图像信息的采集加工

详细内容

第六课图像信息的采集加工
教学目标：
要演示文稿学生了解多媒体技术的发展阶段及其对社会产生的长远而深刻的影响，在多媒体信息加工上主要体现在对图像进行理解和加工，初步体验图像的独特魅力，尝试合理有效地选择工具进行图像加工，并在实际应用中对多媒体技术的应用进行客观地分析和评价。
第一课时多媒体的发展与应用
教学内容：
体验多媒体技术的广泛应用及其重要作用
教学重点、难点：
多媒体技术的应用
正课讲解：
一、多媒体技术的发展
1．媒体――信息表示和传播的载体（即承载信息的载体），如文本、图像、声音、动画等。
几种常见的媒体：
概念例子
感觉媒体直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉。
表示媒体各种编码。ASCII与GB2312-80标准、WAV与MIDI
表现媒体感觉媒体与计算机之间的界面。键盘、摄像机、光笔、话筒、显示器、打印机
存储媒体用于存放表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码。磁盘、CD―ROM、硬盘
传输媒体用来将媒体从一处传送到另一处的物理载体。双绞线、同轴电缆、光缆、微波、卫星、激光、红外线

2．一般意义上的多媒体――两种或两种以上的媒体的组合。
多媒体――能够对文字、声音以及视频影像等信息形式进行综合处理，并能在计算机系统上输入、输出的软件和硬件技术。
3．多媒体技术――利用计算机把文字、声音、图形与图像等多媒体综合一体化，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。
特征：
①集成性：将多媒体有机地结合在一起，共同表达一个完整的多媒体信息。
②交互性：人和计算机能“对话”，以便进行人工干预控制。（这是一个关键特征）
③数字化；④实时性
4．多媒体技术的发展情况
①诞生时间：20世纪80年代
②产品：
1984年美国苹果公司在职Macintosh电脑中配备了图形用户界面，支持鼠标和菜单操作；
1986年美国modore个计算机公司推出第一台多媒体计算机Amiga；
1986年荷兰Philips公司和日本Sony公司联合研制并推出了一系列光盘产品；
1990年微软公司推出图形化用户界面的Windows3.0等。
③发展方向：网络化、智能化、
④1990年，世界上主要的硬件和软件公司联合在一起组成了多媒体PC市场协会，简称MPC。
5．多媒体的组成部分
⑴多媒体硬件
A．声卡：能完全承担声音生成及管理的电子线路接口板。它和微机中的CPU并行对声音进行生在和管理。
大多数声卡由都有立体声输入输出端口、麦克风端口和乐器数字接口（MIDI）。
B．视频处理显示卡：
具有视频输入输出、电视端口等，其任务是采集、处理和控制数据数据信息，加速传送显示和播放出来。
三种基本技术
纯软件技术可以通过程序以每秒15幅画面的速度在一个小窗口里播放视频图像。
模拟通道技术可将视频信号和要显示的其他视频图像混合在一起来播放。
视频处理技术利用视频处理部分的电路将压缩数据还原，然后再在高分辨率显示器上播放。

C．CD-ROM（只读型光盘）
多媒体应用中的小型光盘与立体声响中的激光唱盘尺寸相同，存储信息的格式却没。单片盘能存多达680MB的信息。
主机输入设备输出设备存储设备功能卡操纵控制
设备
个人机、工作站、超级微机摄像机、电视机、麦克风、录像（音）机、视盘、扫描仪、CD-ROM打印机、绘图仪、音响、电视机、喇叭、录音机、高分辨率屏幕硬盘、光盘、声像磁带视频卡、声音卡、压缩卡、家电控制卡鼠标、操纵杆、键盘、触摸屏

⑵多媒体软件系统
由编辑、管理和控制三种模块组成，其任务主要是压缩数据、处理声、视、影信息和对信息进行导向接口等。
有操作系统（它是计算机系统的核心，是多媒体计算机系统的基本软件平台，如：windows9x/2000，这是一个多任务全32位的多图形操作系统）
数据库管理系统、压缩/解压缩软件、声像同步软件、通信软件、多媒体驱动程序、多制作与开发软件、多媒体应用软件
二、多媒体技术的应用
1．数字化信息技术：将模拟信号转换成数字信号。（即I/O技术）
2．高速计算机处理技术：查找户口
3．高效率压缩技术：如MPEG、JPEG
4．高容量存储技术：如VCD、CD
5．高速网络传输技术

几种常见的应用系统
例特点
多媒体信息咨询系统商场、医院导医、交通班次查询
多媒体信息管理系统多媒体的图书管理、学生管理和企业管理系统使日常的管理活动中单调枯燥的数据变得生动活泼起来。
多媒体辅助教育系统多媒体学习软件、网络远程学习系统、虚拟实验系统支持个性化学习
多媒体电子出版物光盘读物、网络读物有文字、插图，有声音、背景音乐，有动态视频等，存储和携带方便
多媒体视频会议系统可以实现点对点，点对多点，多点对多点的声像实时同传
多媒体远程诊疗系统借助网络和专用的传感装置实现远程诊断、远程治疗

实践题：
通过访问网络和回顾个人的亲身经历，收集多媒体技术应用系统的相关资料
序号应用领域系统名称多媒体应用的好处资料来源
1
2
3
4
2．通过网络搜索和查阅资料，收集一些关于多媒体技术在中体育的应用。

第二课时数字化图像的设计与加工
教学内容：
1．了解图像的两种类型
2．选择恰当的工具加工图像，表达信息
教学重点、难点：
设计图像表达信息，图像的加工
正课讲解：
这里的图像包括图形和图像。
一、图像的独特魅力
1．信息丰富，形象直观。
图像是二维的平面媒体，具有信息密度大，内容生动、感性等特点，易为人们所接受。
2．图像可以跨越语言障碍，增进人们更广泛的思想交流。
特点：①图像作为视觉媒体，可以消融民族、语言、性别、文化等方面差异。如“方块英文”。
②图像媒体是全人类共同的语言。
赏析：2008年北京奥运会会徽。
2003年8月3日，2008年北京奥运会会徽在北京天坛公园祈年殿举行的仪式上隆重揭晓。会徽图形为中国传统印章图形中的一种“肖形印”，其正式名称为“中国印.舞动的北京”，它用红色寓意北京人民的热情和热烈的奥林匹克运动。会徽“京”形印章图形寓意举办城市是北京，又像一个舞蹈中的人形，寓意开放的中国人民喜迎奥运盛会。还有“Beijing 2008”字样和奥林匹克五环案图。会徽中部的字母和数字大胆地用中国传统的书法来书写，进一步突出民族特色。整幅图案和谐、简洁、美观，较好地表现了北京奥运的时间、地点、主题、文化特色。
“舞动的北京”蕴含的意义：
①是一座奥林匹克里程碑；
②是一种形象，是一种表情；
③是一种美丽；
④是一种英雄，召唤着英雄；
⑤是一种精神，是中华民族图腾的延展；
⑥是一种盛情的邀请。
掌握知识：
1．“京”字的载体是印章。印章是渊源深远的中国传统文化艺术开花人秦始皇起，将皇帝之印称为玺印，臣下之印称为宝印。
2．制作“奥运徽宝”的材料取自新疆昆仑山北麓的和田美玉。
3．正当人类文明奇迹之一奥运会将回归她的发源地之际，第29届奥运会会徽设计方案“中国印.舞动的北京”又让国际奥委会官员赞不绝口。奥运会发源地和国际奥委会总部所在地分别是希腊雅典和瑞士洛桑。
4．“奥运徽宝”所有尺寸都有特别寓意。徽宝边长11.2厘米，代表从1896年到2008年现代奥运112年；徽宝台面高2.9厘米，具有第29届奥运会的含义；徽宝纽高9.6厘米，象征着中国的陆地面积960万平方公里；徽宝总高13厘米，代表13亿人民心向奥运。材料中的人口、领土是构成国度的要素。
5．对于国内外企业来说，奥运会是将自己的品牌和形象展现给全世界的最好机会，而借助奥运会亮出自己企业的品牌，则是为了推动产品市场营销。
6．会徽，是每一届奥运会的图腾，它向全世界展示了主办国家及城市对于奥林匹克精神的理解。伴随着现代奥运会一个多世纪的历史，从早期复杂的招贴画式会徽到今天简约抽象的艺术性会徽，说明了事物是变化发展的和认识是随着客观事物的进程而向前推移的。
二、图像的类型
1．点阵图像
它由许多点（称为像素）组成的。
优点：色彩丰富；缺点：文件容量大、缩放和旋转易失真。
相关软件：画图、photoshop、PhotoImpact、Fireworks、Painshop、ACDSee

类别常用软件功能特点适用性
简易型图像软件画图Windows自带，对运行环境要求低，具备基本的绘图功能适宜初学者使用
我形我速丰富的实用工具集，简易的操作界面适宜普通家庭和办公中的基本图像处理
普及型 图像软件ACDSee强大的格式兼容性，方便实用的基本处理功能适宜以看图为主，处理为辅助的一般用户使用

2．向量图像（矢量图像）
它以数学的向量方式来记录图像内容。
优点：色彩变化少、文件容量小、放大或旋转图像不会失真。
缺点：不容易制作色彩变化太多的图像
相关软件：Flash、CorelDram
类别常用软件功能特点适用性
普及型 图像软件Flash可用来制作静态图像和可互动的动画，可以任意缩放不失真，文件体积不大。适宜网络图形和动画的制作，深受各层次用户的喜爱
专业型图像软件CorelDraw强大的二维、三维建模能力，丰富的图形处理功能，可以任意缩放不失真。适宜专业的图形设计人员使用
三、设计图像表达信息
1．图像设计与制作的根本目的：传达信息。再到具体的制作过程，都要围绕特定的主题展开。
2．图像设计与制作过程要注意的方面
⑴考虑创意、构图、色彩
⑵选择制作方法和工具
⑶具体的制作过程
⑷考虑图像所针对的人群，符合他们的接受能力、审美意识、社会心理、习俗和禁忌。
⑸遵循相关的法律法规。
3．用Flash制作七巧板
⑴启动Flash软件
⑵简单介绍工具的组成
Flash同许多工具一样，有标题栏、菜单栏、工具栏，但它却有很多“面板”。
面板面板
对齐打开的快捷键：Ctrl+K时间轴
混色器有RGB、HSB、HEX工具
信息可以旋转、变形、缩放、复制动作
属性场景

⑶Flash的常用术语
A．帧和帧速
一段动画是由一幅幅的静态的连续的图片组成的。
帧――每一幅的静态图片。
帧速――单位时间内播放帧的多少。
帧的类型：
关键帧空白关键帧过渡帧
按F6键按F5键在前后两个帧之间

改变帧速的方法：“修改”菜单|“影片”命令

B．层
图层
动画层：该层中元素以动态的形式存在，包含了“帧”以形成动画。
动画层有普通层、遮罩/被遮罩层、引导/被引导层（注：遮罩/被遮罩层、引导/被引导层是成对出现的）
对层的操作：添加/删除、显示/隐藏、锁定/开放。
注：每一个动画层中只允许有一个动态的“符号”。

C．场景
在Flash中“场景”可以看作是舞台。构成FlashMovie的所有元素都被包含在不可缺少的。当一段FlashMovie包含n个场景时，播放器会在播放完第一个场景后自动播放下一个场景的内容直于最后一个场景播放完。
D．符号
符号类型：影片夹、按钮、图形。
如果在场景中建立了一个对象，这时若需要把它转换成符号，先选中这个对象，然后按F8键。
如果在场景中没有任何对象，需要建立一个符号，按Ctrl+F8键，重新命名，选择类型。
E．MC和Graphic
MC（MovieClip）：它是Flash中最常使用的符号形式。可以把它的编辑界面与场景的编辑界面是基本一样的。
可以将MC看作是包含在场景中的“小场景”，它与场景的关系是场景包含了MC，MC场景之中；一个场景可以包含n个MC。
F．运行和外形
Motion(运动)变形：元素的位置发生变化的变形。（时间轴的颜色为紫色）
元素必须合并或者是图形
Shape变形：在元素的开头发生变化时使用。（时间轴的颜色为浅绿色）
元素必须被打散。
G．逐帧动画和关键帧动画
逐帧动画：每一帧逐帧绘制动作连续的图像以形成动画。
关键帧动画：起始状态与最终状态不一样，中间的变形部分由Flash完成。
⑷制作运动的七巧板
①单击“工具”选项区中的“矩形”绘图“工具，此时它呈空白的嵌入状态。
②再选择“颜色“选项区中的图形“描边”颜色和“填充”颜色。（边：透明，填充色：红色）
③把鼠标移到工作区，按住左键拖动出一个正方形，若图形是长方形，可按住shift键与鼠标同时拖动。
一个红色的正方形已画好，接下来对其进行分割。
④选择“直线”工具，在“属性”面板中修改描绘宽度大小。
⑤对正方形的四个角进行匀称分割，然后对余下的线条进行分割。（如图）

⑥画出的辅助线必须删掉
删掉方法：单击欲删掉的线条，然后按住“退格键”。
或者单击“橡皮擦”工具，在选项中，单击选择“擦除线条”模式。

或者单击“橡皮擦”工具，在选项中选择“水龙头”。
⑦选择“颜料桶”工具，然后在“选项”中选择不同的颜色对七个板块进行填充。如图。
⑧填充完毕后，把七个板块转换成组件。
转换方法：“插入”菜单|“转换成组件”（或者选中场景中的对象后，按F8键）
转换原因：移动过程中，避免两个色块因重叠而变形；可以从库中拖到场景中多次使用。
⑨构建造型
可以借助箭头工具和任意变形工人使用这个七巧板。如图。

⑩创建动画
flash中有两种类型的动画：帧-帧动画和补间动画。
帧-帧动画（运动渐变动画）：制作好每一幅画面后，使用某种功能生成动画效果。
补间动画（形状渐变动画）：制作好若干关键帧的画面，由Flash通过计算生成中间各帧，使得画面从一个关键帧过渡到另个一个关键帧。
单击“图层1”，改名为“跑步造型”，若此层有一个实心圆点，表示至少有一个对象存在。从库中拖出已制作好的“跑步的人”图形。接着在此层的第20帧处插入关键帧。（注：第1帧与第20帧的两个对象有区别，如位置、大小、形状等）
选中“跑步选型”图层的第1帧，设置动画中间为“移动”，此时单元格为浅蓝色背景，箭头形状是实线。

实践题
1．运手用Flash设计一个“心系奥运”会徽。
收集历届奥运会的会徽，联系当时的时代背景和举办国的文化传统，分析它们所要传达的住处并说说你最喜爱哪一个会徽，为什么？

1896年第1届雅典奥运会会徽1900年第2届巴黎奥运会会徽1904年第3届圣路易奥运会会徽1908年第4届伦敦奥运会会徽

1912年第5届哥尔摩奥运会会徽1920第7届安特卫普奥运会会徽1924第8届巴黎奥运会会徽1928第9届阿姆斯特丹奥运会会徽

1932第10届洛杉矶奥运会会徽1936第11届柏林奥运会会徽1948第14届伦敦奥运会会徽1952第15届赫尔辛基奥运会会徽

1956第16届墨尔本奥运会会徽1956第16届斯得哥尔摩奥运会会徽1960第17届罗马奥运会会徽1964第18届日本奥运会会徽

1968年第19届奥运会会徽1972年第20届慕尼黑奥运会会徽1976年第21届蒙特利尔奥运会会徽1980年第22届莫斯科奥运会会徽

1984年第23届洛杉矶奥运会会徽1988年第24届汉城奥运会会徽1992年第25届巴赛罗那奥运会会徽1996年第26亚特兰大届奥运会会徽

2000年第27届悉尼奥运会会徽2004年第28届雅典奥运会会徽2008年第29届北京奥运会会徽

第三课时数字化图像的采集、加工与简单合成
教学内容：
1.介绍数字化图像的采集工具
2.学习用photoshop软件工具处理图像。
教学重点、难点：
数字化图像的合成
正课讲解
一、数字化图像的采集
⑴数码摄像机（数码视频摄像机，DV）
第一部家用数码摄像机问世时间――1998年
它的摄像格式的核心部分――将视频信号经过数码化处理成0和1信号并以数码记录的方式，通过磁鼓扫描记录在6.35mm宽的金属视频录像带上，视频信号的转换和记录都是以数码的形式存储，从而提高了录制图像的清晰度，使图像质量轻而易举到500线以上。
类型：单D的民用级产品、3片D成像产品
⑵数码照相机
优点：无需胶卷、冲印、即拍即见、便于编辑传输。
数码照相机可以与计算机连接，将照片影像输入电脑保存，这样不用担心相处时间长了会变色，而且还能使用专门的照片图像处理软件对照片中不满意的地方进行修补和高速使照片更加趋于完美。
⑶数码录放机
功能：具有数码录音功能、数码播放功能或二者兼有的数码设备
类型：
优点
数码录音笔一种应用数字录音和数字压缩存储技术的新型录音设备录音时间长、高清晰度音质、方便后期制作
数码音乐播放器（MP3播放器）该文件格式在电脑上能保存经过压缩处理但不失高品质的音乐文件。使用方便、轻巧，即使有震动也不会影响音质。
通过高速USB接口与电脑相连接，随时下载、编辑或更换自己喜欢的MP3音乐文件，还能通过MP3数码播放机的洲晶屏幕看到与歌曲同步的歌词。
激光视盘播放机能将刻录在光盘中的音乐、影像数据通过光电转换得以高保真地回放

⑷数字播放机（MP3/VCD/DVD）
⑸扫描仪
获取数字化图像的途径：
①将传统照片数字化
传统照片的工作原理：通过感光材料的化学反应来产生影像，通过光学原理来编辑图片的。
扫描仪的工作原理：在计算机中，图像都是以数字的形式来记录、处理和保存的。
扫描仪与计算机的连接方式：
并行接口连接SCSI接口连接USB接口
连接打印的接口专用的SCSI卡的接口串行总线接口

②从数相机中采集
数码相机一般采用USB接口。
可以通过图片浏览软件ACDSee4.0，查看或下载数据相机内部储存的图片。
③从网络或其他数字化资源库中获取需要的图像素材
④从影像资料中捕获
利用“豪杰超级解霸3000”捕获图像。

在播放过程中单击“停止”按钮，“连续摄像”按钮便由单色变成了彩色。
单击它即可实现边疆摄像，录下一一组单幅的图片以BMP的格式保存下来。（注：最好将图像保存在单一的目录中，否则会有数十上百的图像出现。）
二、photoshop7.0
1．简介photoshop7.0
photoshop7.0是由美国Adobe公司开发功能强大的图像编辑工具，最早产生于苹果公司的Macintosh平台上，后被移植到PC机的Windows平台上。 它将选择工具、绘画和编辑工具、颜色校正工具及特殊效果功能结合起来，使用多种彩色模式对图像进行编辑处理。强大的图形处理功能受到广大用户的欢迎，目前是蓝苹果机和PC机上最流行的专业图像处理工具。
Photoshop的工作界面：
菜单栏、选项栏、工具箱、工作区、调板
选择工具：套索工具、魔术棒工具、
绘画工具：画各种图形工具、
编辑工具：文字工具
颜色校正工具：
特殊效果功能：

2．新建文件
方法：单击“文件”菜单栏中的新建，弹出“新建”对话框。
该对话框中有“名字”、“图像大小”、“模式”、“内容”、“图像分辨率”
3.打开一个图片文件
用“选择”工具把该图片拖入一个新建文件中，这时新建文件中的图片占用的空间很大，可以用“变换”工具进行处理。
方法：
①单击“选择”|“全选”（选取的部分只是当前图片在文档的中间部分），接着单击“编辑”|“变换”|“scale”,这个操作是缩小（放大）文件的大小。
②单击“编辑”|“自由旋转”，此命令是选中整个图片进行操作。
③单击“编辑”|“变换”|“rotate”,这个操作是旋转图片。
④单击“编辑”|“变换”|“skew”,这个操作是使图片的形状得到改变。
⑤单击“编辑”|“变换”|“Distort”,这个操作是使选区的形状变化。
⑥单击“编辑”|“变换”|“perspective”,这个操作是使图片呈对角形变形。
4．有时为了调整原始图片的构图，重新组织图像的布局，突出主题，去除不相关的或不重要的内容，可以用“裁切”工具处理。
裁切的内容是选中的部分，当使用“裁切”工具时，圈住需要保留的部分，再按“退格键”，则不需要的图片内容被删除。
使用“魔术棒”工具，一般选择是相近的颜色，选中欲删除的部分后，按“退格键”删除。
5．色彩调校
⑴色彩模式的调整：图像|模式（Mode），①Grayscale:图片变成灰白
②Bitmap、RGB Color、CMYK Color、Lab Color
③Indexed Color:当使用这个命令时，会弹出一个提示对话框，点击“是”按钮，又弹出一个对话框，在“颜色”框里输入数值“20”（3~256）
④Multichannel:颜色呈爆光（单色）

⑵亮度/对比度的调整
方法：图像|调整（Adjustments）|亮度/对比度(Brightness/Contrast)。如右图
⑶色相/饱和度的调整
方法：图像|调整|色相/饱和度（Hue/Staturation）
Hue:
Staturation：调整颜色的变化
Hue：调整黑亮程度
⑷色彩平衡的调整
方法：：图像|调整|Channel Mixer
6.滤境调整
使用各种专用滤镜进行特殊效果的制作，如锐化、模糊化、渲染、艺术化、扭曲变形等。
三、数字化图像的简单合成
图像的合成――把原来的多幅图像合成一幅图，突出表达某个主题。
如果需要对保存过的图像进行修改，必须保存为“*.psd”格式，这样可以保留多个图层。（注：psd的存储空间很大，大者一般是几十兆）。
如果想把图片的存储空间设置很小时，一般选择“gif”或“jpeg”格式。(当图像处以这种格式下，所有图层被合并成一层，并且锁住，不能再进行修改)。
在操作过程中，用户操作的是当前层，如果需要操作其他图层，必须用“选择”工具选择欲操作的图层。
有时为了图像放在不同的图层中，最好添加一个图层，这样可以避免对其他图像的修改。
操作过程
（1）打开两幅图片，用椭圆选框在某一幅图上欲需要的位置，然后把它拖至另一幅图片的背景层上，给新图层重新命名。
（2）双击新图层，弹出一个“图层样式”对话框。
样式有投影、内阴影、外发光、内发光、斜面和浮雕、光泽、颜色叠加、渐变叠加等。
现设置“外发光”样式。
（3）双击“背景”图层，将其转换为“图层0”并将“不透明度”调小。
（4）设置特殊效果：滤境|扭曲|球面化。