图形图像格式在电视制作中的应用

刘新桥　朱　旭　刘长生

[摘要]介绍图形图像在电视节目制作中常见常用的几种文件格式、各自的特点、结构、用途。并结合具体实例对几种图像文件格式进行比较。叙述如何根据实际应用情况有区别的选取不同的文件格式。

[关键词]电视节目制作计算机图像处理图形图像格式

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号；1671－7597(2009)0210014－02

随着INTERNET及多媒体技术的高速发展，Web上或多媒体光盘中存在的大量生动逼真的数字化图形图像。给电视节目制作人员带来了许多非常优美直观的信息源，也使利用他人的艺术灵感、作品来丰富电视节目的制作、包装成为可能，因而备受人们的喜爱。本文将重点介绍一些常见常用的计算机图像文件格式，并对它们进行比较。

图像数字化是计算机图像处理之前的基本步骤，目的是把真实的图像，转变成计算机能够接受的存储格式。数字化过程分为采样与量化处理两个步骤，采样的实质就是要用多少点来描述一张图像，比如一幅480*480的图像，就表示这幅图像是由230400个点所组成。可见想要得到更加清晰的图像质量，就需要使用更多的点来表示图像，也就是使这幅图像具有较高的分辨率。但相对需要以付出更大的存储空间作为代价。采样的结果就是通常所说的图像分辨率。量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点，这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数。例如，以4bit存储的一个点，就表示图像只能有16种颜色。数值范围越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。但是，也同样必须占用更大的存储空间。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。两者的基本问题都是视觉效果与存储空间的取舍问题。

在采样与量化处理后，能产生一张数字化的图像，再运用计算机图像处理软件的各种技巧，对图像进行修饰或者转换，方能进一步达到所希望的图像效果。数字化后的图像数据在计算机中一般有两种存储方式，一种是位映射(Bitmap)，即位图模式；而另一种是向量处理(Vector)，也称矢量图模式位映射是将图像的每一点数值存放在以字节为单位的矩阵中，当图像是单色时，一字节可存放8点图像数据；16色图像每两点用一个字节存储；256色图像每一点用一字节存储。这样就能够精确地描述各种不同颜色模式的图像画面。所以此种存储模式比较适合于内容复杂的图像和真实的照片。向量处理不存储图像数据的每一点，而是存储图像内容的轮廓部分。例如，一个圆形图案只要存储圆心的坐标位置和半径长度，以及圆形边线和内部的颜色。该存储方式缺点是经常耗费大量的时间做一些复杂的分析演算工作；但图像的缩放不会影响到显示精度，也即图像不会失真，且图像的存储空间较之位图方式要少得多。所以，向量处理比较适合存储各种图表和工程设计图，而一般图像文件较少采用向量处理方式。

总体来看，位图是记录每一个像素的颜色值，再把这些像素点组合成一幅图像；而矢量图是保存节点的位置和曲线、颜色的算法，所以，位图占用的存储空间较矢量图要大得多，而矢量图的显示速度较位图慢。多媒体图像处理中的调色板是包含不同颜色的颜色表，每种颜色以红绿蓝(RGB)3种颜色的组合来表示，图像的每一像素对应一个数字，而该数字对应调色板中的一种颜色，如某像素值为1，则表示该颜色为调色板的编号为1的颜色。调色板的单元个数是与图像的颜色数对应的，256色图像的调色板就有256个单元。真彩色图像的每个像素直接三个字节(RGB)表示颜色，因此不需要调色板。对于16色或256色图像并非全部的图像都采用相同的16种或256种颜色，由于调色板中定义的颜色不同，则不同图像用到的颜色是千差万别的，所谓16色或256色图像只是表示该幅图像最多只能有16种颜色或256种颜色。不同的图像有不同的调色板，在多媒体系统中如果需要同时显示多幅图像时，由于系统在同一时刻只能支持有限的颜色，如使用256色驱动程序，则系统必须256色来同时显示多幅图像，因此，必须使用诃色板编辑工具进行调整，以达到不失真地同时显示多幅图像。

下面就针对几种常见的图像文件作一些简单说明。

一、BMP文件

是Microsoft Windows所定义的图像文件格式，最早应用在Microsoft公司的Microsoft Windows窗口系统。众所周知，Microsoft Windows现今已成为PC机环境下窗口系统的事实上的工业标准，因而BMP图像文件格式也越来越受到人们关注，在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。

BMP图像文件有下列5个特点：

1、该结构只能存放一幅图像。

2、只能存储4种图像数据：单色、16色、256色、全彩色。

3、图像数据有压缩或不压缩两种处理方式。

4、调色板的数据存储结构较为特殊。

5、Windows设计了两种压缩方式：RLE4和RLE8。RLE4只能处理16色图像数据：而RLE8则只能压缩256色图像数据。

BMP图像文件的文件结构可分为3部分：表头、调色板和图像数据。表头长度固定为54个字节。而只有全彩色BMP图像文件内没有调色板数据。其余不超过256种颜色的图像文件都必须设定调色板信息。可见其结构较为简单。对于BMP图像文件的显示。16色BMP图像与256色图像的扫描行数据组织都是从左上角开始。只是16色图像采用紧缩像素法。每像素占用1/2个字节，即4bits，而256色图像的每1个像素占用一个字节。

二、GIF文件

GIF文件是“Graphics Interchange Format”(图形交换格式)的缩写，是由CompuServe公司为了方便网络和BBS使用者传送图像数据而制定的一种图像文件格式。目前，GIF图像文件已经成为网络和BBS上图像传输的通用格式，经常用于像动画、透明等特技制作。

GIF文件有下面7个特点：

1、文件具有多元化结构能够存储多张图像。这是制作动画的基础。

2、调色板数据有通用调色板和局部调色板之分。

3、采用改进版LZW压缩法，该压缩优于RLE压缩法。

4、图像数据用1个字节存储1点。

GIF图像文件在压缩图像数据之前，必须先将图像数据处理成1个字节只存储1个图像点的值。

5、根据标识符寻找数据区。GIF图像文件内的各种图像数据区和补充区，多数没有固定的数据长度和存放位置。为了方便程序寻找数据区就以数据区的第一个字节作为标识符。让程序能够判断所读到的哪种数据区。

6、图像数据有两种排列方式。即顺序排列；交叉排列。

7、最多只能存储256色图像。

GIF图像文件结构一般是由7个数据单元组成，它们是：表头、通用调色板、图像数据区以及4个补充区。而只有表头和图像数据区是文件不可缺

少的单元。对于通用调色板和其余的4个补充区不一定会出现在文件内。在GIF图像文件内可以有多个图像数据区，而每个图像数据区存储1幅图像，通过软件处理和控制(如PaInt Shop Pro和Animation Shop)使得这些分离的图像能够形成一个连续有动感的画面。即动画图像。所以。GIF图像文件常用于制作Web网页和多媒体系统的特技效果。

三、TIF(TIFF)文件

TIFF文件是“Tag Image File Fromat”的缩写。是由A1－dus公司与微软公司共同开发设计的图像文件格式。它有如下特点：

1、善于应用指针的功能。可以存储多幅图像。

2、文件内数据区没有固定的排列顺序。只规定表头必须在文件前端，对于标识信息区和图像数据区在文件中可以随意存放。

3、可制定私人用的标识信息。

4、除了一般图像处理常用的RGB模式之外，TIFF图像文件还能够接受CMYK、YcbCr等多种不同的图像模式。

5、可存储多份调色板数据。

6、调色板的数据类型和排列顺序较为特殊。

7、能提供多种不同的压缩数据的方法，便于使用者选择。

8、图像数据可分割成几个部分分别存档。

TIFF图像文件主要由3个部分组成：

表头、标识信息区和图像数据区。文件内固定只有一个表头，且一定要位于文件前端。表头有1个标志参数指出标识信息区在文件中的存储地址。而标识信息区也有1组标识信息，用于存储图像数据区的地址标识信息区内有多组标识信息，每组标识信息长度固定为12个字节。前8个字节分别代表标识信息的代号(2字节)、数据类型(2字节)、数据量(4字节)。最后4个字节则存储数据值或标志参数。文件有时还存放一些标识信息区容纳不下的数据，例如调色板数据就是其中的1项由于应用了标志的功能，TIFF图像文件才能够实现多幅图像的存储。若文件内只存储1幅图像，则将标识信息区内容置0，表示文件内无其他标识信息区，只存储单幅的TIFF图像文件结构。若文件内存放多幅图像，则在第一个标识信息区末端的标志参数，将是一个值非0的长整数，表示下一个标识信息区在文件中的地址，只有最后一个标识信息区的末端才会出现值为0的长整数。表示图像文件内不再有其他的标识信息和图像数据区。

上文提到的所有文件格式。均可以用Photoshop打开并实现互相的转换。Photoshop的文件菜单的“存为副本”的功能中，提供了10种文件格式可供选择。另外，我们在使用过程中，经常需要由扫描仪引入一些图片，在Photoshop界面下使用TWAIN32引入的图像默认格式也是PSD，可以方便地进行各种处理及转换。