圖形圖像格式在電視制作中的應(yīng)用

劉新橋　朱　旭　劉長(zhǎng)生

[摘要]介紹圖形圖像在電視節(jié)目制作中常見常用的幾種文件格式、各自的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、用途。并結(jié)合具體實(shí)例對(duì)幾種圖像文件格式進(jìn)行比較。敘述如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況有區(qū)別的選取不同的文件格式。

[關(guān)鍵詞]電視節(jié)目制作計(jì)算機(jī)圖像處理圖形圖像格式

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)；1671－7597(2009)0210014－02

隨著INTERNET及多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，Web上或多媒體光盤中存在的大量生動(dòng)逼真的數(shù)字化圖形圖像。給電視節(jié)目制作人員帶來了許多非常優(yōu)美直觀的信息源，也使利用他人的藝術(shù)靈感、作品來豐富電視節(jié)目的制作、包裝成為可能，因而備受人們的喜愛。本文將重點(diǎn)介紹一些常見常用的計(jì)算機(jī)圖像文件格式，并對(duì)它們進(jìn)行比較。

圖像數(shù)字化是計(jì)算機(jī)圖像處理之前的基本步驟，目的是把真實(shí)的圖像，轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的存儲(chǔ)格式。數(shù)字化過程分為采樣與量化處理兩個(gè)步驟，采樣的實(shí)質(zhì)就是要用多少點(diǎn)來描述一張圖像，比如一幅480*480的圖像，就表示這幅圖像是由230400個(gè)點(diǎn)所組成?？梢娤胍玫礁忧逦膱D像質(zhì)量，就需要使用更多的點(diǎn)來表示圖像，也就是使這幅圖像具有較高的分辨率。但相對(duì)需要以付出更大的存儲(chǔ)空間作為代價(jià)。采樣的結(jié)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(shù)值來表示圖像采樣之后的每一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)數(shù)值范圍包括了圖像上所能使用的顏色總數(shù)。例如，以4bit存儲(chǔ)的一個(gè)點(diǎn)，就表示圖像只能有16種顏色。數(shù)值范圍越大，表示圖像可以擁有更多的顏色，自然可以產(chǎn)生更為細(xì)致的圖像效果。但是，也同樣必須占用更大的存儲(chǔ)空間。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)。兩者的基本問題都是視覺效果與存儲(chǔ)空間的取舍問題。

在采樣與量化處理后，能產(chǎn)生一張數(shù)字化的圖像，再運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理軟件的各種技巧，對(duì)圖像進(jìn)行修飾或者轉(zhuǎn)換，方能進(jìn)一步達(dá)到所希望的圖像效果。數(shù)字化后的圖像數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中一般有兩種存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)值存放在以字節(jié)為單位的矩陣中，當(dāng)圖像是單色時(shí)，一字節(jié)可存放8點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)；16色圖像每?jī)牲c(diǎn)用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)；256色圖像每一點(diǎn)用一字節(jié)存儲(chǔ)。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(chǔ)模式比較適合于內(nèi)容復(fù)雜的圖像和真實(shí)的照片。向量處理不存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)，而是存儲(chǔ)圖像內(nèi)容的輪廓部分。例如，一個(gè)圓形圖案只要存儲(chǔ)圓心的坐標(biāo)位置和半徑長(zhǎng)度，以及圓形邊線和內(nèi)部的顏色。該存儲(chǔ)方式缺點(diǎn)是經(jīng)常耗費(fèi)大量的時(shí)間做一些復(fù)雜的分析演算工作；但圖像的縮放不會(huì)影響到顯示精度，也即圖像不會(huì)失真，且圖像的存儲(chǔ)空間較之位圖方式要少得多。所以，向量處理比較適合存儲(chǔ)各種圖表和工程設(shè)計(jì)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(gè)像素的顏色值，再把這些像素點(diǎn)組合成一幅圖像；而矢量圖是保存節(jié)點(diǎn)的位置和曲線、顏色的算法，所以，位圖占用的存儲(chǔ)空間較矢量圖要大得多，而矢量圖的顯示速度較位圖慢。多媒體圖像處理中的調(diào)色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅綠藍(lán)(RGB)3種顏色的組合來表示，圖像的每一像素對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字，而該數(shù)字對(duì)應(yīng)調(diào)色板中的一種顏色，如某像素值為1，則表示該顏色為調(diào)色板的編號(hào)為1的顏色。調(diào)色板的單元個(gè)數(shù)是與圖像的顏色數(shù)對(duì)應(yīng)的，256色圖像的調(diào)色板就有256個(gè)單元。真彩色圖像的每個(gè)像素直接三個(gè)字節(jié)(RGB)表示顏色，因此不需要調(diào)色板。對(duì)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(diào)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(diào)色板，在多媒體系統(tǒng)中如果需要同時(shí)顯示多幅圖像時(shí)，由于系統(tǒng)在同一時(shí)刻只能支持有限的顏色，如使用256色驅(qū)動(dòng)程序，則系統(tǒng)必須256色來同時(shí)顯示多幅圖像，因此，必須使用訶色板編輯工具進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到不失真地同時(shí)顯示多幅圖像。

下面就針對(duì)幾種常見的圖像文件作一些簡(jiǎn)單說明。

一、BMP文件

是Microsoft Windows所定義的圖像文件格式，最早應(yīng)用在Microsoft公司的Microsoft Windows窗口系統(tǒng)。眾所周知，Microsoft Windows現(xiàn)今已成為PC機(jī)環(huán)境下窗口系統(tǒng)的事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因而BMP圖像文件格式也越來越受到人們關(guān)注，在Windows環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。

BMP圖像文件有下列5個(gè)特點(diǎn)：

1、該結(jié)構(gòu)只能存放一幅圖像。

2、只能存儲(chǔ)4種圖像數(shù)據(jù)：?jiǎn)紊?6色、256色、全彩色。

3、圖像數(shù)據(jù)有壓縮或不壓縮兩種處理方式。

4、調(diào)色板的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)較為特殊。

5、Windows設(shè)計(jì)了兩種壓縮方式：RLE4和RLE8。RLE4只能處理16色圖像數(shù)據(jù)：而RLE8則只能壓縮256色圖像數(shù)據(jù)。

BMP圖像文件的文件結(jié)構(gòu)可分為3部分：表頭、調(diào)色板和圖像數(shù)據(jù)。表頭長(zhǎng)度固定為54個(gè)字節(jié)。而只有全彩色BMP圖像文件內(nèi)沒有調(diào)色板數(shù)據(jù)。其余不超過256種顏色的圖像文件都必須設(shè)定調(diào)色板信息?？梢娖浣Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。對(duì)于BMP圖像文件的顯示。16色BMP圖像與256色圖像的掃描行數(shù)據(jù)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1/2個(gè)字節(jié)，即4bits，而256色圖像的每1個(gè)像素占用一個(gè)字節(jié)。

二、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(wǎng)絡(luò)和BBS使用者傳送圖像數(shù)據(jù)而制定的一種圖像文件格式。目前，GIF圖像文件已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)和BBS上圖像傳輸?shù)耐ㄓ酶袷剑?jīng)常用于像動(dòng)畫、透明等特技制作。

GIF文件有下面7個(gè)特點(diǎn)：

1、文件具有多元化結(jié)構(gòu)能夠存儲(chǔ)多張圖像。這是制作動(dòng)畫的基礎(chǔ)。

2、調(diào)色板數(shù)據(jù)有通用調(diào)色板和局部調(diào)色板之分。

3、采用改進(jìn)版LZW壓縮法，該壓縮優(yōu)于RLE壓縮法。

4、圖像數(shù)據(jù)用1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)1點(diǎn)。

GIF圖像文件在壓縮圖像數(shù)據(jù)之前，必須先將圖像數(shù)據(jù)處理成1個(gè)字節(jié)只存儲(chǔ)1個(gè)圖像點(diǎn)的值。

5、根據(jù)標(biāo)識(shí)符尋找數(shù)據(jù)區(qū)。GIF圖像文件內(nèi)的各種圖像數(shù)據(jù)區(qū)和補(bǔ)充區(qū)，多數(shù)沒有固定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和存放位置。為了方便程序?qū)ふ覕?shù)據(jù)區(qū)就以數(shù)據(jù)區(qū)的第一個(gè)字節(jié)作為標(biāo)識(shí)符。讓程序能夠判斷所讀到的哪種數(shù)據(jù)區(qū)。

6、圖像數(shù)據(jù)有兩種排列方式。即順序排列；交叉排列。

7、最多只能存儲(chǔ)256色圖像。

GIF圖像文件結(jié)構(gòu)一般是由7個(gè)數(shù)據(jù)單元組成，它們是：表頭、通用調(diào)色板、圖像數(shù)據(jù)區(qū)以及4個(gè)補(bǔ)充區(qū)。而只有表頭和圖像數(shù)據(jù)區(qū)是文件不可缺

少的單元。對(duì)于通用調(diào)色板和其余的4個(gè)補(bǔ)充區(qū)不一定會(huì)出現(xiàn)在文件內(nèi)。在GIF圖像文件內(nèi)可以有多個(gè)圖像數(shù)據(jù)區(qū)，而每個(gè)圖像數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)1幅圖像，通過軟件處理和控制(如PaInt Shop Pro和Animation Shop)使得這些分離的圖像能夠形成一個(gè)連續(xù)有動(dòng)感的畫面。即動(dòng)畫圖像。所以。GIF圖像文件常用于制作Web網(wǎng)頁(yè)和多媒體系統(tǒng)的特技效果。

三、TIF(TIFF)文件

TIFF文件是“Tag Image File Fromat”的縮寫。是由A1－dus公司與微軟公司共同開發(fā)設(shè)計(jì)的圖像文件格式。它有如下特點(diǎn)：

1、善于應(yīng)用指針的功能?？梢源鎯?chǔ)多幅圖像。

2、文件內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)沒有固定的排列順序。只規(guī)定表頭必須在文件前端，對(duì)于標(biāo)識(shí)信息區(qū)和圖像數(shù)據(jù)區(qū)在文件中可以隨意存放。

3、可制定私人用的標(biāo)識(shí)信息。

4、除了一般圖像處理常用的RGB模式之外，TIFF圖像文件還能夠接受CMYK、YcbCr等多種不同的圖像模式。

5、可存儲(chǔ)多份調(diào)色板數(shù)據(jù)。

6、調(diào)色板的數(shù)據(jù)類型和排列順序較為特殊。

7、能提供多種不同的壓縮數(shù)據(jù)的方法，便于使用者選擇。

8、圖像數(shù)據(jù)可分割成幾個(gè)部分分別存檔。

TIFF圖像文件主要由3個(gè)部分組成：

表頭、標(biāo)識(shí)信息區(qū)和圖像數(shù)據(jù)區(qū)。文件內(nèi)固定只有一個(gè)表頭，且一定要位于文件前端。表頭有1個(gè)標(biāo)志參數(shù)指出標(biāo)識(shí)信息區(qū)在文件中的存儲(chǔ)地址。而標(biāo)識(shí)信息區(qū)也有1組標(biāo)識(shí)信息，用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)區(qū)的地址標(biāo)識(shí)信息區(qū)內(nèi)有多組標(biāo)識(shí)信息，每組標(biāo)識(shí)信息長(zhǎng)度固定為12個(gè)字節(jié)。前8個(gè)字節(jié)分別代表標(biāo)識(shí)信息的代號(hào)(2字節(jié))、數(shù)據(jù)類型(2字節(jié))、數(shù)據(jù)量(4字節(jié))。最后4個(gè)字節(jié)則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值或標(biāo)志參數(shù)。文件有時(shí)還存放一些標(biāo)識(shí)信息區(qū)容納不下的數(shù)據(jù)，例如調(diào)色板數(shù)據(jù)就是其中的1項(xiàng)由于應(yīng)用了標(biāo)志的功能，TIFF圖像文件才能夠?qū)崿F(xiàn)多幅圖像的存儲(chǔ)。若文件內(nèi)只存儲(chǔ)1幅圖像，則將標(biāo)識(shí)信息區(qū)內(nèi)容置0，表示文件內(nèi)無其他標(biāo)識(shí)信息區(qū)，只存儲(chǔ)單幅的TIFF圖像文件結(jié)構(gòu)。若文件內(nèi)存放多幅圖像，則在第一個(gè)標(biāo)識(shí)信息區(qū)末端的標(biāo)志參數(shù)，將是一個(gè)值非0的長(zhǎng)整數(shù)，表示下一個(gè)標(biāo)識(shí)信息區(qū)在文件中的地址，只有最后一個(gè)標(biāo)識(shí)信息區(qū)的末端才會(huì)出現(xiàn)值為0的長(zhǎng)整數(shù)。表示圖像文件內(nèi)不再有其他的標(biāo)識(shí)信息和圖像數(shù)據(jù)區(qū)。

上文提到的所有文件格式。均可以用Photoshop打開并實(shí)現(xiàn)互相的轉(zhuǎn)換。Photoshop的文件菜單的“存為副本”的功能中，提供了10種文件格式可供選擇。另外，我們?cè)谑褂眠^程中，經(jīng)常需要由掃描儀引入一些圖片，在Photoshop界面下使用TWAIN32引入的圖像默認(rèn)格式也是PSD，可以方便地進(jìn)行各種處理及轉(zhuǎn)換。