第一篇 電腦概論

1. 第一篇 電腦概論 第四章 多媒體實務

2. 本章重點 • 4-1 認識多媒體 • 4-2 多媒體的資料類型 • 4-3 多媒體電腦的相關設備 • 4-4 多媒體編輯軟體

3. 4-1 認識多媒體

4. 認識多媒體 • 媒體可分為： • 文字（Text） • 圖形（Graphics） • 聲音（Sound） • 影像（Image） • 動畫（Animation） • 和影片（Video）等等 • 當媒體可以同時傳達二種或二種以上的訊息時，就稱為『多媒體（MultiMedia）』

5. 多媒體所具備的特性 • 數位化（Digital） • 網路化（Network） • 雙向性（Interactivity） • 簡易性（Handy）

6. 傳統多媒體的應用 • 投影機 • 幻燈機 • 電視機 • 錄放影機 • 錄放音機等等

7. 4-2 多媒體的資料類型

8. 多媒體的資料類型 • 我們在前面提到，不論是文字、圖形、聲音、影像... 等都是媒體 • 基本上我們可以將多媒體的資料類型區分為：文字、影像、聲音、視訊及動畫。 • 這一節我們要來詳細介紹影像、聲音、視訊及動畫這四種類型。

9. 數位影像 • 『數位影像』就是以數位方式來記錄或處理的影像，所有的輸入、輸出與製作，都可以在電腦上完成。 • 它不但容易複製、不褪色、容易修改或合成，且易於保存又不佔空間。

10. 影像型態 • 數位影像依照圖面元素的組成方式，可以歸納為二大類： • 向量式（Vector Image） • 點陣式（Raster Image）

11. 點陣式影像 • 是由許多的『點』所組成，這些點稱為 像素（Pixel 為Picture Element 的縮寫）。 • 點陣式影像的優點是，色彩和階調變化豐富，可以逼真的表現自然界的影像，還可輕易地在不同的軟體間交換檔案。 • 它的缺點是檔案容量較大，而且影像縮放時會產生失真，也無法製作真正的三度空間影像。

12. 點陣式影像

13. 向量式影像 • 以數學的向量方式來記錄影像內容。 • 例如一條線段的向量資料，只需要記錄兩個端點的座標、線段的粗細和色彩等，因此它的檔案所佔的容量較小，放大、縮小或旋轉時不會失真，不但精確度較高，也可以製作3D 影像。

14. 向量式影像 • 由於向量式影像的內容是以線條和色塊為主，比較不易製作階調豐富或色彩變化太多的影像；所繪製出來的圖形較不逼真，無法像照片一般精確的描寫自然界的景像，同時也不易在不同的軟體間交換檔案。通常美工插圖與工程繪圖多半在向量式軟體上進行。

15. 向量式影像

16. 影像尺寸 • 影像尺寸指的是圖像的寬度與高度尺寸 • 通常以像素為單位來表示 • 例如：800×600 • 表示水平方向800 像素，垂直方向600 像素，總像素量為800×600=480,000 點。

17. 影像尺寸 • 由於螢幕解析度的設定不同，因此相同尺寸的影像，在不同螢幕所呈現的大小也會不同；一張800×600 的影像，在800×600 解析度的螢幕上會佔滿全螢幕；但是換到解析度1024×768 的螢幕上，感覺好像『縮水了』，因為只佔全螢幕的三分之二。

18. 解析度 • 解析度就是單位長度內所含有的點數 • 長度的單位多半使用『英吋』，因此它的單位是DPI（Dots per Inch） • 在數位影像中『點』就等於像素，因此也可以用 像素/英吋（Pixels per Inch，也就是PPI）作為解析度的單位。

19. 解析度 • 一般可分為： • 影像解析度 • 輸出解析度

20. 影像解析度 • 在數位影像中，解析度是決定品質與成本的重要因素。 • 解析度愈高、品質愈高，相對的影像檔案的資料量也愈大，所需的記憶體容量和CPU 處理時間也跟著提高，在網路上的傳輸時間也愈長。 • 因此在製作數位影像時，首先要決定最終輸出的尺寸和品質要求，才能在最經濟的條件下，選定適當的解析度。

21. 影像解析度 • 影像的尺寸、解析度和檔案大小三者是相互關聯的，當您決定了其中任意二個參數後，就同時決定了第三個參數。

22. 檔案大小的計算 • 例如一張8×10 的影像，如果以100 PPI 製作，那麼它所含有的像素數目便等於： • 8×100×10×100 ＝ 800,000 pixels • 如果是RGB 全彩的影像，每個像素需要24 bits 資料來記錄，影像的檔案大小就是： • 800,000 pixels×24 bits/pixels ＝ 19,200,000 bits

23. 檔案大小的計算 • 因此這個檔案的資料量等於： • 19,200,000 bits÷8 ＝ 2,400,000 Bytes • 2,400,000 Bytes÷1024 ＝ 2343.75 KBytes • 2343.75 K Bytes÷1024 ＝ 2.3 MBytes

24. 影像尺寸、解析度和檔案大小的關係 • 由上面的例子可以瞭解，影像檔案的資料量，是由影像尺寸、解析度和色彩模式決定的。 • 解析度的大小關係著影像品質，而資料的多寡又決定了記憶體容量和作業時間。 • 因此在作影像處理之前，應先考慮輸出圖形的尺寸和解析度，在可接受的品質範圍之內儘量降低解析度，以減少檔案的資料量。

25. 輸出解析度 • 輸出設備的解析度，是指每單位長度內所能表現的點數。 • 點數愈高所能表現的影像就愈清晰、愈鮮明。 • 就螢幕和印表機而言，一般是以DPI（Dots per Inch）為單位 • 而網點印刷則是以網線的密度LPI（Line per Inch）為單位，傳統分色時是經由過網程序產生網點，因此網點的密度和網線密度是相對應的。

26. 輸出解析度 • 一般而言，螢幕的解析度為72DPI • 就印刷而言，高品質印刷多半採用150 或175 LPI • 要獲得最好的輸出品質，影像的解析度應該設定為輸出線數的2 倍（2:1） • 超過2 倍以上的話，品質的提升很有限且肉眼不易察覺。

27. 解析度與輸出設備對照表

28. 實例 • 舉個簡單的實例，如果你有一部720 DPI 彩色噴墨印表機，想要掃描並列印一張相片，那麼使用720 / 4 = 180 DPI 就足夠了，當然你也可以再用240 DPI 掃描一次並印出來作比較，如果沒有太大差異，以後就用180 DPI 即可；若覺得240 DPI 的效果好一些，以後就用240 DPI，千萬不必考慮用360 DPI 以上！

29. 色彩模式 • 宇宙中的色彩與光影千變萬化，要用簡單的數學參數來定義它們似乎不太容易；因此聰明的人類便發展出許多種不同的 色彩模式 來定義色彩，每一種模式所能涵蓋的色彩範圍各有定義，而應用的時機和目的也各不相同。以下介紹數位影像中常見的色彩模式。

30. 黑白模式 • 在黑白模式的影像中，每一個像素都由1bit 來表示，因此只能表現出黑色和白色（21=2）二種顏色。黑白模式無法表現階調複雜的影像，但可以製作黑白的線稿（Line Art），或是特殊的二階調高反差影像，一般都使用在製造特殊的視覺效果。也因為它只用了1 bit 來表示色彩，因此在所有色彩模式中，它所佔據的檔案容量是最小的。

31. 灰階模式 • 每一個像素由8 bits來記錄，因此可以表現出256 種階調(28=256)；如果將純黑和純白間的階調等分為256 個階調，就成了256 灰色調模式，可以用來模擬黑白照片的影像效果。 • 雖然黑白照片中的階調是連續的，同時階調數遠超過256，但就一般應用美術的需要而言，256個階調已足以將黑白影像表現得相當完美了；事實上印刷的網點也只有101（0%~100%）種階調，實際印刷品所呈現的階調可能更少。

32. 16色模式 • 每一個像素由4 bits 來記錄，最多只能表現出16 種色彩(24=16)，而所呈現出來的彩色影像品質會比較差。

33. 256色模式 • 這一類型的數位影像，最多只能顯示256 種顏色(28=256)。因為人的肉眼很難分辨出色彩上的些微差異，所以256 色已足夠應付大部分的數位影像。256 色的影像一般都應用在網頁上，因為其檔案大小大約只有 全彩模式 影像的1/3，如此可以節省上傳或下載的頻寬。

34. 全彩模式 • 數位影像中所謂的 全彩（Full Color），是指用24 bits 來記錄色彩。由於各種顏色的光線，基本上都可以由 紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色合成產生，如果每一個原色都以8 bits 來記錄，便可表現出256 種不同明暗的階調。 • 將三原色各以256 個階調組合搭配的結果，可以產生約1677萬種(28×28×28) 的顏色；雖然這些顏色尚無法涵蓋自然界所有的顏色，但是幾乎已經涵蓋了肉眼所能辨別的極限，因此我們將24 bits（ 28×28×28 =224）色彩稱為全彩。

35. RGB模式 • 光的三原色是 紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue），也就是RGB。 • 由這三種光的強弱組合，可以混合產生出絕大部份肉眼可見的顏色。 • 在RGB 模式下，每一個像素由24 bits 資料表示 • 其中RGB 三原色各使用了8 bits，因此每一種原色都可以表現出256（28=256）個不同濃度的階調，總共可以產生1677萬色，也就是數位影像所謂的 全彩。

36. CMYK模式 • CMYK 模式是針對印刷而設計的模式。 • 組成顏色為：青色（Cyan）、洋紅（Magenta）、黃色（Yellow）、黑色（Black） • 色彩的產生不是直接來自於光線的色彩，而是由照射在顏料上反射回來的光線所產生。 • 等量的CMY混合後，並不能產生完美的黑色或灰色，而是混濁的棕灰色，因此在印刷時還必須加上黑色（Black）。 • CMYK 參數也就相當於四色印刷時的四個色版。

37. 數位影像的檔案格式 • BMP 格式（*.BMP）： • 是Microsoft Windows 的標準點陣影像格式，可以支援1~32 位元深度，且可以選擇 Windows 或 OS/ 二種檔案格式。

38. 數位影像的檔案格式 • GIF 格式（*.GIF）： • GIF（Graphics Interchange Format）是一種經過色盤壓縮的圖形交換格式，讓圖檔在網路上傳輸時較為快速，被廣泛應用於網頁設計。 • GIF 格式最多只能支援256 色或更低色彩數的影像檔案，可使用於黑白模式、灰階及索引色模式，還可用來製作透明背景的影像，也是一種動畫檔格式。

39. 數位影像的檔案格式 • JPEG 格式（*.JPG）： • 是由Joint Photographic Experts Group 發展出來的檔案，也是網頁設計上使用最為頻繁的檔案格式。 • 它最大的特色在於可以提供高倍率的壓縮，是目前所有格式中壓縮比率最高的格式。 • JPEG 格式在壓縮時會捨棄一些肉眼不易辨識的資料，使得影像在有限的失真下得以大幅壓縮。 • 由於它是一種破壞性的壓縮，在使用時需特別留意！

40. 數位影像的檔案格式 • PNG 格式（*.PNG）： • 由網景公司（Netscape）所發展出來的格式，是為了因應網路傳輸而定制的。 • 它支援全彩影像、儲存 Alpha 色版及製作透明背景的影像，而且是使用非破壞性的方式進行壓縮，所以不會傷害影像檔案的品質。 • 最重要的是PNG 格式可以記錄影像的Gamma 值，使影像在不同平台上獲得一致的色彩表現。 • 使用PNG 格式存檔時，可以選擇『交錯』功能，這樣在下載網頁的時候，可以漸進方式在瀏覽器上逐漸顯示。

41. 數位影像的檔案格式 • TIFF 格式（*.TIF）： • 是應用非常廣泛的格式，可以在許多不同的電腦平台和應用程式間交換資料，適用於排版印刷。 • 它支援全彩、256 色、灰階及黑白影像。

42. 數位影像的檔案格式 • EPS 格式（*.EPS）： • 是一種應用非常廣泛的PostScript 格式，主要用於繪圖、排版及印前作業使用。 • EPS 格式可以儲存預覽的低解析度檔案，以便在排版軟體中載入做快速編排，到輸出網片或列印時，再連結高解析度檔案作輸出，如此便可以兼顧操作效率與輸出品質。

43. 數位影像的檔案格式 • RAW 格式（*.RAW）： • RAW 格式可以記錄最原始的數位相機感光資訊，因此提供了更多的後製彈性與細節，與影像處理有密不可分的關係。 • RAW 檔是一種可直接記錄相機感光元件（CCD or CMOS）的原始資料格式，沒有經過色彩平衡、對比及彩度等後製調整，目的就是為了提供數位攝影者在軟體後製處理時，得到更大的彈性與空間。 • 由於RAW 格式以不失真的方式壓縮，因此檔案會比較大；這種格式可以透過Photoshop、PhotoImpact 軟體來讀取。

44. 數位聲音 • 聲音是由物體震動而產生的『類比訊號』，『數位聲音』則是經由電子設備轉換，或模擬自然聲音而成。 • 將類比訊號轉換為數位音效時，數位化所用的取樣頻率（Sampling Rate，單位為 赫茲Hz；每秒鐘幾次）以及量化方式（取樣大小），將決定不同的儲存聲音品質。 • 取樣頻率愈高、聲音的品質愈好，但檔案就愈大；取樣大小（位元數）愈大，品質也愈好，同樣的也需要更多的儲存空間。

45. 聲音檔案大小計算方式 • 聲音檔案的大小由取樣頻率及取樣大小來決定 • 以一般CD 品質的音樂來看，取樣頻率為44.1K 赫茲，取樣大小為16 位元。 • 如果錄製一段１分鐘的CD 品質的音效，其在未經壓縮前的檔案大小約為： • 44.1KHz×16bits×60 秒= 42,336 Kbits = 5,292 Kbytes

46. 常見的聲音格式 • WAV • MIDI • RealAudio • MP3 • WMA

47. WAV音訊格式 • 波形音訊（Waveform Audio）即是大家熟悉的 WAV 檔案。 • 它是把一般類比訊號轉換為數位波形的結果，可以透過電腦上的錄音程式，直接錄製為8 位元或16 位元的WAV 檔案。 • 一般分為：11KHz、22KHz 與44KHz（千赫）。 • 若要求高精確錄音，則檔案會變的非常大。 • 例如：以8 位元、11KHz 錄音的檔案大小為110K • 而同樣的情形以16 位元、44KHz 錄音，其檔案大小為880K。

48. MIDI音訊格式 • MIDI（Musical Instrument Digital Interface）音訊可以視為是一電腦化語言，是為了電腦音樂而設計的。 • 它把音符（note）儲存在電腦中，並將時間、順序也記錄下來，日後電腦即依據這些記錄『彈奏』出來。 • 它儲存聲音的方式，是記錄各個樂器在演奏時所使用的樂器參數。 • 例如：音高、響度、以及延續時間等，對於樂器以外的自然聲音，比較不容易以此方法合成。

49. MIDI音訊格式 • 優點是MIDI 的檔案所儲用的磁碟空間比WAV 方式小，但是其聲音品質較不真實！ • MIDI聲音的錄製方式大部份的作法是使用電子合成器（Synthesizer）來模擬鋼琴、喇叭、鼓聲⋯等，經MIDI 介面卡轉換錄製到電腦中。 • MIDI 格式主要用於原始樂器作品、流行歌曲、遊戲音軌以及電子賀卡等。

50. RealAudio音訊格式 • RealAudio 是一種經過壓縮的格式 • 適用於網路上的線上音樂欣賞 • 這種格式的特點是可以隨網路頻寬的不同，而改變聲音的質量 • 可以經由RealPlayer 執行解壓縮後播放聲音