《大学计算机基础课件：第二章 计算机中信息的表示》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学计算机基础课件：第二章 计算机中信息的表示（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章计算机中信息的表示、易于物理实现、易于物理实现具有两种稳定状态的物理器件很多，如电具有两种稳定状态的物理器件很多，如电路的导通和截至、电压的高与低、磁性材路的导通和截至、电压的高与低、磁性材料的正向极化和反向极化，因此可用料的正向极化和反向极化，因此可用0 0和和1 1两个符号表示两个符号表示、可靠性高、可靠性高电压的高低、电路的开关等都是一种跃变，电压的高低、电路的开关等都是一种跃变，两种状态分明，因此传输和处理抗干扰性两种状态分明，因此传输和处理抗干扰性强，不宜出错强，不宜出错、节约设备、节约设备假如计算机处理的数值范围为假如计算机处理的数值范围为0-9990-999十进制数十进制数
2、：3 3位位 共共3 310=3010=30个稳定状态个稳定状态二进制数二进制数：1010位（位（2 21010=1024=1024） 共有共有10102=202=20个稳定状态个稳定状态计数制（数制）：是指用一组固定的符号和统一的计数制（数制）：是指用一组固定的符号和统一的 规则来表示数值的方法规则来表示数值的方法 非进位计数制：数值的大小与位置无关非进位计数制：数值的大小与位置无关数制数制 进位计数制：数值大小与位置有关进位计数制：数值大小与位置有关一切进位计数制都有两个共同特点，即：一切进位计数制都有两个共同特点，即： 按基数进、借位；用位权来计数按基数进、借位；用位权来计数目前世界上使
3、用最广泛的计数方法特点之一特点之一按基数进、借位按基数进、借位 基数：所允许选用的数码个数基数：所允许选用的数码个数 因此不同计数制以基数来区分因此不同计数制以基数来区分若用若用r r代表基数，则：代表基数，则：r=10 十十进制数进制数 可用可用0，1，2，9等等十十个数符个数符r=2 二二进制数进制数 可用可用0，1等等两两个数符个数符r=8 八八进制数进制数 可用可用0，1，2，7等等八八个数符个数符r=16 十六十六进制数进制数 可用可用0，1，2，9，A，B，F等等十六十六个符号个符号特点之一特点之一按基数进、借位按基数进、借位 按基数进、借位，就是执行加、减法时遵守：按基数进、借位
4、，就是执行加、减法时遵守： “ 逢逢R进一，借一当进一，借一当R”的规则的规则例如：例如： 十进制数：逢十进一，借一当十十进制数：逢十进一，借一当十 二进制数：逢二进一，借一当二二进制数：逢二进一，借一当二特点之一特点之一按基数进、借位按基数进、借位 注意注意：1 1、r r进制的最大数符为进制的最大数符为r-1r-1，而不是，而不是r r 例如例如：二进制的最大数符是：二进制的最大数符是1 1，而不是，而不是2 2 八进制的最大数符是八进制的最大数符是7 7，而不是，而不是8 82 2、每个数符只能用一个符号来表示、每个数符只能用一个符号来表示 十六进制中值大于十六进制中值大于9 9的的6
5、6个数符（个数符（10-1510-15）分别）分别 用用A-FA-F等等 6 6 个字母表示个字母表示 A B C D E FA B C D E F 10 11 12 13 14 15 10 11 12 13 14 15 位权位权每个数字符号在固定位置上的计数单位每个数字符号在固定位置上的计数单位例如：例如： （ 1 1 1 . 1 1 1 1 1 . 1 1 ）1010 位权：位权：10010110210-110-223 22 21 20 2-1 2-2 2-3（1 0 1 1 . 1 0 1）2特点之二特点之二用位权来计数用位权来计数 100 10 1 0.1 0.01用位权计数用位权计数
6、任何一个进位计数制表示的数都可以写出按权值展任何一个进位计数制表示的数都可以写出按权值展开的各项式之和。开的各项式之和。(123.45)10 =1 102+2 101+3 100+4 10-1+5 10-21 1、二、八、十六进制、二、八、十六进制十进制十进制规则：按权展开，然后相加规则：按权展开，然后相加（1 0 1 . 1 1）2=（？）（？）10 按权展开相加按权展开相加122+0 21+1 20+1 2-1+1 2-2 =4+0+1+0.5+0.25=5.75( 1 2 7 . 4 )8=( ? )101 82+2 81+7 80+4 8-1=64+16+7+0.5 =87.52、十进
7、制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制 规规 整数部分：除整数部分：除r取余法取余法(先余为低，后余为高先余为低，后余为高) 则则 小数部分：乘小数部分：乘r取整法取整法(先整为高，后整为低先整为高，后整为低)例如：例如：(57.6875)10=(?)22、十进制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制 规则：整数部分：除规则：整数部分：除r取余法取余法(先余为低，后余为高先余为低，后余为高) 低高2、十进制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制 规则：小数部分：乘规则：小数部分：乘r取整法取整法(先整为高，后整为低先整为高，后整为低)0.6875 2=1.37510.375 2=0.7
8、500.75 2=1.510.5 2=1.01高高低低(0.6875)10=( 0 . 1 0 1 1 ) 22、十进制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制(57.6875)10=(?)2 (57.6875)10=( ) 22、十进制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制 技巧：先得到的数离小数点最近技巧：先得到的数离小数点最近 整数部分整数部分 小数部分小数部分 10113、二进制、二进制与与八、十六进制之间的转换八、十六进制之间的转换 八八进进制制01234567二二进进制制000001010011100101110111十六十六进进制制01234567二二进进制制000000010
9、01000110100010101100111十六十六进进制制89ABCDEF二二进进制制100010011010101111001101111011113、八、十六进制、八、十六进制二进制二进制 规则：把每位八进制（或十六进制）数码展开为规则：把每位八进制（或十六进制）数码展开为 三位三位(或四位或四位)二进制数码，再去掉首尾二进制数码，再去掉首尾0。( 2 3 . 5 4 )8 = ( ? )2010 011 . 101 100(23.54)8=(10011.1011)23、八、十六进制、八、十六进制二进制二进制 规则：把每位八进制（或十六进制）数码展开为规则：把每位八进制（或十六进制）数
10、码展开为 三位三位(或四位或四位)二进制数码，再去掉首尾二进制数码，再去掉首尾0。( 1 3 . B )16=( ? )20001 0011 . 1011(13.B)16=(10011.1011)24、二进制、二进制八、十六进制八、十六进制 规则：规则： 以小数点为中心，分别向前、向后每以小数点为中心，分别向前、向后每3位位(或或4 位位)一组，不足一组的以一组，不足一组的以“0”补足，然后将补足，然后将每每 个分组用一位对应的八进制（或十六进制）个分组用一位对应的八进制（或十六进制） 数码代替即可。数码代替即可。 4、二进制、二进制八、十六进制八、十六进制 ( 1 0 0 1 1 . 1 0
11、 1 1 )2=( ? )160 0 0 1 3 . B( 1 0 0 1 1 . 1 0 1 1 )2 = ( 1 3 . B )164、二进制、二进制八、十六进制八、十六进制 ( 1 1 0 0 1 1 1 0 . 0 1 0 1 0 1 1 1 )2=(?)800 3 1 6 . 2 5 6( 1 1 0 0 1 1 1 0 . 0 1 0 1 0 1 1 1 )2 = ( 3 1 6 . 2 5 6 )81 1、二、八、十六进制、二、八、十六进制十进制十进制 规则：按权展开，然后相加规则：按权展开，然后相加2 2、十进制、十进制二、八、十六进制二、八、十六进制 规则：整数部分：除规则：
12、整数部分：除r r取余法取余法( (先余为低，后余为高先余为低，后余为高) ) 小数部分：乘小数部分：乘r r取整法取整法( (先整为高，后整为低先整为高，后整为低) )3 3、八、十六进制、八、十六进制二进制二进制 规则：把每位八进制（或十六进制）数码展开为三位或规则：把每位八进制（或十六进制）数码展开为三位或 四位二进制数码，再去掉首尾四位二进制数码，再去掉首尾0 0。4 4、二进制、二进制八、十六进制八、十六进制 规则：以小数点为中心，分别向前、向后每规则：以小数点为中心，分别向前、向后每3 3位位( (或或4 4位位) ) 一组，不足一组的以一组，不足一组的以“0 0”补足，然后将每个
13、分补足，然后将每个分组组 用一位对应的八进制（或十六进制）数码代替。用一位对应的八进制（或十六进制）数码代替。 举例：举例： (5 7 . 6 8 7 5 )10 = ( ? ) 2 举例：举例： (5 7)10 = ( ? ) 2 5 4 3 2 1 0 . 1 1 1 1 .（57）10=（1 1 1 0 0 1）2 举例：举例： (5 7. 6 8 7 5 )10 = ( ? ) 2 举例：举例： (0. 6 8 7 5 )10 = ( ? ) 2 . 1 2 3 4. 1 1 1（0.6875）10=（0 . 1 0 1 1）2 举例：举例： ( 5 7 . 6 8 7 5 )10 =
14、 ( ? ) 2 （57）10=（1 1 1 0 0 1）2（0.6875）10=（0 . 1 0 1 1）2(57.6875)10=(1 1 1 0 0 1 . 1 0 1 1)2 举例：举例： ( 5 7 . 6 8 7 5 )10 = ( ? ) 2 (57.6875)10=(1 1 1 0 0 1 . 1 0 1 1)21 1 1 0 0 1 . 1 0 1 1 举例：举例： 1 1 1 0 0 1 . 1 0 1 11 1 1 0 0 1 . 1 0 1 1 （ 4 5 6 7 . 1 2 5）10=（？）（？）2 =（？）（？）8 =（？）（？）16位（位（bit ）: 0 、 1
15、字节字节 （Byte）: 8 bit数据的最小单位数据的最小单位数据的基本单位数据的基本单位计算机存储器容量大小是以字节数来度量的，计算机存储器容量大小是以字节数来度量的，经常使用的单位有经常使用的单位有 B、KB、MB、GB、TB、EB等。等。位（位（bit ）: 0 、 1字节字节 （Byte）: 8 bit字：计算机处理数据时，字：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存通过数据总线一次存取、加工和传送的数据取、加工和传送的数据一个字通常由若干个字节组成。一个字通常由若干个字节组成。 字长是衡量计算机性能的一个重要标志，字长越长，字长是衡量计算机性能的一个重要标志，字长越长，性能越强。
16、常见的计算机的字长有性能越强。常见的计算机的字长有8位、位、16位、位、32位、位、64位等位等 数据的最小单位数据的最小单位数据的基本单位数据的基本单位数据数据 数值数据数值数据 非数值数据非数值数据 (又称符号数据又称符号数据) X2X1X0011111+3-3+-数值数据数值数据非数非数值数值数据据真值和机器数真值和机器数原码、反码、补码原码、反码、补码定点数和浮点数定点数和浮点数真真值值:在在日日常常生生活活中中，我我们们用用“+”、“-”号号加加数数值值的绝对值来表示数值的大小的绝对值来表示数值的大小。机机器器数数:对对于于数数的的符符号号“+”或或“-”，计计算算机机是是无无法法识
17、识别别的的，因因此此需需要要把把数数的的符符号号数数码码化化。通通常常，约约定定二二进进制制数数的的最最高高位位为为符符号号位位，“0”表表示示“+”，“1”表表示示“-”。这这种种在在计计算算机机中中使使用用的表示数的形式称为。的表示数的形式称为。例例：真真值值为为(+1010011)B的的机机器器数数为为01010011，存存放在机器中，等效于放在机器中，等效于+83。真值：真值：+1011，-1101机器数可表示成：机器数可表示成：01011和和11101常见的机器数有原码、反码、补码等三种不同形式。常见的机器数有原码、反码、补码等三种不同形式。0 1 0 0 1 1 0 1+77+77
18、 原码原码反码反码补码补码数据在计算机中的表示方式数据在计算机中的表示方式0 1 0 0 1 1 0 10 1 0 0 1 1 0 1原原码码：符号位用：符号位用0表示正，用表示正，用1表示负；数值部分用原数的表示负；数值部分用原数的 绝对值的二进制数形式。绝对值的二进制数形式。正数正数:反码、补码与原码相同；反码、补码与原码相同；1 0 1 1 0 0 1 01 1 0 0 1 1 0 11 0 1 1 0 0 1 1-77-77 原码原码反码反码补码补码数据在计算机中的表示方式数据在计算机中的表示方式0100000010000011定点小数：定点小数：定点整数：定点整数：符号位符号位隐含小
19、数位（隐含小数位（+0.5)符号位符号位隐含小数位（隐含小数位（-3)数据在计算机中的表示方式数据在计算机中的表示方式编码和数制编码和数制31 30 24 23 22 31 30 24 23 22 0 0如：如：0.27E-2 + 0.27 * 100.27E-2 + 0.27 * 10-2-2阶符阶符 阶码阶码 数符数符 尾数尾数 阶码部分阶码部分 尾数部分尾数部分 数据在计算机中的表示方式数据在计算机中的表示方式编码和数制编码和数制根据描述信息的不同可分为根据描述信息的不同可分为 数字编码数字编码 字符编码字符编码 汉字编码汉字编码ASCIIASCII码码:(:(American Stan
20、dard Code for Information Interchange )American Standard Code for Information Interchange ) 国际通用的字符信息编码方案国际通用的字符信息编码方案标准标准ASCIIASCII码码： 1010个数字、个数字、 5252个英文字母、个英文字母、3333个符号、个符号、3333个控制符个控制符 共共128128个个 0 b b7 7b b6 6b b5 5b b4 4b b3 3b b2 2b b1 10000000010010100100110111001001011011101101111110000000
21、0NULNULDLEDLESPSP0 0 P P 、P P00010001SOHSOHDCDC! !1 1A AQ Qa aQ Q00100010STXSTXDCDC“2 2B BR Rb bR R00110011ETXETXDCDC# #3 3C CS Sc cS S01000100EOTEOTDCDC$ $4 4D DT Td dT T01010101ENQENQNAKNAK% %5 5E EU Ue eU U01100110ACKACKSYNSYN& &6 6F FV Vf fV V01110111BELBELETBETB7 7G GW Wg gW W10001000BSBSCANCAN
22、( (8 8H HX Xh hX X10011001HTHTEMEM) )9 9I IY Yi iY Y10101010LFLFSUBSUB* *: :J JZ Zj jz z10111011VTVTESCESC+ +; ;K K k k 11001100FFFFFSFS ， M M n n 11111111SISIUSUS/ /? ?O O_ _o oDELDEL011000010100000100100000数字编码是用二进制数码按照某种规律来描述十数字编码是用二进制数码按照某种规律来描述十进制数的一种编码。进制数的一种编码。最简单最常用的是最简单最常用的是8421码，或称码，或称BCD码
23、。码。用四位二进制代码进行编码，这四位二进制代码，用四位二进制代码进行编码，这四位二进制代码，从高位至低位的位权分别为从高位至低位的位权分别为23、22、21、20， 即即8、4、 2、 1。用来表示一位十进制数。用来表示一位十进制数。十进制数十进制数0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 984218421码码00000000000100010010001000110011010001000101010101100110011101111000100010011001如：（52）10（0101 0010）BCD （1001 0100 1000 0101）BCD（9485）1
24、0国标码国标码 ：19811981年我国制定了年我国制定了“信息交换用汉字编信息交换用汉字编 码字符集基本集码字符集基本集GB2312GB2312一一8080”国家标准国家标准 7 7 千多个基本图形字符：千多个基本图形字符：其中常用汉字其中常用汉字( (一级字一级字)3755)3755个个次常用汉字次常用汉字( (二级字二级字)3008)3008个个还有汉语拼音、英文字母、俄文字母、日语假名还有汉语拼音、英文字母、俄文字母、日语假名 拉丁字母、希腊字母，以及一般的符号数字等拉丁字母、希腊字母，以及一般的符号数字等输入码输入码 常用方法：拼音、五笔、区位等输入方法常用方法：拼音、五笔、区位等输
25、入方法字形码字形码 用点阵表示汉字，用点阵表示汉字，一个点用一位二进制数表示一个点用一位二进制数表示机内码机内码国标码国标码用用2 2个字节表示一个汉字，个字节表示一个汉字，如：如：“啊啊”16区区01位位1601即即0001000000000001（1001H）区位码区位码0011000000100001（3021H） 国标码国标码 汉字编码汉字编码-汉字的表示汉字的表示为避免与为避免与7 7位位ASCIIASCII码西文字符冲突，两字节高位置码西文字符冲突，两字节高位置1 1 1011000010100001 （B0A1H）机内码）机内码区位码可能与通信使用的控制码（00H-1FH）（即0
26、-31）发生冲突 PositionSection 第二字节b7b6b5b4b3b2b1b00 0000001000000100000001100000100000001010000011000000111 第一字节 位区1234567b7b6b5b4b3b2b1b0. . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 1 0 0 0 016啊啊阿埃挨哎唉哀 0 0 0 1 0 0 0 117薄雹保堡饱抱报1001H 汉字字形码汉字字形码汉字输出的字形编码汉字输出的字形编码. .显示输出显示输出打印输出打印输出机内码向字形码转换机内码向字形码转换机内码机内码国标码向机内码转换国标码
27、向机内码转换汉字汉字（输入码）（输入码）用“1”表示黑点、“0”表示白点 字形码字形码：汉字在显示、打印输出时所使用的代码：汉字在显示、打印输出时所使用的代码 注意注意：同一汉字，字体不同，字号不同，字形：同一汉字，字体不同，字号不同，字形 码是不同的。码是不同的。 72128288多媒体信息的表示多媒体信息的表示多媒体信息包括文字、声音、图形、图多媒体信息包括文字、声音、图形、图像、视频、动画等。像、视频、动画等。本节主要介绍计算机内声音、图形、图本节主要介绍计算机内声音、图形、图像及视频的表示及存储。像及视频的表示及存储。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音声音信号是时间和幅度上都连
28、续的模拟声音信号是时间和幅度上都连续的模拟信号。信号。计算机只能识别离散的数字信号，所以计算机只能识别离散的数字信号，所以计算机处理声音的第一步是将声音数字计算机处理声音的第一步是将声音数字化，将模拟信号变成数字信号。化，将模拟信号变成数字信号。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音声音数字化过程声音数字化过程声音的数声音的数字信号字信号声音的模声音的模拟信号拟信号采样采样量化量化编码编码采样采样采样是指每隔一定时间对声音模拟信号进行测量，得到某一时刻声音的幅采样是指每隔一定时间对声音模拟信号进行测量，得到某一时刻声音的幅度值（又称为声音样本）。度值（又称为声音样本）。量化量化量化是个分级
29、过程。将声音幅度的取值范围分成若干个量化级别，然后将量化是个分级过程。将声音幅度的取值范围分成若干个量化级别，然后将采样获得的一系列声音的幅度值按照量化级别取值（四舍五入）。采样获得的一系列声音的幅度值按照量化级别取值（四舍五入）。编码编码用一定位数的二进制数来表示量化后的声音幅度值。如果有用一定位数的二进制数来表示量化后的声音幅度值。如果有N个量化级别，个量化级别，那么每个声音幅度值就应该用（那么每个声音幅度值就应该用（log2N）位二进制数来表示。）位二进制数来表示。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音每隔每隔0.1秒对模拟声音信号测量一次，有秒对模拟声音信号测量一次，有10个采样点
30、，共个采样点，共测得测得10个声音样本值。个声音样本值。将样本的取值范围分为将样本的取值范围分为8个级别，值为个级别，值为07。每个采样点的。每个采样点的值近似后如表值近似后如表2.5所示。所示。765432107765432718910图图2.6模拟模拟声音信号模拟声音信号的采样、量化声音信号模拟声音信号的采样、量化8个量化级别，每个级别可用个量化级别，每个级别可用log28=3位二进制数表示。位二进制数表示。765432107765432718910图2.6模拟声音信号图2.7 模拟声音信号的采样、量化765432107765432718910模拟声音信号模拟声音信号的采样、量化多媒体信息
31、的表示多媒体信息的表示-声音声音数字声音的质量数字声音的质量:数字声音的质量与采样频率、采样数字声音的质量与采样频率、采样精度和声道数有关。精度和声道数有关。采样频率采样频率采样频率指每秒钟取得声音样本的次数。采样频率指每秒钟取得声音样本的次数。采样频率越高，声音的质量也就越好。采样频率越高，声音的质量也就越好。奈奎斯特理论指出：采样频率不低于声音信号最奈奎斯特理论指出：采样频率不低于声音信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化。来的声音，这叫做无损数字化。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音数字声音的质量数
32、字声音的质量:数字声音的质量与采样频率、采样数字声音的质量与采样频率、采样精度和声道数有关。精度和声道数有关。采样精度采样精度如果把声音幅值量化为如果把声音幅值量化为256个级别，那么表示一个级别，那么表示一个量化级别需要个量化级别需要8位二进制数。位二进制数。用以表示量化级别的二进制数据的位数称为采样用以表示量化级别的二进制数据的位数称为采样精度，也称为样本精度或位深度精度，也称为样本精度或位深度。样本位数越多，声音的质量越高，而需要的存储样本位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的空间也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越少存储空间越少
33、。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音数字声音的质量数字声音的质量:数字声音的质量与采样频率、采样数字声音的质量与采样频率、采样精度和声道数有关。精度和声道数有关。声道数声道数声音通道的个数表明一次采样的声音波形数。单声音通道的个数表明一次采样的声音波形数。单声道一次采样一个波形，双声道（立体声）一次采声道一次采样一个波形，双声道（立体声）一次采样两个声音波形。采用立体声道声音丰富，但存储样两个声音波形。采用立体声道声音丰富，但存储空间要多占用一倍，多声道数据量更大。空间要多占用一倍，多声道数据量更大。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音音频信息文件所需存储空间的计算公式为：音频信
34、息文件所需存储空间的计算公式为：存储容量（字节）存储容量（字节）=采样频率采样频率*采样精度采样精度/8*声道数声道数*时间时间例如：一段持续例如：一段持续1分钟的双声道声音，若采样频率为分钟的双声道声音，若采样频率为44.1kHz，采样精度为，采样精度为16位，数字化后不进行任何压缩，位，数字化后不进行任何压缩，需要的存储容量是多少？需要的存储容量是多少？解解44.1*103*16/8*2*60=10584000B10.1MB多媒体信息的表示多媒体信息的表示-声音声音常见的声音文件格式常见的声音文件格式MID和和RMI优点是短小，缺点是播放效果因软、硬件而异。优点是短小，缺点是播放效果因软、
35、硬件而异。WAVWindows本身存放数字声音的标准格式，目前通用性的数本身存放数字声音的标准格式，目前通用性的数字声音文件格式之一，几乎所有的音频处理软件都支持字声音文件格式之一，几乎所有的音频处理软件都支持WAV格式。格式。MP3MP3压缩格式文件。压缩格式文件。MP3的全称实际上是的全称实际上是MPEGAudioLayer-3。MP3具有压缩程度高、音质好的特点，目前最为具有压缩程度高、音质好的特点，目前最为流行的一种音乐文件。流行的一种音乐文件。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像图像按其数据存储形式可分为模拟图像和数字图像。图像按其数据存储形式可分为模拟图像和数字图
36、像。用传统光学相机拍摄的照片就是模拟图像。用传统光学相机拍摄的照片就是模拟图像。用数码相机拍摄的是数字照片。用数码相机拍摄的是数字照片。数字图像可以分为两大类：位图和矢量图。数字图像可以分为两大类：位图和矢量图。位图是以点阵形式描述图像的，表现的色彩丰富，文件位图是以点阵形式描述图像的，表现的色彩丰富，文件容量一般较大，缩放或旋转变形时会产生失真现象；矢容量一般较大，缩放或旋转变形时会产生失真现象；矢量图是以数字方法描述的一种由几何元素组成的图形，量图是以数字方法描述的一种由几何元素组成的图形，对图像的表达细致、真实，文件容量较小，缩放后图形对图像的表达细致、真实，文件容量较小，缩放后图形的分
37、辨率不变，在专业级的图形处理中运用较多。的分辨率不变，在专业级的图形处理中运用较多。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像位图位图位图是把一幅图像在空间上离散化后得到的图像。位图是把一幅图像在空间上离散化后得到的图像。图像中的单个点称为像素图像中的单个点称为像素(pixel)，每个像素都有一个值，每个像素都有一个值，称为像素值，它表示该像素的颜色或灰度。称为像素值，它表示该像素的颜色或灰度。分为以下分为以下3种模式。种模式。单色图像：指图像的每个像素都是黑色或白色，没有中间单色图像：指图像的每个像素都是黑色或白色，没有中间的过渡，又称为二值图像。的过渡，又称为二值图像。灰度图像
38、：指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述灰度图像：指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述图像，没有色彩信息，只有明暗变化。图像，没有色彩信息，只有明暗变化。彩色图像：指每个像素的信息由彩色图像：指每个像素的信息由RGB三基色构成的图像，三基色构成的图像，其中其中RGB是由不同的灰度级别来描述的。是由不同的灰度级别来描述的。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像矢量图矢量图矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实际上是用数学线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实际上是用数学方法来
39、描述一幅图，然后变成许多的数学表达式，再编程，方法来描述一幅图，然后变成许多的数学表达式，再编程，用计算机语言来表达。在计算显示图时，也往往能看到画用计算机语言来表达。在计算显示图时，也往往能看到画图的过程。绘制和显示这种图的软件通常称为绘图程序图的过程。绘制和显示这种图的软件通常称为绘图程序(drawprograms)。矢量图一般也称为图形。矢量图一般也称为图形。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像图像数字化过程图像数字化过程一幅物理图像要经过扫描、采样、量化三个步骤。一幅物理图像要经过扫描、采样、量化三个步骤。扫描扫描把一幅物理图像在空间上分割成把一幅物理图像在空间上分割
40、成MN个网格，每个网络称个网格，每个网络称为一个像素。为一个像素。采样采样在一幅图像的每个像素位置上测量该点的颜色或灰度值，在一幅图像的每个像素位置上测量该点的颜色或灰度值，这个值称为像素值。采样通常由一个图像传感元件来完成，这个值称为像素值。采样通常由一个图像传感元件来完成，它将每个像素的像素值转换成与其成正比的电压值。它将每个像素的像素值转换成与其成正比的电压值。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像图像数字化过程图像数字化过程一幅物理图像要经过扫描、采样、量化三个步骤。一幅物理图像要经过扫描、采样、量化三个步骤。扫描扫描采样采样量化量化量化是将测得的像素值用一个整数表示。
41、将像素值的取值量化是将测得的像素值用一个整数表示。将像素值的取值范围分成若干个级别，将每个像素值近似为一个整数范围分成若干个级别，将每个像素值近似为一个整数(四舍四舍五入五入)。量化级别的多少直接影响数字化后图像的质量。量化级别的多少直接影响数字化后图像的质量。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（3）分辨率）分辨率显示分辨率显示分辨率显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为显示分辨率为640480表示显示屏分成表示显示屏分成480行，每行显示行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有个像素，整个显示屏就
42、含有307200个显像点。屏幕能个显像点。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。显示屏上的每个彩色像点由代表图像质量也就越高。显示屏上的每个彩色像点由代表R、G、B三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像素点构成了一三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像素点构成了一幅彩色图像。幅彩色图像。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（3）分辨率）分辨率图像分辨率图像分辨率图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。在用扫描仪扫描彩色图像时，图像的分辨
43、率，用每英寸多在用扫描仪扫描彩色图像时，图像的分辨率，用每英寸多少点表示。少点表示。如果用如果用300DIP来扫描一幅来扫描一幅810的彩色图像，就得到一幅的彩色图像，就得到一幅24003000个像素的图像。分辨率越高，像素就越多。个像素的图像。分辨率越高，像素就越多。图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。越逼真。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（3）分辨率）分辨率显示分辨率显示分辨率显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为显示分辨
44、率为640480表示显示屏分成表示显示屏分成480行，每行显示行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。屏幕能个显像点。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。显示屏上的每个彩色像点由代表图像质量也就越高。显示屏上的每个彩色像点由代表R、G、B三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像素点构成了一三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像素点构成了一幅彩色图像。幅彩色图像。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（4）图像深度）图像深度位图的每个像素值用若干位
45、二进制数表示，二进制数位数位图的每个像素值用若干位二进制数表示，二进制数位数称为图像深度。称为图像深度。图像深度越高，显示的图像越丰富，画面越自然逼真，但图像深度越高，显示的图像越丰富，画面越自然逼真，但数据量也会随之猛增。数据量也会随之猛增。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（4）图像深度）图像深度常见的图像深度：常见的图像深度：1位：表明位图中每个像素只能用两种颜色表示，即白和黑，图位：表明位图中每个像素只能用两种颜色表示，即白和黑，图像为单色图像。像为单色图像。4位：图像有位：图像有16种颜色或种颜色或16个灰度级别。个灰度级别。8位：图像有位：图像有256种颜色或种
46、颜色或256个灰度级别。个灰度级别。16位：其中位：其中15位表示位表示RGB三种颜色，每五位表示一种颜色，剩三种颜色，每五位表示一种颜色，剩余的一位表示图像的其它属性。实际颜色数为余的一位表示图像的其它属性。实际颜色数为252525种。种。24位：用三个位：用三个8位分别表示位分别表示RGB三种颜色，约三种颜色，约16M种颜色，已经种颜色，已经超出人眼所能识别的范围，称为真彩色。超出人眼所能识别的范围，称为真彩色。32位：同位：同24位表示的颜色数目相同，也是用三个位表示的颜色数目相同，也是用三个8位表示位表示RGB三种颜色，其他三种颜色，其他8位表示图像的其他属性，如透明度等。位表示图像的
47、其他属性，如透明度等。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（5）图像数据量）图像数据量图像数据量是指磁盘上存储整幅图像所需的字节数。图像数据量是指磁盘上存储整幅图像所需的字节数。图像的分辨率越高、图像深度越大，数字化的图像效果越图像的分辨率越高、图像深度越大，数字化的图像效果越逼真、图像数据量越大。图像数据量的计算表达式为：逼真、图像数据量越大。图像数据量的计算表达式为：图像数据量图像分辨率图像数据量图像分辨率图像深度图像深度/8（Byte）多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（5）图像数据量）图像数据量图像数据量图像分辨率图像数据量图像分辨率图像深度图像深
48、度/8（Byte）例例2.7一幅一幅640480的真彩色数字图像，未经压缩的原始的真彩色数字图像，未经压缩的原始数据量是多少？数据量是多少？解：真彩色的图像深度为解：真彩色的图像深度为24位，则位，则数据量数据量64048024/8=921600B=900KB多媒体信息的表示多媒体信息的表示-图形、图像图形、图像（6）常用图像文件格式）常用图像文件格式BMP文件文件GIF文件文件JPEG文件文件TIFF文件文件PCX文件文件PNG文件文件SVG文件文件多媒体信息的表示多媒体信息的表示-视频视频（1）数字视频的概念）数字视频的概念数字视频就是将模拟信号表示的视频信息用数字信号表示，数字视频就是将
49、模拟信号表示的视频信息用数字信号表示，从而能够在计算机中对其进行操作。从而能够在计算机中对其进行操作。每秒每秒30幅的速度投影到显示器上，使人眼认为它是连续不幅的速度投影到显示器上，使人眼认为它是连续不间断地运动着的。间断地运动着的。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-视频视频（2）模拟视频的数字化）模拟视频的数字化视频数字化分为两次采样过程。视频数字化分为两次采样过程。首先是在时间上进行采样，即每隔一定时间获取一帧图像，首先是在时间上进行采样，即每隔一定时间获取一帧图像，然后对一帧图像再进行空间上的采样。数字视频可以理解然后对一帧图像再进行空间上的采样。数字视频可以理解为一组数字图像的集合。为
50、一组数字图像的集合。PAL制式的采样帧速率是制式的采样帧速率是25帧帧/秒，秒，NTSC制式的采样帧速制式的采样帧速率是率是29.97帧帧/秒。秒。多媒体信息的表示多媒体信息的表示-视频视频（3）数字视频的数据量）数字视频的数据量未经压缩的数字视频文件是非常大的，极大地阻碍了人们未经压缩的数字视频文件是非常大的，极大地阻碍了人们的利用。未压缩的视频文件的数据量计算公式如下：的利用。未压缩的视频文件的数据量计算公式如下：数据量数据量(视频水平方向分辨率视频水平方向分辨率垂直方向分辨率垂直方向分辨率颜色深度颜色深度帧数帧数)8(字节字节/秒秒)多媒体信息的表示多媒体信息的表示-视频视频例例2.8计算两分钟计算两分钟PAL制式制式768576分辨率分辨率24位真彩色数字位真彩色数字视频的不压缩文件大小。视频的不压缩文件大小。根据视频文件数据量的计算公式可得到视频文件的大小。根据视频文件数据量的计算公式可得到视频文件的大小。数据量数据量(7685762425)26083.71GB多媒体信息的表示多媒体信息的表示-视频视频（4）常用的视频文件格式）常用的视频文件格式MPEG格式格式AVI文件文件DivX格式格式MOV格式格式
