電視節目制作中的圖形圖像格式

電視節目制作中的圖形圖像格式

電視節目制作中的圖形圖像格式

`2000中南地區省級電視臺技術協會技術論文二等獎

當今隨著INTERNET及多媒體技術的高速發展， Web上或多媒體光盤中存在的大量生動逼真的數字化圖形圖像，給電視節目制作人員帶來了許多非常優美直觀的信息源，也使利用他人的藝術靈感,作品來豐富電視節目的制作,包裝成為可能,因而倍受人們的喜愛。但多數電視制作人員對種類繁多的計算機圖形圖像文件知之甚少，本文將重點介紹一些常見常用的計算機圖像文件格式,并對它們進行比較,以便在各種不同的應用中能夠很好的把握。
圖像數字化是計算機圖像處理之前的基本步驟，目的是把真實的圖像，轉變成計算機能夠接受的存儲格式。數字化過程分為采樣與量化處理兩個步驟，采樣的實質就是要用多少點來描述一張圖像，比如，一幅640×480的圖像，就表示這幅圖像是由307200個點所組成�？梢�，想要得到更加清晰的圖像質量，就需要使用更多的點來表示圖像，也就是使這幅圖像具有較高的分辨率。但相對需要付出更大的存儲空間的代價。采樣的結果就是通常所說的圖像分辨率。量化是指要使用多大范圍的數值，來表示圖像采樣之后的每一個點。這個數值范圍包括了圖像上所能使用的顏色總數。例如，以4個bits存儲一個點，就表示圖像只能有16種顏色。數值范圍越大，表示圖像可以擁有更多的顏色，自然可以產生更為細致的圖像效果。但是，也同樣必須占用更大的存儲空間。量化的結果是圖像能夠容納的顏色總數。兩者的基本問題都是視覺效果與存儲空間的取舍問題。
在采樣與量化處理后，才能產生一張數字化的圖像，再運用計算機圖像處理軟件的各種技巧，對圖像進行修飾或者轉換，方能進一步達到所希望的圖像效果。
數字化后的圖像數據在計算機中一般有兩種存儲方式，一種是位映射（Bitmap），即位圖模式；而另一種是向量處理(Vector)，也稱矢量圖模式。位映射是將圖像的每一點數值存放在以字節為單位的矩陣中。當圖像是單色時，一字節可存放8點圖像數據；16色圖像每兩點用一個字節存儲；256色圖像每一點用一字節存儲。這樣就能夠精確地描述各種不同顏色模式的圖像畫面。所以此種存儲模式比較適合于內容復雜的圖像和真實的照片。
向量處理不存儲圖像數據的每一點，而是存儲圖像內容的輪廓部分。例如，一個圓形圖案只要存儲圓心的坐標位置和半徑長度，以及圓形邊線和內部的顏色。該存儲方式缺點是經常耗費大量的時間做一些復雜的分析演算工作；但圖像的縮放不會影響到顯示精度，也即圖像不會失真，且圖像的存儲空間較之位圖方式要少得多。所以，向量處理比較適合存儲各種圖表和工程設計圖，而一般圖像文件較少采用向量處理方式。
總體來看，位圖是記錄每一個象素的顏色值，再把這些象素點組合成一幅圖像；而矢量圖是保存節點的位置和曲線、顏色的算法，所以，位圖占用的存儲空間較矢量圖要大的多，而矢量圖的顯示速度較位圖慢。
多媒體圖像處理中的調色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅綠藍（ＲＧＢ）三種顏色的組合來表示，圖像的每一像素對應一個數字，而該數字對應調色板中的一種顏色，如某像素值為１，則表示該顏色為調色板的編號為１的顏色。調色板的單元個數是與圖像的顏色數對應的，２５６色圖像的調色板就有２５６個單元。真彩色圖像的每個像素直接以三個字節（ＲＧＢ）表示顏色，因此不需要調色板。對于１６色或２５６色圖像并非全部的圖像都采用相同的１６種或２５６種顏色，由于調色板中定義的顏色不同，則不同圖像用到的顏色是千差萬別的，所謂１６色或２５６色圖像只是表示該幅圖像最多只能有１６種顏色或２５６種顏色。不同的圖像有不同的調色板，在多媒體系統中如果需要同時顯示多幅圖像時，由于系統在同一時刻只能支持有限的顏色，如使用２５６色驅動程序，則系統必須以２５６色來同時顯示多幅圖像，因此，必須使用調色板編輯工具進行調整，以達到不失真地同時顯示多幅圖像。
下面就針對幾種有代表性的圖形圖像文件作一些簡單說明。
BMP文件：是Microsoft Windows所定義的圖像文件格式，最早應用在Microsoft公司的Microsoft Windows窗口系統。眾所周知，Microsoft Windows 現今已成為PC機環境下窗口系統的事實上的工業標準，因而BMP圖像文件格式也越來越受到人們關注，在Windows環境中運行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。
BMP圖像文件有下列五個特點：
（1） 該結構只能存放一幅圖像。
（2） 只能存儲四種圖像數據：單色、16色、256色、全彩色。
（3） 圖像數據有壓縮或不壓縮兩種處理方式。
（4） 調色板的數據存儲結構較為特殊。
（5） Windows設計了兩種壓縮方式：RLE4和RLE8。RLE4只能處理
16色圖像數據；而RLE8則只能壓縮256色圖像數據。
BMP圖像文件的文件結構可分為三部分：表頭、調色板和圖像數據。表頭長度固定為54個字節。而只有全彩色BMP圖像文件內沒有調色板數據，其余不超過256種顏色的圖像文件都必須設定調色板信息，可見其結構較為簡單。對于BMP圖像文件的顯示，16色BMP圖像與256色圖像的掃描行數據組織都是從左上角開始。只是16色圖像采用緊縮像素法，每像素占用二分之一個字節，即4bits，而256色圖像的每一個像素占用一個字節。
GIF文件：GIF文件是"Graphics Interchange Format"（圖形交換格式）的縮寫，是由CompuServe公司為了方便網絡和BBS使用者傳送圖像數據而制定的一種圖像文件格式。目前，GIF圖像文件已經成為網絡和BBS上圖像傳輸的通用格式，經常用于像動畫、透明等特技制作。
GIF文件有下面七個特點：
（1） 文件具有多元化結構能夠存儲多張圖像，這是制作動畫的基礎。
（2） 調色板數據有通用調色板和局部調色板之分。
（3） 采用改進版LZW壓縮法，該壓縮優于RLE壓縮法。
（4） 圖像數據用一個字節存儲一點。GIF圖像文件在壓縮圖像數據之前，必須先將圖像數據處理成一個字節只存儲一個圖像點的值。
（5） 根據標識符尋找數據區。GIF圖像文件內的各種圖像數據區和補充區，多數沒有固定的數據長度和存放位置。為了方便程序尋找數據區就以數據區的第一個字節做為標識符，讓程序能夠判斷所讀到的是哪種數據區。
（6） 圖像數據有兩種排列方式：①順序排列；②交叉排列。
（7） 最多只能存儲256色圖像。
GIF圖像文件結構一般是由七個數據單元組成，它們是：表頭、通用調色板、圖像數據區以及4個補充區。而只有表頭和圖像數據區是文件不可缺少的單元，對于通用調色板和其余的4個補充區不一定會出現在文件內。

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