计算机课件章数制信息编码

第4章数制和信息编码第4章数制和信息编码学习目标了解信息社会中数字化技术的重要性掌握不同数制的转换掌握各种信息的编码和在计算机中的存放主要内容信息和数据的基本概念进位计数制二、八、十、十六不同进制数之间的转换信息的编码，包括数值数据、字符数据、图形和声音等4.1引言4.2数制与运算4.3数据存储单位和内存地址4.4信息编码

第4章数制和信息编码1.信息社会和数字化社会

工业社会？

物质和能源是主要资源，从事的是大规模的物质生产

信息社会？

信息成为比物质和能源更为重要的资源，以开发和利用信息资源为目的信息经济活动成为国民经济活动的主要内容。

特征：社会信息化、设备数字化、通信网络化

动力：以3C为核心的现代信息技术快速发展重要技术基础：数字化

4.1引言4.1引言2.信息和数据数据：对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行

记载的物理符号。信息：数据经过加工以后、并对客观世界产生影响的

数据。区别：信息有意义，而数据没有。注意：在计算机中经常将信息和数据这两个词不加以

严格区分，互换使用。4.1引言3.编码什么是编码？

用数字、字母等按规定的方法和位数来代表特定的信息。目的：为了人与计算机之间信息交流和处理。

在计算机中要将数值、文字、图形、图像、声音等各种数据进行二进制编码才能存放到计算机中进行处理，编码的合理性影响到占用的存储空间和使用效率。

4.1引言4.计算机为什么采用二进制编码？物理上容易实现，可靠性强运算简单，通用性强便于表示和进行逻辑运算例如九九乘法55种运算二进制3种运算

1×1=10×0=01×0=0×1=0

十进制由十个数字组成

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9数制所包含的数字符号的个数：(进位)基数

二进制由二个数字组成

0，1

八进制由八个数字组成

0,1,2,3,4,5,6,7

十六进制由十六个数字组成

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F数制：数的表示规则4.2数制与运算4.2数制与运算4.2数制与运算不同数制有共同的特点：采用进位计数制方式每一种数制都有固定的基本符号——数码使用位置表示法处于不同位置的数码所代表的值不同，与它所在位置的权值有关十进制数的表示，如678.34的位权展开式基数权数码678.34=6×102+7×101+8×100

+3×10-1+4×10-2问题：七进制数4532.1的位权展开式？4532.1

=4×73+5×72+3×71+2×70+1×7-14.2.1进位计数制4.2.1进位计数制N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mR进制数N展开式可表示为：R进制数用r个基本符号（0,1,2,…,r-1）表示数码，r称为基数其中，ai是数码，r是基数，ri是权4.2.1进位计数制二进制位权表示：例如：(110111.01)B=32+16+4+2+1+0.25=(55.25)Dr进制转化成十进制展开式表示，即数码乘以各自权的累加和例：

10101(B)=24+22+20=16+4+1=21(D)101.11(B)=22+20+2-1+2-2=5.75(D)101(O)=82+80=64+1=65(D)71(O)=7

81+1

80=57(D)101A(H)=1

163+1

160+10＝4106进制表示符号BbinaryOoctal（Q）DdecimalHhexadecimal4.2.2不同进位计数制间的转换按权展开法4.2.2不同进位计数制间的转换整数部分：除以r倒取余数小数部分：乘以r正取整数100(D)=144(O)=64(H)例100.345(D)≈1.3800.34520.69022

0.7602

1.5202

10025022521226232100010011

1.04八进制100812818044110016604616十六进制1100100.01011(B)十进制转化成r进制辗转相除法4.2.2不同进位计数制间的转换64(H)=0110

0100(B)64144(O)=001

100

100(B)1441

101

101

110.110

101(B)=1556.65(O)15566511

0110

1110.1101

01(B)=36F.D4(H)36FD4一位八进制数对应三位二进制数一位十六进制数对应四位二进制数二进制转化成八/十六进制

整数部分：从右向左按三(四)位进行分组小数部分：从左向右按三(四)位进行分组

不足补零问题：已知456.78（D）如何快速地转换成二、八、十六进制？八/十六进制转化为二进制4.2.2不同进位计数制间的转换

八进制

对应二进制

十六进制对应二进制

十六进制

对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111二进制、八进制、十六进制数间的关系

4.2.3二进制数的算术运算1.加法运算0+0=00+1=1+0=11+1=0（按逢二进一向高位进位1）2.减法运算0-0=1-1=01-0=10-1=1（本位为1，向高位借位）4.2.3二进制数的算术运算3.乘法运算：

实现方法移位相加运算4.除法运算：

实现方法移位相减运算

逻辑数据X=100,y=99X>y?成立！用“1”表示逻辑“真”/“是”用“0”表示逻辑“假”/“否”A:

B：

A比B矮？不成立！“1”和“0”代表逻辑型数据4.2.4二进制数的逻辑运算一、逻辑数据的表示二、逻辑运算“0”—“假”“1”—“真”

逻辑量有两种状态：研究事物的逻辑关系时，用逻辑变量代表各个事件逻辑运算符：连接逻辑变量，构成逻辑表达式，结果为逻辑值开为1关为04.2.4二进制数的逻辑运算4.2.4二进制数的逻辑运算1.逻辑非运算（非,A’,A）2.逻辑与运算（与，●，×，∩,∧）【应用举例】选拔干部，同时满足条件：年龄小于35岁，党员，高级工程师4.2.4二进制数的逻辑运算3.逻辑或运算（或，+，∨）【应用举例】选拔干部，满足条件之一：年龄小于35岁，党员，高级工程师4.逻辑异或运算（

）两逻辑变量相同时为0不同时为110011100

0101真值表ABC000011101110按位运算先非后与再异或再或

优先级A=0,B=1,C=1求：Z=(ABC)+(AB)(B+C)代入相应的值：Z=(011)+(01)(1+1)=(001)+(11)

(1+0)=(0)+(1)(1)=0+1=1例14.2.4二进制数的逻辑运算A=0,B=1,C=1求：Z=(A+BC)+(AB)(B+C)例2=1此项为1结果为1A=0,B=1,C=1求：Z=ABC(A+B)

(B+C)例3=0此项为0结果为04.2.4二进制数的逻辑运算4.3数据存储单位和内存地址1.数据的存储单位bit：数据存储的最小单位Byte：一般用字节来作为计算机存储容量的基本单位

常用的单位之间的换算关系为：1KB=210B=1024B1MB=220B=1024KB1GB=230B=1024MB1TB=240B=1024GB4.3数据存储单位和内存地址2.内存地址和数据存放内存：以字节Byte为单位，每个字节有唯一的地址，

就可方便地存取数据。数据存放：不同的数据类型占据的字节数不同。intn=100；//占4个字节doublex=3.56；//占8个字节11111111101

0

0

101存储处理4.4信息编码符号位S11101100问题：数值在计算机中二进制形式存放，则正负符号、小数点如何表示？最高位符号位，“0”表示正，“1”表示负数其余位为数值位。-108解决符号问题：4.4.1数值数据4.4.1数值数据SS定点整数

SS小数点无符号位小数点

纯小数

问题：若一个数占1个字节1.有符号数最大值多少？超出该值称为什么?2.无符号数最大值多少？3.若占2个字节的有符号数最大值为多少？解决小数点问题：问题：

当要存放很大或很小的数怎么办？解决的方法：浮点数（指数形式）存放4.4.1数值数据在数学中，一个实数可以用指数形式表示：

N=±d×10±p

例如:

1233.14=1.23314×103=12331.4×10-1=…式中:d是尾数，前面的“±”表示数符；

p是阶码，前面的“±”表示阶符。110.011(B)=0.110011×2+3=1.10011×2+2=11001.1×2-2=…同样，任意二进制浮点数的表示形式：

N=±d×2±p浮点数(指数形式)4.4.1数值数据4.4.1数值数据机内存储规格化数表示规格化的形式：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。规格化数=±0.1xx…xxx×2±p阶符

阶码数符尾数定点整数定点小数pd1位7位1位23位单精度32位尾数的位数决定数的精度阶码的位数决定数的范围

标准IEEE754，1985年制定d尾数的最高位“1”缺省4.4.1数值数据26.0D=11010.0B=+0.110100*250000010101101000000…0000000单精度32位

例1：-2.5D=-10.1B=-0.101*22

例2：000000101101000000…00000004.4.1数值数据机器数：把符号“数字化”的数，是数字在计 算机中的二进制表示形式。真值：直接用“+”、“-”来表示的二进制数.例如：-99,机器数11100011真值-1100011

求：-5+4？问题：若符号位参加运算，结果错；若考虑符号位，则运算变得复杂；怎么解决？引入数的编码解决运算问题：机器数和真值

整数表示无符号数

带符号数原码表示补码表示反码表示4.4.1数值数据无符号数用于：计数。当计数时，不需要负数。表示地址。指向另一个存储单元的地址，不需要负数。0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111-0：10000000[X]原=4.4.1数值数据负数原码：符号位为1，其余为该数的绝对值负数反码：符号位为1，其余为该数的绝对值取反负数补码：符号位为1，其余为该数的绝对值取反加1

数的编码实质：是对带符号数的不同编码常用：原码、反码、补码。(1)原码模数的概念(1)计数器从“0”开始计数。(2)计数器所能计的数值的个数(Rn)即模数。(4)计数器的模数（Rn）取决于基数（R）和位数（n）。例:一个四位二进制的计数器可表示的最大值为1111

即Rn-1;其模数为10000(后4位与0等价)(3)计数器的模数=最大值+1

(与0等价)。4.4.1数值数据补码为什么要用“补码”来表示“数”解决数值计算中的减法问题。

?模数是与一个计量单位或0等价的数例：校对时针到红针位置：

蓝：顺时针+7；

黄：逆时针–5。“0”“8+7”=“8–5”?使用加法解决减法的问题模数为12-5的补码结果去掉模数12补码的引入4.4.1数值数据1.定义：2.求法：

根据定义求补码由反码求补码

（负数：反码+1=补码）

直接写出补码3.补码的表示范围：–2n–1~(2n–1–1)

当n=8时，补码的表示范围是？-128~+127[+0]补=[-0]补=0[0]补的表示？例4例5NextX（0≤X<2n-1）2n-|X|（-2n-1≤X<0）[X]补=4.4.1数值数据解：根据公式有：[a]补=a=00001000

问题：a=+8，b=–8，根据定义求a,b的补码[a]补和[b]补，设n=8。100000000–1000

1

11110002n即其模数[b]补=2n–|b|=28–

|–8|

=28–8=例4RET11111000X（0≤X<2n-1）2n-|X|（-2n-1≤X<0）[X]补=4.4.1数值数据

问题：a=+8，b=–8，直接写出a,b的补码[a]补和[b]补，设n=8。解：

[a]补=[a]原=00001000

右端第一个1（不含）左面的数码除符号位外，按位变反。（除符号位外从高到低按位取反，直到最后一个1为止，最后一个1及其右侧的0不变）[b]补：00010001

先写出b的原码表示：

[b]原：[b]补=111RET0011011111000例54.4.1数值数据？为什么负数补码的编码多一个？[–24-1]补=24–|–24-1|=24–24-1

=2

24-1–24-1=24-1

=1000当n=4时，–24-1

的补码是？这是-8的补码还是-0的原码？任何一个负数的原码形式都是另一个负数的补码！讨论：4.4.1数值数据4.4.1数值数据-128的补码？在机器中负数的补码是这样算的:先将该负数取绝对值再用二进制表示出这个绝对值对该二进制数进行取反加1操作就得到该负数的补码了-128的绝对值是128128的二进制表示为:10000000取反01111111+1=10000000这就是-128的补码

以N=8为例,有28=256个编码：000000000的补码000000010111111112N-1-1=127的补码1111111110000001-1-（2N-1-1）=-127的补码10000000

-2N-1=-128的补码N位2进制数的2N个编码表示2N-1个数的原码表示2N个数的补码补码的表示范围：–2n–1～(2n–1–1)-128～+1274.4.1数值数据(1)

计算机系统通常采用补码运算；(2)

仅用加法器就可实现所有算术运算；(3)

符号位和数值部分一样参加运算。补码的理解4.4.1数值数据

溢出：

1

0000001

01111111+

00000010

例如：设n=8，127+2。同号相加得异号

结果错误！11

1111011

11111101+

11111110

正常舍弃：例如：[-3]补+[-2]补=[-5]补 符号位运算进位信息舍弃结果正确！4.4.1数值数据4.4.1数值数据小结：1.在计算机系统中，数值一律用补码来表示。主要原因：使用补码，可以将符号位和数值位统一处理2.补码与原码的转换过程几乎是相同的。同时，减法也可按加法来处理。例：（-5）+4已知：-55的补码为：10111001原码为？正数：原码=反码=补码负数：原码=符号位为1，其他位与正数原码 相同。反码=负数的原码除符号位外，其他按 位取反。补码=负数的反码+1直接写出负数补码的方法：先写出负数的原码，除符号位外，从右端开始看第一个1（不含）的左面数码按位变反。4.4.1数值数据

问题的提出：我校本科班号用8位编码，原因？班号06111303、08111303、06131303等的含义？

什么是编码？

职称编码

教师科研工程教授011研究员061教授级高工081副教授012副研062高工082讲师013助研063工程师083助教014见习064助工084未定职019未定职069未定职089问题：职称编码的规律？好处？举例你常用到哪些编码？邮政编码、电话、身份证等用一定位数的数字或代码唯一地表示某些信息4.4.2字符编码4.4.2字符编码西文字符：ACSII码

(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)用7位二进制编码，最高位00~127共可表示128个字符‘A’～‘Z’26‘a’～’z’26‘0’～’9’10

其他键盘字符、控制键<=128EBCDIC扩展二-十进制交换码（8位）问题：为什么用7位？0～32、127为非图形字符，其余94个图形字符4.4.2字符编码换行0AH 10

回车0DH 13

空格20H 32‘0’～‘9’30H～39H48～57‘A’～‘Z’41H～5AH65～90（d5位为0）‘a’～‘z’61H～7AH97～122（d5位为1）例如：“a”字符的编码为01100001，对应的十进制数是97需记字符和规律：问题：存放了0110001计算机怎么知道是字符还是数值？(1)输入码（外码）

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、表形码等。(2)国标码（汉字信息交换码）GB2312－80

每个汉字占两个字节，为什么？最高位0，128*128=16384每字节7位，与ASCII码兼容一级汉字：3755个；二级汉字：3008个

输入码键盘输入国标码机内码字形码屏幕

打印机输出汉字编码4.4.2字符编码输入管理模块汉字字库4.4.2字符编码汉字94×94（8836个，可表示6763个常用汉字及682个非汉字图形符号）的矩阵（对应ASCII码94个图形字符），即94个区和94个位，由区号和位号构成汉字的区位码。区号位号汉字的国标码与区位码的关系：每个汉字的区号和位号各加32（20H）就构成了国标码加32的原因：为了与ASCII码兼容，每个字节值大于32（0～32为非图形字符码值）；每个字节的编码取值范围为33~126（与ASCII码图形字符的取值范围一致）

位码

01D………………94D15×94＝1410

40×94＝376032×94＝30087×94＝658

30H数字、图形符号、希腊、俄日等字符（682个）一级汉字（3755个），按汉语拼音排列

二级汉字（3008个）按部首排列空啊啊－区位码：1601D

国标码：3021H区码、位码分别加20H(控制)—国标码94X94的阵列编码

21H

………………7EH区码01D15D16D 55D56D87D88D94D4.4.2字符编码4.4.2字符编码(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。为了在计算机内部能够区分是汉字编码还是ASCII码，将国标码每个字节最高位设置为1（80H10000000B）

国标码“中”（5650H0101011001010000B）机内码为（D6D0H

1101011011010000B）

三种码之间关系：机内码=国标码+8080H=区位码+A0A0H思考：6AH、B1H、D2H、53H、C8H、B4H

这6个字节有几个汉字4.4.2字符编码(4)汉字字形码a.点阵：汉字字形点阵的代码有16×16、24×24、32×32、48×48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思考：24×24点阵一个汉字占多少字节？b.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矢量TTF点阵FONUnicode码(国际码)Unicode与ASCII完全兼容，其前256个编码与ASCII码相同。目前Unicode已在WindowsOS/2、Office等软件中使用。UNICODE码用16位2进制表示，可以表示65536（216）个字符表达世界各种语言，一般只需34000个符号可以表达世界各种语言，还保留30000多个编码供将来使用（可伸缩）。4.4.2字符编码4.4.2字符编码

Unicode字符集编码

国际标准，统一地表示世界上的主要文字。制定了三套编码方式：

UTF-8：可变长度字符编码。以8位序列来编码，即用一个或几个字节来表示一个字符。第1个字节与7位ASCII码一致。

UTF-16：两个字节或称16位编码

UTF-32：四个字节或称32位编码

4.4.2字符编码不同字符编码的存储1xxxxxxx1xxxxxxx

0xxxxxxx0xxxxxxx0xxxxxxxASCIIGBGB机内码UTF-16码xxxxxxxxxxxxxxxx4.4.2字符编码问题

汉字乱码：1.消除Windows系统乱码

修改注册表2.消除应用程序(包括游戏)乱码

重新安装中文软件（所安英文软件的动态链接库DLL文件和原有同名，中文链接库被英文链接库覆盖)

若不行，可给英文软件装内码转换软件（如南极星）

3.消除网页上的乱码

“查看”菜单下的“编码”

4.电子邮件乱码

操作系统语种不同

第4章数制和信息编码多媒体信息编码多媒体信息编码

通常，人们将文本、音频、视频、图形、图像、动画等承载信息的载体称为“媒体”，由两种以上媒体组成的组合体就叫多媒体。

多媒体信息包括以下5类：

文本（文字和符号）图形、图像动画声音（音频）视频影像多媒体分类多样性：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，利用计算机的交互功能，使人们主动交互，进行干涉或选择协同性：多媒体中的各种媒体之间必须有机配

合、协调一致。多媒体的特点多媒体信息编码各类文字和符号——文本文字和符号多媒体多媒体多媒体多媒体概述多媒体信息编码文本是计算机文字处理程序的基础文本数据可以在文本编辑软件里制作经过各种编码方案输入、存放、传输和显示多媒体信息编码通过计算而描述的矢量图形文字图形矢量图形对象●多媒体信息编码line（x1,y1,x2,y2,color）

circle（x,y,r,color）用像素点描述的自然影像文字图形图像多媒体信息编码●位图图像对象单画面矢量动画和多画面帧动画文字图形图像动画多画面帧动画单画面矢量动画FRAME01

FRAME02

FRAME03

FRAME04

FRAME05

FRAME06

FRAME07多媒体信息编码●动画对象音频数字信号、压缩音频信号文字图形图像动画音频●midi音频●wav音频●mp3压缩音频多媒体信息编码●音频对象视频数字信号AVI、压缩视频信号MPG文字图形图像动画音频视频音频+视频AudioVedioInformation多媒体信息编码●END视频对象声波：声源体发生振动会引起四周空气振荡，振荡方式就是声波。复杂的声波由许许多多具有不同振幅和频率的正弦波组成。周期T：重复出现的时间间隔;振幅A：波形相对基线的最大位移,

表示音量的大小;频率f：信号每秒钟变化的次数,即1/T

以赫兹(Hz)为单位。音频信息

1.基本概念4.4.3声音编码4.4.3声音编码声音按频率分类

正常人所能听到的声音频率范围为20Hz～20kHz。声音质量的频率范围:CD如随身听

FM:调频

AM:调幅

把调制信号从低频搬移到了高频，以便利用电离层传播调频是将声音的高低变为频率变化的电信号调幅是将声音的高低变为幅度变化的电信号

4.4.3声音编码用计算机对音频信息处理，就是要将模拟信号（如语音、音乐等）转换成为数字信号。采样

每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值。量化将每个采样点得到的幅度值 以数字存储。编码将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来

振幅

频率1/T

采样点T振幅1/TT模拟信号采样量化编码数字信号2.模拟音频的数字化连续的声音波形信号对一秒钟的声音波形采样30次此点高度量化，即转换为二进制数10011011要保存此1秒钟声音，保存30个二进制数即可4.4.3声音编码4.4.3声音编码采样频率：

每秒钟的采样次数量化位数（采样精度）

：存放采样点振幅值的二进制位数。通常量化位数有8位、16位，分别表示有28、216个等级。声道数：声音通道的个数，立体声为双声道。每秒钟存储声音容量的公式为：

采样频率×采样精度×声道数/8=字节数例如，用44.10kHz的采样频率，16位的精度存储，录制1秒钟的立体声节目，其WAV文件所需的存储量为：

44100×16×2/8=176400（字节）3.数字音频的技术指标4.4.3声音编码采样频率和量化参数比较4.4.3声音编码

Wave格式文件（.Wav）记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。

MIDI格式文件（.MID）数字音乐的国际标准.记录的是音符数字，文件小。

MPEG音频文件（.MP1/.MP2/.MP3）采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件。

RA格式文件（.ra）

RA（RealAudio）是RealNetwork公司制定的音频压缩规范，有较高的压缩比，采用流媒体的方式在网上实时播放。

4.数字音频的文件格式4.4.3声音编码“录音机”是用于声音文件的录制与播放，还可以对声音进行编辑和特殊效果处理。录制声音

编辑声音

删除声音当前位置之前或之后

插入声音

移动声音删除和插入间接完成5.声音的录制与播放4.4.4图形和图像编码图形一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等图元。图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点。图形文件也称矢量图（可用角度、坐标和距离来进行数量化表示的图形）。line（x1,y1,x2,y2,color）

circle（x,y,r,color）1、基本概念（1）图形（有边界画面）图形的特征图形是对图像进行抽象的结果（人工或自动）；图形的矢量化使得有可能对图中的各个部分分别进行控制（放大、缩小、旋转、变形、扭曲、移位等）图形的显示需要计算时间（CPU参与计算）4.4.4图形和图像编码图像一般是指是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像，是由像素点阵构成的位图。静止的图像是一个矩阵，由一些排成行列的点组成，这些点称为像素点（pixel），这种图像称为位图（bitmap），如文件Sample.bmp。第五章多媒体技术基础5.2多媒体信息表示（2）图像（无边界画面）4.4.4图形和图像编码4.4.4图形和图像编码2.图像的数字化采样（分辨率）

用多少个像素点的“列数×行数”表示，分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。量化（颜色深度）

量化是在图像离散化后，将表示图像色彩浓淡的连续变化值离散化为整数值的过程。把量化时所确定的整数值取值个数称为量化级数，也称为颜色深度。

图像采样量化数字图像分辨率屏幕分辨率：计算机显示器屏幕的物理点数图像分辨率：数字化图像的大小（尺寸）这个屏幕的分辨率是多少？好大的照片啊！这张照片能在那个屏幕上显示出来么？4.4.4图形和图像编码4.4.4图形和图像编码颜色深度（位数）①黑白图（二值图像）图像的颜色深度为1，则用一个二进制位1和0表示纯白、纯黑两种情况；②灰度图图像的颜色深度大于2，如8，占一个字节，灰度级别为256级。通过调整黑白两色的程度（称颜色灰度）来有效地显示单色图像；③RGB24位真彩色图彩色图像显示时，由红、绿、蓝三基色通过不同的强度混合而成，当强度分成256级（值为0～255）时，占24位，就构成了224=16777216种颜色的“真彩色”图像。灰度图彩色图4.4.4图形和图像编码０００１１０００００１１１１００００１１１１０００００１１０００二值图像（纯黑白）每个像素用1位模式即可，如1为黑，0为白。灰度图像（灰度等级）每个像素用2位以上位模式即可，如2位可表示4级灰度。如00为黑，11为白，01为浅灰，10为深灰。如保存右图，需要8个字节（8*4*2/8）。如保存上图，需要4个字节（8*4*1/8）。每个像素点颜色由红、绿、蓝(RGB)三种基色调配而成，若每种基色为8位位模式，则分为256强度等级。一个像素点颜色需要8*3=24位=3个字节保存，保存右图需要8*4*3=96个字节。111111110000000000000000000000001111111100000000000000000000000011111111111111110000000011111111RGB彩色图像4.4.4图形和图像编码4.4.4图形和图像编码图像的分辨率和像素位的颜色深度决定了图像文件的大小，计算公式为：

列数×行数×颜色深度÷8=图像字节数例8.2当要表示一个分辨率为640×480的“24位真彩色”图像

则需要：640×480×24÷8≈1MB存储空间计算存储一秒图像公式：

列数×行数×像素的颜色深度/8×帧/秒=字节数例：1280×1024分辨率的“真彩色”电视图像，按每秒30帧计算，显示1分钟，则需要：

1280×1024×3×30×60≈6.6GB存储空间

由此可见，数字化后的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩信息。它是图像传输与存储的关键。4.4.4图形和图像编码BMP和DIB格式文件与设备无关的位图格式文件，Windows环境中经常使用。GIF格式文件（图形交换格式）Internet上的重要文件格式之一，最大不超过64KB，256色以内，压缩比较高，与设备无关。JPEG格式文件（.JPG）（联合照片专家组）利用JPEG方法压缩,Internet上重要文件格式之一，适用于处理256色以上、大幅面图像。WMF格式文件（Windows图元文件格式）位图与矢量图的混合体,Windows中许多剪贴画图像是以该格式存储的。广泛应用于桌面出版印刷领域。

3.常用图像文件格式4.4.4图形和图像编码利用图像处理软件和现成的图像库最常用的是Photoshop,可以绘图,也可以编辑来自网络、CD-ROM光盘上存储的图像库“画图”程序可以获取屏幕界面利用数字化设备获取数码相机、数字摄象机，将拍摄的自然界景物按数字格式存储通过连接转换转换成计算机中的图像和影象文件。扫描仪将照片、艺术作品转换成数字图像文件。

4.图像数据的获取基本概念图形是矢量概念，基本元素是图元图像是位图概念，基本元素是像素数据描述图形可以任意缩放无失真图像缩放有失真屏幕显示图形需要计算，显示较慢图像可直接快速在屏幕上显示第五章多媒体技术基础5.2多媒体信息表示4.4.4图形和图像编码5、图形与图像的区别4.4.4图形和图像编码编辑处理图形以图元为单位修改属性、编辑，文件比较小图像只能对像素或图块进行处理，文件比较大适用场合图形适合描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如几何图形，工程图纸等图像适合表现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等技术关键图形：图形的控制与再现图像：对图像进行编辑、压缩、解压缩、色彩一致性再现等4.4.5视频编码视频是将一幅幅独立图像组成的序列按照一定的速率连续播放，利用视觉暂留现象在人的眼前呈现出连续运动的画面。模拟视频常用两种标准：NTSC制式(30帧/秒，525行/帧)PAL制式（25帧/秒，625行/帧），我国采用PAL制式。例1分钟的数字视频容量640×480×3×30×60=1658880000字节分辨率帧/秒采样深度时间视频——动态图像0.5秒0.08秒4.4.5视频编码动态图像是由多个静态图像组成的4.4.5视频编码定义由多幅连续的图像构成的序列称为动态图像。它利用了人眼的视觉暂留性，沿时间轴每一幅图像保持1/20-1/30秒，顺序地在感觉不到的速度下更换另一幅图像，连续不断，就形成了运动图像的感觉。每一幅图像称做一帧。为什么不能有动态图形？动态图像严谨的定义和分类4.4.5视频编码4.4.5视频编码分类视频：每一帧为实时获取的自然景物。动画：每一帧为计算机产生或人工画出的图形。实际工作中，由计算机生成的特技镜头在制作单帧时是图形，但在动态播放时CPU根本无法快速计算和重绘。所以制成影片时都将图形转换成所需清晰度的图像。平常所说的“实景动画”，“粘土动画”实际上属于视频。AVI（Audio-VideoInterleaved）文件将视频与音频信息交错地保存在一个文件中，较好地解决了音频与视频的同步问题，已成为Windows视频标准格式文件。MOV文件利用它可以合成视频、音频、动画、静止图像等多种素材。MPG(.mpg)文件是按照MPEG标准压缩的全屏视频的标准文件。DAT文件是VCD专用的格式文件，文件结构与MPG文件格式基本相同。

常用视频文件格式4.4.5视频编码流媒体一种可以使音频、视频等多媒体文件能在Internet上以实时的、无需下载等待的流式传输方式进行播放的技术应用互联网直播视频点播远程教育视频会议系统流媒体概述4.4.5视频编码RealMedia(RealNetworks)RA（RealAudio）用来传输接近CD音质的音频数据RM（RealVideo）在低速率的网络上实时传输活动视频影像RF（RealFlash）一种高压缩比的动画格式QuickTime(Apple)是数字媒体领域事实上的工业标准，是创建3D动画、实时效果、虚拟现实、A/V和其他数字流媒体的重要基础。常用流媒体文