【文章內(nèi)容簡介】 響 聲 音 輸 出 威海北洋職業(yè)技術(shù)學(xué)校 《 多媒體技術(shù)教程 》 視覺媒體技術(shù) 視覺心理學(xué) 1．視覺的心理特征 視覺是人類最重要的感知能力 ， 通過視覺可以感知到外部世界的形狀 、 大小 、 色彩 、 明暗 、機(jī)理和運(yùn)動(dòng)等多方面的信息 。 同聲音心理學(xué)相似，與視覺相對應(yīng)的光學(xué)物理性質(zhì)和心理知覺也是截然不同的。雖然光的物理特性與心理知覺有關(guān)，但它們的關(guān)系并不是線性的。對光的色調(diào)和亮度的感覺不僅和它的頻率和強(qiáng)度有關(guān)，而且還和它出現(xiàn)的背景有關(guān)，和同時(shí)出現(xiàn)的周圍光有關(guān)。 視覺心理學(xué) 視覺心理變量 主要的物理變量 亮度 光強(qiáng) 色調(diào)（彩色） 波長 濃度（彩色的濃度） 光譜成分 對比 光強(qiáng)、波長、周圍光 視覺心理學(xué) 2. 視覺特性 ? 亮度 亮度是人眼對光強(qiáng)度的感受 。 一個(gè)物體的亮度不僅跟目標(biāo)的物理強(qiáng)度有關(guān) ，而且與周圍的背景有關(guān) 。 假定整個(gè)照明增大了 ， 目標(biāo)和環(huán)境的光強(qiáng)就按照比例增大了 ， 兩者之間的物理對比就維持不變 。 但當(dāng)照明增強(qiáng)時(shí) ， 目標(biāo)的亮度可能會亮一些 ， 也可能保持不變 ， 甚至看起來亮度減少一些 。 這些都取決于中心和周圍之間的相對強(qiáng)度 ， 也就是對比度 。 對圖像的處理最重要的是亮度的差別 。 視覺心理學(xué) 與聲音相似 ， 視覺上也有等亮曲線 ， 反映了視覺在亮度上與波長的關(guān)系 。 在同一亮度感覺下 ， 不同波長的光具有不同的光強(qiáng) 。 視覺也有掩蔽現(xiàn)象，在很亮的高光周圍時(shí)難以看清的，道理和聲音是類似的 。 視覺心理學(xué) ?視覺的時(shí)間特性 建立視覺圖像需要時(shí)間 ， 而一旦建立起來之后 ，即使把圖像對象拿走 ， 這種反應(yīng)也要維持一段時(shí)間 。這是因?yàn)榘压廪D(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)電需要時(shí)間 。 正因?yàn)橐暰W(wǎng)膜圖像時(shí)逐漸消退的 ， 所以視覺暫留可以存在十分之幾秒 。 視覺心理學(xué) ?彩色 表示顏色需要考慮三種心理屬性：色調(diào) 、 亮度和飽和度 。 色調(diào)就是通常意義下的彩色 ， 它隨波長的變化而變化 ， 反映顏色的基本特性 。 亮度是光作用于人眼所引起的明亮程度的感覺 ， 與光強(qiáng)有關(guān) 。飽和度是代表為了產(chǎn)生所感知到的彩色在白光中必須混入的純單色光的相對數(shù)量 ， 或者說是顏色的深淺程度 。 對同一色調(diào)的彩色光 ， 飽和度越深顏色越鮮艷 。 色調(diào)和飽和度統(tǒng)稱為色度 。 視覺心理學(xué) 顏色是由三種原色光混合而成的。可見光的波長從 380納米到 780納米。不同波長呈現(xiàn)出不同顏色，可見光波長從長到短依次為紅橙黃綠青藍(lán)紫。 只有單一波長成分的光稱為單色光 ， 含有兩種以上波長成分的光稱為復(fù)合光 ， 所有可見光按照一定比例混合就是白色光 。 在輻射功率相同的條件下 ， 不同波長的光不僅給人不同的顏色感覺 ， 而且也給人不同的亮度感覺 。人眼一般感到紅光最暗 ， 藍(lán)光次之 ， 而黃綠光最亮 。研究表明 ， 人眼對亮度信息敏感 ， 而對顏色的敏感程度相對較弱 。 視覺心理學(xué) 在白色背景下 ， 一般使用紅黃藍(lán)作為原色來混合其它顏色 ， 這就是減基色合成彩色系統(tǒng) 。 在黑色背景下 ， 一般使用紅綠藍(lán)作為基色來混合其它顏色 ， 這就是加基色合成彩色系統(tǒng) 。 一般繪畫時(shí)采用前者 ， 電視中采用后者 。 視覺心理學(xué) ? 注視點(diǎn)和視野范圍 人在觀察視覺類媒體時(shí) ， 注視點(diǎn)喜歡集中在什么地方 ？ 研究表明 ， 視覺注視點(diǎn)主要集中在圖像中黑白交界的部分 ， 尤其是拐角處 。 如果是閉合圖形 ，注視點(diǎn)往往向內(nèi)側(cè)移動(dòng) 。 注視點(diǎn)容易集中在時(shí)隱時(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)變化的部分或者圖像中特別不規(guī)則的地方 。 人眼的視野開闊 ， 左右視角約為 180度 ， 上下約為 60度 。 但視力好的部位僅限于 2到 3度 ， 用于觀察視覺媒體的細(xì)節(jié) 。 而在周邊 ， 則主要識別特征 。但是需要注意 ， 只有大的視野才有可能制造出臨場感 。 模擬視頻原理 ?光柵掃描原理 視頻攝像機(jī)將圖像轉(zhuǎn)換為電信號 ， 電信號是一維的 ， 但圖像是二維的 ， 將二維圖像轉(zhuǎn)成為一維電信號是由光柵掃描的方法實(shí)現(xiàn)的 。 快速的掃描線從頂部開始 ， 一行一行地向下掃描 ， 直至顯示器的最底部 ， 然后再返回頂部的起點(diǎn) ， 重新開始掃描 。 這個(gè)過程產(chǎn)生的一個(gè)有序的圖像信號集合 ， 就組成了電視顯示中的一幅圖像 ， 在此稱為幀 。 連續(xù)不斷的圖像序列就形成了動(dòng)態(tài)視頻圖像 。 模擬視頻原理 分辨率表現(xiàn)的是電視系統(tǒng)中重現(xiàn)場景細(xì)節(jié)的能力 。 水平掃描線所能分辨出的點(diǎn)數(shù)稱為水平分辨率 。 一般來說 ， 點(diǎn)數(shù)越小 ， 線越細(xì) ， 分辨率就越高 。 一個(gè)系統(tǒng)的水平分辨率為 400線 ， 指在對應(yīng)于圖像高度的水平距離內(nèi)能交替顯示 200條白線和 200條黑線 。 相應(yīng)地 ，一幀中垂直掃描的行數(shù)稱為垂直分辨率 。 垂直分辨率和每幀中的掃描線有關(guān) ， 掃描線越多 ， 分辨率就越高 。 廣播電視系統(tǒng)垂直的行數(shù)一般是 525線 （ 北美和日本 ） 和 625線 （ 歐洲和中國 ） 。 模擬視頻原理 每一秒鐘所掃描的幀數(shù)稱為幀頻 ， 一般為 25幀 （ PAL） 或者 30幀 （ NTSC） 。 由于是隔行掃描 ，所以垂直頻率分別是每秒 50幀和 60幀 。 因此 ， 人眼就不容易看到閃爍 。 寬高比是掃描的一個(gè)重要的參數(shù) 。 掃描行的長度與在圖像垂直方向上的所有掃描行所跨過的距離之比 ， 就成為寬高比 。 目前電視中的寬高比為 4： 3，新型電視的寬高比為 16： 9， 有些電影系統(tǒng)的寬高比為 2： 1 。 模擬視頻原理 ?彩色視頻 加基系統(tǒng)是彩色視頻系統(tǒng)的基礎(chǔ) 。 彩色電視采用紅綠藍(lán) （ RGB） 作為三基色進(jìn)行配色 ， 產(chǎn)生出R、 G、 B三個(gè)輸出信號 ， RGB信號可以分別傳輸 ，但是要配上相應(yīng)的同步信號 。 在 RGB系統(tǒng)中需要三根視頻電纜互連 ， 但是三個(gè)信號在同步關(guān)系方面相當(dāng)復(fù)雜 ， 所以大部分彩色電視不處理 RGB， 而是將RGB信號組合起來在一條電纜中傳輸 ， 這就是復(fù)合信號 。 模擬視頻原理 現(xiàn)有的幾種不同的復(fù)合信號有 NTSC、 PAL和SECAM。 根據(jù)亮度 /色度原理 ， 任何彩色信號都可以分為亮度和色度 。 色度只要使用色差就可以表示顏色信號 ， 而不必使用 RGB三個(gè)完整的信號 。 將亮度和色度交錯(cuò)排列分別放到電纜上 ， 就組成了復(fù)合信號 。 電視系統(tǒng)的三種制式采用的信號形式也不完全一樣 。 NTSC的亮度信號稱為 Y， 色度信號為 I和 Q，即 YIQ方式 。 PAL制式和 SECAM制式的亮度和色度與之相對應(yīng)為 YUV， 它們的差別在于編碼方式的不同 。 YUV、 YIQ可以與 RGB互換 。 RGB、YUV和 YIQ等都被稱為彩色空間 。 模擬視頻原理 ?視頻設(shè)備 按照用途不同 ， 視頻設(shè)備可以分為廣播 、 專業(yè)和消費(fèi)三個(gè)級別 。 廣播級一般是大型的電視臺和網(wǎng)絡(luò)站使用 ， 它的性能最好 ， 用于大系統(tǒng)應(yīng)用 ， 價(jià)格昂貴；專業(yè)級一般用于教育界和工業(yè)界的小廣播站 ，有較好的性能 。 而消費(fèi)級是家用設(shè)備 ， 一般操作簡單 、 性能可靠 ， 一般價(jià)格是第一位的 。 具體的視頻設(shè)備有如彩色攝影機(jī) 、 視頻記錄設(shè)備和視頻監(jiān)視設(shè)備 。 視覺 媒體數(shù)字化 1．位圖圖像與數(shù)字視頻 對計(jì)算機(jī)來說，無論是文字或圖形，還是圖像或視頻，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理首先要數(shù)字化。與音頻信號相似，對所要處理的一幅畫面，通過對每一個(gè)象素進(jìn)行采樣，并且按照顏色或者灰度進(jìn)行量化，就可以得到圖像的數(shù)字化結(jié)果。數(shù)字化的結(jié)果放在顯示緩存區(qū)中，與顯示器上的點(diǎn)一一對應(yīng)，這就是位圖圖像。對視頻按照時(shí)間進(jìn)行數(shù)字化所得到的圖像序列，就構(gòu)成了數(shù)字視頻序列。它同樣與頻率和量化的比特?cái)?shù)有關(guān)。頻率必須足夠高，以跟上模擬信號流；量化的比特?cái)?shù)越多，量化的值就越多，所能表示的顏色或灰度級數(shù)就越多。 視覺 媒體數(shù)字化 在一幅圖像的 X軸上是一行的點(diǎn)數(shù) ， 在 Y軸上是行數(shù) 。 X、 Y的交叉點(diǎn)就是一個(gè)象素 ， 每一個(gè)象素可以有若干比特來表示 。 按照標(biāo)準(zhǔn)間隔在時(shí)間軸上采