计算机文化基础案例教程(第3版)全书课件汇总整本书电子教案(最新).ppt

计算机文化基础,(第3版),目 录,学习情境2 操作系统的应用与管理,2,学习情境3 应用Word编辑文档,3,学习情境4 应用Excel制作电子表格,4,目 录,学习情境5 应用PowerPoint制作演示文稿,5,学习情境6 Internet与网络应用,6,学习情境7 常用工具软件,7,1,1,2,2,2,2,2,2,3,3,4,4,学习情境4 应用Excel制作电子表格,4,5,5,6,6,7,7,4,4,学习情境1 计算机基础知识,情 境 目 录,情 境 目 录,信息与数据 65英寸、9999元是数据。数据65英寸、9999元本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。某种65英寸LED电视机的价格是9999元，这才是信息，信息是有意义的。信息 各种事物的变化和特征的反映 数据 信息的载体。 例如：数值、文字、语言、图形、图像等。,任务1.1 认识计算机世界,任务1.1 认识计算机世界,信息社会也称信息化社会 “3C”社会通讯化、计算机化和自动控制化“3A”社会工厂自动化、办公室自动化、家庭自动化“4A”社会“3A”+农业自动化加上多媒体技术和信息高速公路网络的普遍采用等条件，构成现代信息社会,任务1.1 认识计算机世界,计算机文化人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本性变化而产生的一种崭新文化形态 这种崭新的文化形态可以体现为： （1）计算机理论及其技术对自然科学、社会科学的广泛渗透表现的丰富文化内涵 ； （2）计算机的软、硬件设备，作为人类所创造的物质设备丰富了人类文化的物质设备品种； （3）计算机应用介入人类社会的方方面面，从而创造和形成的科学思想、科学方法、科学精神、价值标准等成为一种崭新的文化观念。,1.1.2 计算机的发展近代计算机,1.1.2 计算机的发展电子计算机的诞生,1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,重达28吨占地250m2工耗170000瓦18000个电子管保存80个字节每秒5000次的加法运算,1.1.2 计算机的发展计算机的分代,计算机的分代依据不同，其分代年份有所不同,1.1.2 计算机的发展未来新型计算机,1光计算机 利用光作为信息的传输媒体,2生物计算机（分子计算机） 生物计算机在20世纪80年代中期开始研制，其最大的特点是采用了生物芯片。,3量子计算机 指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。,1.1.3 计算机的分类,1.1.4 计算机的应用领域,1.1.5 计算机中信息的储存与表示方法,1.计算机中数据的单位,（1）位 位（bit）简写为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1。 （2）字节 字节来自英文Byte，简写为B。字节是存储信息的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。一个字节由八位二进制数构成，即1B=8bit。为了描述大量数据，便于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte，B）为单位。 千字节 1 KB=1024 B=210 B 兆字节 1 MB=1024 KB =220 B 吉字节 1 GB=1024 MB=230 B 太字节 1 TB=1024 GB=240 B 拍字节 1 PB=1024 TB=250 B,1.1.5 计算机中信息的储存与表示方法,1.计算机中数据的单位,（3）字和字长 一个字（Word）通常由一个字节或若干个字节组成。字长是计算机一次所能处理的实际位数长度，也称为计算机的一个“字”。字长是衡量计算性能的一个重要指标，直接反映计算机的计算能力和精度。字长越长，计算机的数据处理速度越快。字长通常是字节的整数倍，如16位、32位、64位、128位，现在的微型计算机和大型机已分别达到64位和128位。 计算机的运算速度，指每秒能进行加法指令的数目。常用MIPS（Million Instructions Per Second）表示。这个指标更能反映计算机的运行速度。,2. 常用数制,通俗的讲就是将多少个一凑合在一起的问题。凑合几个一进一位，就是几进制。逢N进一。 进位计数制(进制)包括两个基本问题： 基数和数位的权,1.1.5 计算机中信息的储存与表示方法,该进制中所允许选用的基本数码个数，用R表示。 十进制（D）R=10 数位允许用的数字：0-9 二进制（B) R=2 数位允许用的数字：0、1 八进制（O) R=8 数位允许用的数字：0-7 十六进制（H) R=16 数位允许用的数字：0-9、ABCDEF 不同进制的数，可以记作：(N）R 如： （100101）2、（124）10 、（56）8 、（A56E）16,（1）基数,（2）权,每个数码所表示数值等于该数码乘以一个与数码所在位置有关的常数，这个常数叫做权。 权可以用基数R的i次幂 Ri 表示。 如: 二进制数 （1011）2= 1*23 +0*22 + 1*21 + 1*20 八进制数 （235）8= 2*82 +3*81+ 5*80,（3）常用的进位计数制,1）十进制（Decimal System） 由0、1、2、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。 2 ）二进制（Binary System） 由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。 3）八进制（Octal System） 由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。 4）十六进制（Hexadecimal System） 由0、1、2、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。,3. 数制间的转换,（1）非十进制数转换为十进制数 (按权展开求和法) 二进制、八进制、十六进制转换为十进制例1、将二进制10110.11转换为十进制（基数 2 ）,权,*,按权展开,相加,结果,例2、将八进制 735 转换为十进制（基数 8 ）,（735）8,=7*82+3*81+5*80,按权展开,相加,结果,=448+24+5,=（477）10,例3、将十六进制 3AB 转换为十进制（基数 16 ）,（3AB）16,=3*162+10*161+11*160,按权展开,相加,结果,=768+160+11,=（939）10,练习： 将下列非十进制数转换为十进制数 1001101 1101.101 467 263.45 75A1E 68B.35,（2）十进制数转换为其它进制数 以十进制转换为二进制为例。 例1、将十进制 57 转换为二进制（整数部分除基数取余法，逆向读数）,57,2,28,14,7,3,1,0,2,2,2,2,2,余 1,余 0,余 1,余 1,余 1,余 0,高位,低位,得到的二进制数为： （57）10=（111001）2,例2、将十进制 236.8125 转换为二进制（小数部分乘基数取整法）,236,0.8125* 2,2,118,2,2,2,2,59,29,14,2,7,2,2,3,1,0,001,10111,1.625 0.625 2 1.25 0.25 2 0.5 2 1.0,1,*,*,1,0,*,1,得到的二进制数为： （236.8125）10=（11101100.1101）2,练习： 将下列十进制数转换为二进制数 467 263.45 1325 237.125,（3）二进制数与八进制数的相互转换 （三位一并、一分为三） 由于 8=23，所以在将二进制数转换成八进制数时，从小数点向右，向左侧开始，每三位二进制数划为一组，用一位八进制数代替，三位一并法； 八进制数转换成二进制数时正好相反，一位八进制数用三位二进制数来替换，一分为三法。,例1、将二进制 101010001.001 转换为八进制,101 010 001 . 001,5,2,1,1,.,101010001.001B = 521.1O,5 7 6. 3 5 O=101111110.011101B,例2、将八进制 576.35 转换为二进制,101,111,110,011,101,.,练习： 将下列二进制数与八进制数互换 1001101B 1011.101B 563O 245.26O,（4）二进制数与十六进制数的相互转换 （四位一并、一分为四） 由于 16=24，所以在将二进制数转换成八进制数时，从小数点向右，向左侧开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替，四位一并法； 十六进制数转换成二进制数时正好相反，一位十六进制数用四位二进制数来替换，一分为四法。,例1、将二进制 101011101.001 转换为十六进制,0001 0101 1101 .0010,1,5,D,2,.,101010001.001B =15D.2H,5 B 6.3 5 H=010110110110.00110101B,例2、将十六进制 5B6.35 转换为二进制,0101,1011,0110,0011,0101,.,4. 二进制数的算术运算,（1）二进制数的加法运算,（2）二进制数的减法运算,加法运算法则0+0=00+1=1+0=11+1=0,减法运算法则0-0=1-1=01-0=10-1=1,（3）二进制数的乘法运算 （4）二进制数的减法运算,乘法运算法则00=001=10=011=1,减法运算法则00=001=011=1,4. 二进制数的算术运算,5. 二进制数的逻辑运算,逻辑非运算,逻辑非的真值表,逻辑与运算,逻辑与的真值表,5.二进制数的逻辑运算,逻辑或运算,逻辑或的真值表,6. 数据在计算机中的表示,二进制优点：物理上容易实现，运算简单，可靠性、通用性强,符号位 “0”表示正 、 “1”表示负,定点整数,（1）数值,符号数的机器数表示,定点小数,浮点数表示,110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11,N= 数符尾数2阶符阶码尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围,规格化的形式：尾数的绝对值大于等于0.1并且小于1，从而唯一地规定了小数点的位置。,定点整数,定点小数,(3)补码,带符号数的表示,假定一个数在机器中占用8位。(1) 原码,（2）文字信息的表示,西文字符 ACSII码(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，从0到127 控制字符：032，127；普通字符：94个。 例如：“a”字符的编码为1100001，对应的十进制数是97； 换行 0AH 10 回车 0DH 13 空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 6590 az 61H7AH 97122,汉字编码,(1) 汉字输入码音码类 全拼、双拼、微软拼音、自然码和智能ABC等 形码类 五笔字型法、郑码输入法等 。(2) 汉字国标码(GB231280) 每个汉字占两个字节。 一级汉字：3755个；二级汉字：3008个。汉字分区，每个区94个汉字。(3)机内码汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。汉字 国标码 汉字内码 中 8680(01010110 01010000)B (11010110 11010000)B 华 5942(00111011 00101010)B (10111011 10101010)B,汉字字形编码,(4) 汉字字形码点阵：汉字字形点阵的代码 有1616、2424、3232、4848等编码、存储方式简单、无需转换直接输出放大后产生的效果差矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征 矢量方式特点正好与点阵相反（5）汉字地址码每个汉字字形码在汉字字库中的相对位移地址地址码和机内码要有简明的对应转换关系,UCS编码,最高位为0,基本多文种平面（BMP）：0组0平面，包含字母、音节及表意文字等。例如：A 41H(ASCII) 00000041H(UCS) 大 3473H(GB2312) 00005927H(UCS,(6) 其他汉字编码UCS码、Unicode码、GBK码、BIG5码等 国际标准： 通用多八位编码字符集UCS(Universal Code Set)世界各种文字的统一的编码方案，一个字符占4个字节。分为：,其他汉字编码,Unicode码 另一国际标准：采用双字节编码统一地表示世界上的主要文字。 其字符集内容与UCS的BMP相同。 GBK码 GBK等同于UCS的新的中文编码扩展国家标准，2字节表示一个汉字 第一字节从81HFEH，最高位为1； 第二字节从40HFEH，第二字节的最高位不一定是1。 BIG5编码 台湾、香港地区普遍使用的一种繁体汉字的编码标准，包括440个符号，一级汉字5 401个、二级汉字7 652个，共计13 060个汉字。,1.2 微型计算机系统,系统软件应用软件,计算机系统分为：硬件+软件,硬 件,软 件,计算机系统的组成,1.2.2计算机硬件组成,主机,外设,输入设备,输出设备,外存设备,网络设备,计算机硬件包括主机和外设,计算机系统的硬件组成,冯.诺依曼思想： 二进制程序与数据一样存放在内存五大模块,程序和数据都用二进制代码,运算器控制器存储器输入设备输出设备,把程序和处理问题所需的数据均以二进制编码形式预先按顺序存放在计算机存储器里，保证自动运行,5大部件,二进制,存储程序控制,1. 冯.诺依曼型机的基本结构,处理器,集成电路芯片上集成的电路的数目18个月翻一番 摩尔定律,存储器,存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。,存储器,存储器通常分为内存储器和外存储器,存放大量信息的外存储器,信息交流中心内存储器,存储器,每个记忆单元由8位二进制位组成。,1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB,内存储器的访问过程,地址0001,控制:写,10000000,硬盘,比软盘存储容量更大，存取速度更快。硬盘容量=512X磁头数（即面数）X（柱面数/面） X（扇区数/道）硬盘容量：250GB、 500GB、 1000GB、 2000GB等。,硬盘的磁道、扇区、柱面,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定,硬 盘,光盘,利用激光技术存储信息。分类： 只读型光盘（CD-ROM） 读写型光盘 (CD-RW) 追忆型光盘 (CD-R),光盘,光驱,移动存储产品,磁光技术移动存储产品磁盘技术与光技术结合,Flash存储设备 闪存芯片为存储介质采用USB的接口可擦写100万次以上,输入设备,常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。,1.2.2 软件系统的组成,计算机的软件系统可分为：系统软件和应用软件。,软件系统,1. 系统软件 指管理、监控和维护计算机资源（软件和硬件）的软件。 操作系统是最低层的系统软件。 操作系统五个功能: 处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。,DOS,Windows,Linux,2.应用软件 : 是为了各种用途所编写的程序。,图片处理软件,文字处理软件,计算机辅助教学软件,3.程序设计语言用户编写程序的语言,（1）机器语言 : 速度快，但可读性差，不易移植。 以二进制数“0”和“1”表示的指令集合（2）汇编语言 :采用了助记符。但通用性和移植性差.用比较直观的容易记忆的英文缩写符号按一定的特约规则书写的程序.（3）高级语言: 独立于具体的计算机硬件，通用性和移植性好。,计算机按照预定的安排通过一系列的指令完成数据处理，这个指令序列就是程序。,1 微型计算机分类,微型计算机按其性能、结构、技术特点等可分为 :（1）单片机：将微处理器（CPU）、一定容量的存储器以及I/O接口电路等集成在一个芯片上，就构成了单片机。（2）单板机：将微处理器、存储器、I/O接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板机。（3）PC（Personal Computer，个人计算机）：供单个用户使用的微机一般称为PC，是目前使用最多的一种微机。（4）便携式微机：便携式微机大体包括笔记本计算机和个人数字助理( PDA）等。,1.2.3 微型计算机系统,2. 微机的主要性能指标,1. 主频 主频即时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运算速度，主频的单位是赫兹（Hz）。 2. 字长 字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。3. 内核 Intel和AMD分别推出了双核心处理器Pentium D和Athlon 64 X2。4. 内存容量 内存容量是指内存储器中能存储信息的总字节数。5. 运算速度 单位是MIPS（Million Instructions Per Second，每秒106条指 令）和BIPS（Billion Instructions Per Second，每秒109条指令）。,微机常见总线标准,总线（Bus）是计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线。 微机中的总线一般分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址及控制信号。 主板上有一系列扩展槽，它是用来插各种可选的接口板，显示适配器(显卡)、网络适配器（网卡）和声卡都插在扩展槽中。,1）PCI总线2）AGP总线3）USB总线4）IEEE 1394总线,主板,CPU、内存条、基本输入输出系统、电源等必须安装在主板上才能工作。,媒体(media)就是传播信息的载体。通常指文本、图形、图像、动画、视频、音频等。把各种媒体信息数字化并综合成一种全新的媒体称为多媒体(Multimedia)。,1多媒体技术概述多媒体技术（Multimedia Technology）是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。又称为计算机多媒体技术。,1.3 多媒体技术基础,多媒体的特点,多样性：数据类型多、数据类型间差距大。集成性：多种不同的媒体信息，构成完整的多媒体信息，综合地表达事物。 交互性：多媒体数据的输入和输出复杂。协同性：多媒体中的各种媒体之间必须有机配合、协调一致。实时性：由于声音和图像都是和时间相关的，因此，要求多媒体支持实时处理。,多媒体的几个基本元素,文本：以ASCII码存储的文件 图形：由计算机绘制的几何图形 图像：由摄像机或图形扫描仪等获取的实际场 景的静止画面 动画：借助计算机生成一系列动态实时演播的 连续图像视频：视频是指由摄像机等输入设备获取的活动画面 音频：数字化的声音,2. 多媒体个人计算机,为促进多媒体计算机的标准化，微软、IBM、飞利普等公司组成了多媒体个人计算机工作组（The Multimedia PC Working Group），先后发布了4个MPC的技术标准。按照MPC工作组的标准，多媒体计算机应包含5个基本单元：主机、CD-ROM驱动器、声卡、音箱和Windows操作系统。,2. 多媒体个人计算机,MPC4要求在普通微机的基础上增加以下四类软件、硬件设备：1) 声/像输入设备：光驱、刻录机、声卡、话筒、扫描仪、录音机、摄像机等。2) 声/像输出设备：音效卡、录音录像机、刻录光驱、投影仪、打印机等。3) 功能卡：电视卡、视频采集卡、视频输出卡、网卡、VCD压缩卡等。,2. 多媒体个人计算机,4) 软件支持：音响、视频和通讯信息以及实时、多任务处理软件。目前市场上流行的计算机配置都大大超过了 MPC4 标准对硬件的要求，MPC标准已成为一种历史，但MPC标准的制订对多媒体技术的发展和普及起到了重要的推动作用。,3. 多媒体硬件系统,多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备、CD-ROM驱动器、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成，其基本框图如图所示。,4. 音频信息处理基础,（1） 声音的基本概念声音是通过一定介质(如空气、水等)传播的一种连续振动的波，也称为声波。通过话筒可以将声音变为时间和幅度上都是连续的模拟电信号。声音有振幅、周期、频率 3 个重要指标。声音的 3 个要素是音调、音色、音强。,4. 音频处理基础,人的耳朵能感知的声音频率为 20Hz20kHz，通常把频率范围为 20Hz20kHz 的信号称为音频信号(Audio)。低于 20Hz 的信号为亚音信号或者称为次音信号；高于 20kHz 的信号称为超音频信号，或称超声波信号。人的发音器官发出的声音频率大约是80Hz3400Hz，但人说话的信号频率通常为300Hz3000Hz，通常把在 300Hz3000Hz 频率范围的信号称为话音信号(Speech)。在多媒体技术中，音频信号主要包括音乐、话音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等。,4. 音频处理基础,声音的质量与音频的频率范围有关，音频的频带宽度越宽，音频信号分量越丰富，音质也越好。CD-DA 唱碟声音等级最高，其频带范围为 10kHz22kHz；其次是调频广播(FM)，其频带宽度为 20Hz15kHz；再次是调幅广播(AM)，其频带宽度为 50Hz7kHz；数字电话等级最低，频带宽度为300Hz3.4kHz。其中，调频广播和调幅广播属于模拟音频信号。,4. 音频处理基础,（2） 声音数字化由于声音信号无论在时间上还是幅度上都是连续的模拟信号，而计算机只能处理数字信号。因此必须把模拟的音频信号转换成数字信号以后，计算机才能对数字音频进行存储、编辑或处理。把模拟声音(音频)信号转换为数字化声音(音频)的过程称为声音(音频)的数字化，或称为模/数(A/D)变换，如图所示。,（2） 声音数字化,音频数字化过程,4. 音频处理基础,1）采样在音频数字化过程中，采样指的是以固定的时间间隔 T 对模拟电信号(音频信号)进行取值。采样完成之后得到的是时间离散但幅度连续的采样信号。采样信号还必须进行量化处理才能变成数字化信号。2）量化采样后的音频信号需要经过量化，使信号幅度转变为有限的离散数值。量化之后得到时间离散、幅度离散的数字信号。,4. 音频处理基础,3）编码编码，即是将量化值表示成为二进制数的形式，以便于计算机存储和处理。计算机可以对数字化之后的音频信号进行存储、编辑和处理，并可还原成原始的波形进行播放，这个还原的过程被称为解码，它是模/数(A/D)变换的逆过程，即数/模(D/A)变换。,4.音频处理基础音频文件格式,（1） WAV 文件(*.wav) Wave(波形)声音格式是 Windows 平台上经典的多媒体音频格式，由 Microsoft 公司开发，来源于对声音波形的采样，属于波形文件。这种文件的数据是未经过压缩而直接对声音波形进行采样记录的数据，其最大优点就是音质非常好，但缺点是文件非常大。（2） MP3 文件(*.mp3)全称为 MPEG-1 Audio Layer 3，属于波形文件。此种数据文件采用了有损压缩的方法，压缩比达到 101121，也就是说 1分钟 CD 音质的音乐，未经压缩需要 10MB 的存储空间，而经过 MP3 压缩编码后只 1MB 左右，MP3 音乐是目前流行最广的音乐形式。,4.音频处理基础音频文件格式,（3） CD 格式(*.cda)CD 格式就是在音乐 CD 唱片中采用的格式，又叫“红皮书”格式，记录的是波形流。在大多数播放软件的“打开文件类型”中，都可以看到*.cda 格式，它实际上就是 CD 唱片上的音轨。在计算机上看到的“*.cda”文件都是 44 字节，只是位置索引，并不是真正的包含一首歌的声音信息。标准 CD 格式采用 44.1kHz 的采样频率，速率 88Kbit/s，16 位量化位数，声音质量高。（4） RA 文件(*.ra)Real Networks 公司开发的一种基于流媒体技术的网络实时传输格式，属于波形文件。其特点在于可以边浏览边下载数据，压缩比也非常高，但音质较差。,4.音频处理基础音频文件格式,（5） WMA 格式(*.wma)Microsoft 公司的产品，属于波形文件。它也是一种基于流媒体技术、适合网络传输的音频数据格式。（6） MIDI 文件(.mid)全称为 Musical Instrument Digital Interface(音乐设备数字接口)。MIDI是将数字式电子乐器的演奏过程记录下来。MIDI 音乐的获得则需要专门的 MIDI 乐器。因此，MIDI 实际上记录的是一种表示音乐指令的编码。MIDI 文件的存储容量较 WAV 格式文件小很多，但MIDI 在音源的使用、音乐效果上都与 WAV 存在着差距，常用作背景配乐。,4.音频处理基础音频软件简介,（1） Cool Edit ProCool Edit Pro 涵盖了音频处理软件的各种功能。如图所示。,4.音频处理基础音频软件简介,（2） GoldWaveGoldWave音频处理软件提供了绝大部分的音频处理领域的相关功能，包括：音频文件的播放，支持各种模拟以及线性的数字录音应用，音频文件的后期编辑、混音以及分析，内置有均衡、混响、回声、淡入/淡出等常用的音频效果器，甚至是CD音轨的抓取以及各种编码音频格式之间的相互转换等功能。,5. 图像图形处理,图像与图形静态图像压缩标准图像与图形文件格式图像与图形软件简介,5.图像图形处理图像与图形,计算机图形主要分为两类：位图图像和矢量图形。通常将位图图像称之为图像，矢量图形称之为图形。（1） 图像图像是由许多点组成的，这些点称为像素。当许许多多不同颜色的像素组合在一起便构成了一幅完整的图像。 图像占据的存储器空间比较大，主要用于表现风景、人物和一切引起人视觉感受的景物。,5. 图像图形处理图像与图形,图像可以通过扫描仪、数码照相机等多媒体采集设备获得 图像处理软件有：Photoshop、Fireworks、Paint Shop Pro、Ulead PhotoImpact等。,5. 图像图形处理图像与图形,（2） 图形图形与位图不同，它的图形形状主要由点和线段组成。图形是用一系列计算机指令来描述和记录一幅图，如画点、画线、画圆、画矩形等，分别对应不同的画图指令。 图形的特点是占用的空间小，放大或缩小后不失真。图形更多的侧重于创建和绘制，即将一些实际生活中没有或很难获得的图形通过软件绘制出来，然后再转换成图像供其他用途使用。图形绘制软件有：CorelDRAW、Adobe Illustrator、FreeHand等。,5.图像图形处理图像与图形,（3） 图像的数字化图像在计算机中的存储就是把图像中像素点的信息用二进制代码形式保存。 1) 采样在时间和空间上把连续的图像转换成为离散的抽样点的一个采集过程。2) 量化经过采样，模拟图像已在时间、空间上离散化为像素，把采样后所得的这些连续量表示的像素离散化为整数值的操作叫量化。,5.图像图形处理图像与图形,3) 编码一幅二维数字图像表示为将一个二维亮度函数通过采样和量化而得到的一个二维数组矩阵，数据量通常很大，必须对图像进行压缩，图像数据压缩主要根据空间冗余或视觉冗余。利用空间冗余的压缩技术是无损压缩技术；利用视觉冗余的压缩技术是有损压缩技术。实际的图像压缩技术是综合利用各种有损和无损压缩技术来实现的。,5.图像图形处理静态图像压缩标准,国际标准化组织(ISO)和国际电报咨询委员会(ITU-T)在1986年联合组成了一个联合图像专家组JPEG(Joint Photographic Expert Group)，该专家组致力于静态图像压缩编码工作。,5.图像图形处理静态图像压缩标准,（1） JPEG 标准1991年3月公布的“连续色调静态图像的数字压缩编码”建议草案(ITU-T.81)，于1992年被国际标准化组织(ISO)批准，称为 JPEG 标准。JPEG 压缩方法适用于连续色调、多级灰度、彩色和黑白图像的数据压缩，其无损压缩比大约为 41；有损压缩比在 1011001 之间。 JPEG标准广泛应用于Internet、彩色传真、黑白和彩色照片、报纸、有线电传、图形艺术和图片、桌面排版、视频会议、彩色扫描仪、打印机、数字照相和图像视频编码。,5.图像图形处理 静态图像压缩标准,（2） JPEG 2000 标准JPEG 2000 的编码算法确定于 2000 年的东京会议。JPEG 2000相对于传统的 JPEG 标准有了很大的技术飞跃，其压缩率比 JPEG 高约 30%左右，同时支持有损和无损压缩。 JPEG 格式大量地应用于国际互联网、数码照相、数字图书馆、电子商务、打印、扫描、传真和遥感等领域。,5.图像图形处理 图像与图形文件格式,（1） 图像文件格式图像文件格式是计算机中存储图像文件的方法，包括图像的各种参数信息。 1）BMP 格式(*.bmp) BMP格式是美国微软公司的图像格式，是 Windows 操作系统中的标准图像文件格式。最典型的应用BMP格式的程序就是Windows的画笔。但缺点是该格式文件比较大。2）GIF 格式(*.gif) GIF是图形交换格式的缩写，这种格式是用来交换图片的。GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少。最初的GIF只是简单地用来存储单幅静态图像，后来可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画。GIF文件的缺点是不能存储超过256色的图像。,5.图像图形处理 图像与图形文件格式,3）JPEG 格式(*.jpg/*.jpeg) JPEG是利用JPEG方法压缩的图像格式，压缩比高，是目前网络上最流行的图像格式。在 Photoshop软件中以JPEG格式储存时，提供11级压缩级别，以010级表示。其中0级压缩比最高，图像品质最差。即使采用细节几乎无损的10 级质量保存时，压缩比也可达 5：1。以BMP格式保存时得到4.28MB图像文件，在采用JPG格式保存时，其文件仅为178KB，压缩比达到24：1。4）PSD 格式(*.psd) PSD 格式是 Photoshop 软件特有的图像文件格式，它将所编辑的图像文件中所有关于图层和通道的信息保存下来。用 PSD 格式保存图像，图像不经过压缩。,5.图像图形处理图像与图形文件格式,5）PNG 格式(*.png) PNG是一种网络图形格式，结合了GIF和JPEG的优点。PNG最大色深为48bit，采用无损压缩方案存储，支持透明图像，缺点是不支持动画应用效果。Adobe公司的Fireworks的默认格式就是PNG。6）TIFF 格式(*.tif) TIFF 格式是一种应用非常广泛的位图图像格式，常用于应用程序之间和计算机平台之间交换文件，它支持带 Alpha 通道的 CMYK、RGB 和灰度文件。该格式有压缩和非压缩二种形式，其中压缩可采用LZW无损压缩方案存储。,5.图像图形处理 图像与图形文件格式,7）TGA格式(*.tga)TGA格式是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，已被国际上的图形、图像工业所接受。TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有很大影响，是计算机生成图像向电视转换的一种首选格式。TGA图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图形、图像文件，一般图形、图像文件都为四方形，若需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时，TGA可就派上用场了。TGA格式支持压缩，使用不失真的压缩算法。,5.图像图形处理图像与图形文件格式,（2） 图形文件格式（1）WMF/EMF格式(*.wmf，*.emf)是Windows中常见的一种图元文件格式，是矢量文件格式。 EMF文件是微软公司开发的一种Windows 32位扩展图元文件格式，是矢量文件格式。 微软公司Office办公软件的剪贴画很多为WMF或EMF格式。,5.图像图形处理图像与图形文件格式,（2）EPS格式(*.eps) EPS(Encapsulated PostScript)是用PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式，即可以存储矢量图，也可以存储位图，最高能表示32位颜色深度，特别适合PostScript打印机。 （3）CDR格式(*.cdr) CDR格式是著名绘图软件CorelDRAW的专用图形文件格式。 （4）AI格式(*.ai) AI格式文件是Adobe公司的Illustrator软件的输出格式 。,5.图像图形处理图像与图形文件格式,5）DXF格式(*.dxf) DXF是AutoCAD中的矢量文件格式。6）SVG格式(*.svg) SVG可缩放的矢量图形是基于XML，由W3C联盟进行开发的，是一种开放标准的矢量图形语言，可以设计高分辨率的Web图形页面。,5.图像图形处理 图像与图形软件简介,（1）ACDSeeACD系统公司的ACDSee是一款便捷的图像浏览与处理软件。,5.图像图形处理 图像与图形软件简介,（2） Adobe PhotoshopPhotoshop是图像处理领域最著名的软件，是平面设计师的首选艺术创作工具。,5.图像图形处理图像与图形软件简介,（3） Macromedia FireworksFireworks是一个专业化的网页图形编辑工具。,5.图像图形处理 图像与图形软件简介,（4） CorelDRAWCorelDRAW是目前PC机上著名的图形创作软件，它是一个基于矢量技术的绘图程序。CorelDRAW也支持多页页面，而且增强了文字方面的功能，在某种意义上说也是一个排版软件。,6. 视频处理,视频处理基础视频压缩标准视频文件格式视频软件简介,6. 视频处理基础,（1） 视频的定义一般说来，视频(Video)是由一幅幅内容连续的图像所组成的，每一幅单独的图像就是视频的一帧。当连续的图像(即视频帧)按照一定的速度快速播放时(25 帧/秒或 30 帧/秒)，由于人眼的视觉暂留现象，就会产生连续的动态画面效果，也就是所谓的视频。,6. 视频处理基础,（2） 电视制式电视制式指的是一个国家按照国际上的有关规定、具体国情和技术能力所采取的电视广播技术标准，是一种电视的播放标准。不同的制式的视频信号的编码、解码、扫描频率界面的分辨率均不同。不同制式的电视机只能接受相应制式的电视信号。中国的电视制式是PAL制式，美国是NTSC制式。,6. 视频处理基础,（3） 电视系统的色彩模式(色彩空间)在彩色电视系统中，使用 YUV 模式或 YIQ 模式来表示彩色图像。 YUV 模式是欧洲彩色电视使用的色彩模式，其中 Y 表示亮度信号；U、V 表示色度，是构成彩色的两个分量。YIQ 模式是北美的彩色电视使用的色彩模式，其中 Y 代表亮度信号；I、Q 是彩色的两个分量。,6. 视频处理基础,由于现在所有的计算机显示器都采用RGB 值来驱动，所以不管是用 YUV 模式还是 YIQ模式表示彩色图像，都要求在显示每个像素之前，把彩色分量值转换成 RGB 值。(1) YUV 色彩模式与 RGB 色彩模式的转换关系为： Y=0.30R+0.59G+0.11B U=0.17R0.33G+0.50B V=0.50R0.42G0.08B(2) YIQ 色彩模式与 RGB 色彩模式的转换关系为： Y=0.30R+0.59G+0.11B I=0.60R0.28G0.32B Q=0.21R0.52G+0.31B,6. 视频处理基础,（4） 视频数字化模拟视频的数字化过程主要包括色彩模式转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一等。视频数字化的方法有两种：一是采用分量数字化方式。二是先对全彩色电视信号进行数字化，然后在数字域中进行分离，以获取所希望的 YUV(P 制)或 YIQ(N 制)分量，然后再转换成对应的 RGB 模式。在视频数字化过程中，计算机要对输入的模拟视频信息进行采样与量化，并经过编码才能使其变成数字化图像。,6. 视频压缩标准,由 ISO 和 ITU-T 正式公布的视频压缩编码标准中，有 MPEG 标准系列和 H.26X标准系列。（1） MPEG 标准系列运动图像专家组(Moving Pictures