面。所以此种存储模式比较适合于内容复杂的图像和真实的照片。
    向量处理不存储图像数据的每一点,而是存储图像内容的轮廓部分。例如,一个圆形图案只要存储圆心的坐标位置和半径长度,以及圆形边线和内部的颜色。该存储方式缺点是经常耗费大量的时间做一些复杂的分析演算工作;但图像的缩放不会影响到显示精度,也即图像不会失真,且图像的存储空间较之位图方式要少得多。所以,向量处理比较适合存储各种图表和工程设计图,而一般图像文件较少采用向量处理方式。
    总体来看,位图是记录每一个象素的颜色值,再把这些象素点组合成一幅图像;而矢量图是保存节点的位置和曲线、颜色的算法,所以,位图占用的存储空间较矢量图要大的多,而矢量图的显示速度较位图慢。
    多媒体图像处理中的调色板是包含不同颜色的颜色表,每种颜色以红绿蓝(RGB)三种颜色的组合来表示,图像的每一像素对应一个数字,而该数字对应调色板中的一种颜色,如某像素值为1,则表示该颜色为调色板的编号为1的颜色。调色板的单元个数是与图像的颜色数对应的,256色图像的调色板就有256个单元。真彩色图像的每个像素直接以三个字节(RGB)表示颜色,因此不需要调色板。对于16色或256色图像并非全部的图像都采用相同的16种或256种颜色,由于调色板中定义的颜色不同,则不同图像用到的颜色是千差万别的,所谓16色或256色图像只是表示该幅图像最多只能有16种颜色或256种颜色。不同的图像有不同的调色板,在多媒体系统中如果需要同时显示多幅图像时,由于系统在同一时刻只能支持有限的颜色,如使用256色驱动程序,则系统必须以256色来同时显示多幅图像,因此,必须使用调色板编辑工具进行调整,以达到不失真地同时显示多幅图像。
    下面就针对几种有代表性的图形图像文件作一些简单说明。
    BMP文件:是Microsoft Windows所定义的图像文件格式,最早应用在Microsoft公司的Microsoft Windows窗口系统。众所周知,Microsoft Windows 现今已成为PC机环境下窗口系统的事实上的工业标准,因而BMP图像文件格式也越来越受到人们关注,在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。
    BMP图像文件有下列五个特点:
(1) 该结构只能存放一幅图像。
(2) 只能存储四种图像数据:单色、16色、256色、全彩色。
(3) 图像数据有压缩或不压缩两种处理方式。
(4) 调色板的数据存储结构较为特殊。
(5) Windows设计了两种压缩方式:RLE4和RLE8。RLE4只能处理
16色图像数据;而RLE8则只能压缩256色图像数据。
     BMP图像文件的文件结构可分为三部分:表头、调色板和图像数据。表头长度固定为54个字节。而只有全彩色BMP图像文件内没有调色板数据,其余不超过256种颜色的图像文件都必须设定调色板信息,可见其结构较为简单。对于BMP图像文件的显示,16色BMP图像与256色图像的扫描行数据组织都是从左上角开始。只是16色图像采用紧缩像素法,每像素占用二分之一个字节,即4bits,而256色图像的每一个像素占用一个字节。
    GIF文件:GIF文件是"Graphics Interchange Format"(图形交换格式)的缩写,是由CompuServe公司为了方便网络和BBS使用者传送图像数据而制定的一种图像文件格式。目前,GIF图像文件已经成为网络和BBS上图像传输的通用格式,经常用于像动画、透明等特技制作。
    GIF文件有下面七个特点:
(1) 文件具有多元化结构能够存储多张图像,这是制作动画的基础。
(2) 调色板数据有通用调色板和局部调色板之分。
(3) 采用改进版LZW压缩法,该压缩优于RLE压缩法。
(4) 图像数据用一个字节存储一点。GIF图像文件在压缩图像数据之前,必须先将图像数据处理成一个字节只存储一个图像点的值。
(5) 根据标识符寻找数据区。GIF图像文件内的各种图像数据区和补充区,多数没有固定的数据长度和存放位置。为了方便程序寻找数据区就以数据区的第一个字节做为标识符,让程序能够判断所读到的是哪种数据区。
(6) 图像数据有两种排列方式:①顺序排列;②交叉排列。
(7) 最多只能存储256色图像。
    GIF图像文件结构一般是由七个数据单元组成,它们是:表头、通用调色板、图像数据区以及4个补充区。而只有表头和图像数据区是文件不可缺少的单元,对于通用调色板和其余的4个补充区不一定会出现在文件内。
    在GIF图像文件内可以有多个图像数据区,而每个图像数据区存储一幅图像,通过软件处理和控制(如Paint Shop Pro和Animation Shop)使得这些分离的图像能够形成一个连续有动感的画面,即动画图像。所以,GIF图像文件常用于制作Web网页和多媒体系统的特技效果。
    TIF(TIFF)文件:TIFF文件是"Tag Image File Format"的缩写,是由Aldus公司与微软公司共同开发设计的图像文件格式。它有如下特点:
(1) 善于应用指针的功能,可以存储多幅图像。
(2) 文件内数据区没有固定的排列顺序,只规定表头必须在文件前端,对于标识信息区和图像数据区在文件中可以随意存放。
(3) 可制定私人用的标识信息。
(4) 除了一般图像处理常用的RGB模式之外,TIFF图像文件还能够接受CMYK、YcbCr等多种不同的图像模式。
(5) 可存储多份调色板数据。
(6) 调色板的数据类型和排列顺序较为特殊。
(7) 能提供多种不同的压缩数据的方法,便于使用者选择。
(8) 图像数据可分割成几个部分分别存档。

 



    TIFF图像文件主要由三部分组成:表头、标识信息区和图像数据区。文件内固定只有一个表头,且一定要位于文件前端。表头有一个标志参数指出标识信息区在

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