電視節目制作中的圖形圖像格式

當今隨著INTERNET及多媒體技術的高速發展， Web上或多媒體光盤中存在的大量生動逼真的數字化圖形圖像，給電視節目制作人員帶來了許多非常優美直觀的信息源，也使利用他人的藝術靈感,作品來豐富電視節目的制作,包裝成為可能,因而倍受人們的喜愛。但多數電視制作人員對種類繁多的計算機圖形圖像文件知之甚少，本文將重點介紹一些常見常用的計算機圖像文件格式,并對它們進行比較,以便在各種不同的應用中能夠很好的把握。
　　圖像數字化是計算機圖像處理之前的基本步驟，目的是把真實的圖像，轉變成計算機能夠接受的存儲格式。數字化過程分為采樣與量化處理兩個步驟，采樣的實質就是要用多少點來描述一張圖像，比如，一幅640×480的圖像，就表示這幅圖像是由307200個點所組成。可見，想要得到更加清晰的圖像質量，就需要使用更多的點來表示圖像，也就是使這幅圖像具有較高的分辨率。但相對需要付出更大的存儲空間的代價。采樣的結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值，來表示圖像采樣之后的每一個點。這個數值范圍包括了圖像上所能使用的顏色總數。例如，以4個bits存儲一個點，就表示圖像只能有16種顏色。數值范圍越大，表示圖像可以擁有更多的顏色，自然可以產生更為細致的圖像效果。但是，也同樣必須占用更大的存儲空間。量化的結果是圖像能夠容納的顏色總數。兩者的基本問題都是視覺效果與存儲空間的取舍問題。
　　在采樣與量化處理后，才能產生一張數字化的圖像，再運用計算機圖像處理軟件的各種技巧，對圖像進行修飾或者轉換，方能進一步達到所希望的圖像效果。
　　數字化后的圖像數據在計算機中一般有兩種存儲方式，一種是位映射　�。˙itmap），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數值存放在以字節為單位的矩陣中。當圖像是單色時，一字節可存放8點圖像數據；16色圖像每兩點用一個字節存儲；256色圖像每一點用一字節存儲。這樣就能夠精確地描述各種不同顏色模式的圖像畫面。所以此種存儲模式比較適合于內容復雜的圖像和真實的照片。
　　向量處理不存儲圖像數據的每一點，而是存儲圖像內容的輪廓部分。例如，一個圓形圖案只要存儲圓心的坐標位置和半徑長度，以及圓形邊線和內部的顏色。該存儲方式缺點是經常耗費大量的時間做一些復雜的分析演算工作；但圖像的縮放不會影響到顯示精度，也即圖像不會失真，且圖像的存儲空間較之位圖方式要少得多。所以，向量處理比較適合存儲各種圖表和工程設計圖，而一般圖像文件較少采用向量處理方式。
　　總體來看，位圖是記錄每一個象素的顏色值，再把這些象素點組合成一幅圖像；而矢量圖是保存節點的位置和曲線、顏色的算法，所以，位圖占用的存儲空間較矢量圖要大的多，而矢量圖的顯示速度較位圖慢。
　　多媒體圖像處理中的調色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅綠藍　　（ＲＧＢ）三種顏色的組合來表示，圖像的每一像素對應一個數字，而該數字對應調色板中的一種顏色，如某像素值為１，則表示該顏色為調色板的編號為１的顏色。調色板的單元個數是與圖像的顏色數對應的，２５６色圖像的調色板就有２５６個單元。真彩色圖像的每個像素直接以三個字節　　（ＲＧＢ）表示顏色，因此不需要調色板。對于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色板，在多媒體系統中如果需要同時顯示多幅圖像時，由于系統在同一時刻只能支持有限的顏色，如使用２５６色驅動程序，則系統必須以２５６色來同時顯示多幅圖像，因此，必須使用調色板編輯工具進行調整，以達到不失真地同時顯示多幅圖像。
　　下面就針對幾種有代表性的圖形圖像文件作一些簡單說明。
　　BMP文件：是Microsoft Windows所定義的圖像文件格式，最早應用在Microsoft公司的Microsoft Windows窗口系統。眾所周知，Microsoft Windows 現今已成為PC機環境下窗口系統的事實上的工業標準，因而BMP圖像文件格式也越來越受到人們關注，在Windows環境中運行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。
　　BMP圖像文件有下列五個特點：
　�。�1） 該結構只能存放一幅圖像。
　　（2） 只能存儲四種圖像數據：單色、16色、256色、全彩色。
　�。�3） 圖像數據有壓縮或不壓縮兩種處理方式。
　　（4） 調色板的數據存儲結構較為特殊。
　�。�5） Windows設計了兩種壓縮方式：RLE4和RLE8。RLE4只能處理
　　16色圖像數據；而RLE8則只能壓縮256色圖像數據。
　　 BMP圖像文件的文件結構可分為三部分：表頭、調色板和圖像數據。表頭長度固定為54個字節。而只有全彩色BMP圖像文件內沒有調色板數據，其余不超過256種顏色的圖像文件都必須設定調色板信息，可見其結構較為簡單。對于BMP圖像文件的顯示，16色BMP圖像與256色圖像的掃描行數據組織都是從左上角開始。只是16色圖像采用緊縮像素法，每像素占用二分之一個字節，即4bits，而256色圖像的每一個像素占用一個字節。
　　GIF文件：GIF文件是"Graphics Interchange Format"　�。▓D形交換格式）的縮寫，是由CompuServe公司為了方便網絡和BBS使用者傳送圖像數據而制定的一種圖像文件格式。目前，GIF圖像文件已經成為網絡和BBS上圖像傳輸的通用格式，經常用于像動畫、透明等特技制作。
　　GIF文件有下面七個特點：
　�。�1） 文件具有多元化結構能夠存儲多張圖像，這是制作動畫的基礎。
　�。�2） 調色板數據有通用調色板和局部調色板之分。
　　（3） 采用改進版LZW壓縮法，該壓縮優于RLE壓縮法。
　　（4） 圖像數據用一個字節存儲一點。GIF圖像文件在壓縮圖像數據之前，必須先將圖像數據處理成一個字節只存儲一個圖像點的值。
　�。�5） 根據標識符尋找數據區。GIF圖像文件內的各種圖像數據區和補充區，多數沒有固定的數據長度和存放位置。為了方便程序尋找數據區就以數據區的第一個字節做為標識符，讓程序能夠判斷所讀到的是哪種數據區。
　�。�6） 圖像數據有兩種排列方式：①順序排列；②交*排列。
　�。�7） 最多只能存儲256色圖像。
　　GIF圖像文件結構一般是由七個數據單元組成，它們是：表頭、通用調色板、圖像數據區以及4個補充區。而只有表頭和圖像數據區是文件不可缺少的單元，對于通用調色板和其余的4個補充區不一定會出現在文件內。
　　在GIF圖像文件內可以有多個圖像數據區，而每個圖像數據區存儲一幅圖像，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連續有動感的畫面，即動畫圖像。所以，GIF圖像文件常用于制作Web網頁和多媒體系統的特技效果。
　　TIF　�。═IFF）文件：TIFF文件是"Tag Image File Format"的縮寫，是由Aldus公司與微軟公司共同開發設計的圖像文件格式。它有如下特點：
　　（1） 善于應用指針的功能，可以存儲多幅圖像。
　�。�2） 文件內數據區沒有固定的排列順序，只規定表頭必須在文件前端，對于標識信息區和圖像數據區在文件中可以隨意存放。
　�。�3） 可制定私人用的標識信息。
　�。�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） 可存儲多份調色板數據。
　�。�6） 調色板的數據類型和排列順序較為特殊。
　�。�7） 能提供多種不同的壓縮數據的方法，便于使用者選擇。
　�。�8） 圖像數據可分割成幾個部分分別存檔。
　　TIFF圖像文件主要由三部分組成：表頭、標識信息區和圖像數據區。文件內固定只有一個表頭，且一定要位于文件前端。表頭有一個標志參數指出標識信息區在文件中的存儲地址，而標識信息區也有一組標識信息，用于存儲圖像數據區的地址。標識信息區內有多組標識信息，每組標識信息長度固定為12個字節。前8個字節分別代表標識信息的代號　�。�2字節）、數據類型　　（2字節）、數據量　�。�4字節）。最后4個字節則存儲數據值或標志參數。文件有時還存放一些標識信息區容納不下的數據，例如調色板數據就是其中的一項。 由于應用了標志的功能，TIFF圖像文件才能夠實現多幅圖像的存儲。若文件內只存儲一幅圖像，則將標識信息區內容置0，表示文件內無其他標識信息區，只存儲單幅的TIFF圖像文件結構。若文件內存放多幅圖像，則在第一個標識信息區末端的標志參數，將是一個值非0的長整數，表示下一個標識信息區在文件中的地址，只有最后一個標識信息區的末端才會出現值為0的長整數，表示圖像文件內不再有其他的標識信息區和圖像數據區。
　　PCX文件：PCX圖像文件是由Zsoft公司在80年代初期設計的，專用于存儲該公司開發的PC Paintbrush繪圖軟件所生成的圖像畫面數據。目前PCX文件已成為PC機上較為流行的圖像文件。
　　下面是PCX圖像文件的幾個特點：
　　（1） 一個PCX圖像文件只能存放一張圖像畫面。
　�。�2） 它是使用RLE壓縮方法來進行壓縮的。
　�。�3） PCX圖像文件有多個版本，能處理多種不同模式下的圖像數據。 　�。�4） 4色和16色PCX圖像文件有可設定或不設定調色板數據的兩種選項。
　�。�5） 16色圖像數據可分為一個或四個bit Plane來處理。

　　TGA格式是由Truevision公司為視頻攝象機圖象而設計，用于幀捕捉的最主要的24位圖象格式，其典型的圖象尺寸為400*512個像素，每像素16 . 24或32位彩色。目前各電視臺節目制作時疊加的臺標或欄目標花多是以 .tga圖片文件引入字幕機的。在電視臺節目的制作中，制作人員有時也需要利用非線性編輯設備從錄象帶上抓取畫面　�。ㄗ�幀），然后將所抓畫面用于印刷或上網發布新聞圖片。這時抓幀所得的圖象就是TGA文件格式，可以利用PhotoShop進行格式轉換。
　　JPEG格式一般用來顯示照片和WWW以及在線服務的HTML　　（超文本標記語言）文件，它能保存RGB圖象中的所有顏色信息。JPEG也是一種帶壓縮的文件格式，但在壓縮時文件有信息損失。當需要在INTERNET上發布新聞圖片時，一般以 .jpg格式的圖片上載，不能太大，一般為180*160像素，以免文件過大，影響網民下載興趣。
　　以上粗略地對一些常用的圖像文件作了一點簡單的介紹，無論選擇哪種文件格式，都要考慮文件的大小。下面以一副8英寸*11英寸，分辨率為72dpi的圖象為例，來比較一下不同的文件保存它時的文件大小。

　　本例中的圖象僅有幾種顏色，所以用GIF格式壓縮較好。

　　作為電視制作人員，面對如此多的紛繁復雜的圖象格式，怎樣做到心中有數，使用起來得心應手？本人以為首先必須區分清楚各種文件格式在計算機中何時出現？如何實現它們彼此之間的格式轉換？以及在什么情況之下，一種格式好于另一種格式，然后就可以根據實際應用情況，有區別的決定選取的文件格式。
　　ＢＭＰ格式是WINDOWS和OS/2機的本機文件格式，當計算機系統平臺是基于這兩種軟件時，我們打開計算機最常見到的屏幕保護畫面　�。�即壁紙）一般就是 . BMP文件。這可以通過打開控制面板中的顯示設置看到。當然如果您使用WINDOWS系列操作系統附件提供的畫圖板　�。≒AINT）創作時，系統默認的保存格式也是 . BMP，您也可以選擇存為 .JPEG或 .GIF格式，并把它們用作屏幕保護畫面，使您的屏保與眾不同。BMP格式也是您與沒有圖象處理軟件的用戶共享圖象文件的一種很好的格式。在一些個人計算機中還普遍支持另外一種圖象文件格式，即PCX。PCX文件是壓縮的，因此同一幅圖象用PCX格式保存比用BMP格式小。PICT是Macintosh系統的本機文件格式。
　　TIFF　�。◣�標記的圖象文件格式）是一種很好的跨平臺格式，如果需要保存帶有選擇區域信息的Alpha通道圖象，可以選擇這種格式，TIFF文件能夠保存一個Alpha通道。
　　JPEG格式包含有顏色深度信息，在保存照片和具有平滑漸變或混合模式的圖象時，最好選擇JPEG格式。它的壓縮比可以達到100：1，壓縮比越高，圖象質量受到的損失越大。使用時系統一般會要求選擇圖象大小和分辨率。
　　GIF格式用于保存許多幀可一幅接一幅顯示的畫面，通過軟件處理和控制，這些畫面能夠演示一個連續有動感的畫面。這種能力使得GIF成為網上最流行的選擇。由于WWW瀏覽器只支持GIF和JPEG格式，所以目前從INTERNET上下載的某個網頁的內容時，除了可以得到文字及JPEG格式的圖片外，還會得到許多的GIF文件，一般為一組或幾組分離的小畫面，它們就是該網頁所含動畫的組成子畫面。其實利用Photoshop可以很容易的創作動畫。在Photoshop上創建一幅每層有一幀新畫面的圖象，然后將它存為本機PSD格式，并輸出給一個動畫程序，如Gamma公司的GIF Movie Gear，并設置每一幀畫面的持續時間，然后執行轉換，就可以生成一個動畫文件了。制作自己的網頁時，動畫制作是免不了的。
　　PSD是Adobe公司的Photoshop軟件默認的格式，它可以將Photoshop創建的所有層 . 通道 .遮罩和選擇區域一同保存，便于對畫面的重做 .更新和改變，但由此帶來文件占用空間比較大。另外，Adobe還開發了另一種可移植的文件格式，即PDF，采用這種格式輸出的頁面，可以在任何計算機上使用免費閱讀器Adobe Acrobat Reader閱讀。應用PDF格式可以創建在線手冊，并可將其發送上網或通過電子郵件傳送。
　　上文提到的所有文件格式，均可以用Photoshop打開并實現互相的轉換。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，我們在電視節目制作中，經常需要由掃描儀引入一些圖片，在Photoshop界面下使用TWAIN32引入的圖象默認格式也是PSD，可以方便地進行各種處理及轉換。因此可以看出，在計算機多媒體技術迅速發展的今天，任何一個電視節目制作人員，都必須熟練掌握一種圖象處理工具軟件并對各種圖象格式有所了解，希望本文能在這方面給您提供一些幫助。