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高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版)
包郵 高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版)
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高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787302509370
- 條形碼：9787302509370 ; 978-7-302-50937-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 本書特色
問題引導(dǎo)，由淺入深落實(shí)計(jì)算思維培養(yǎng) 知識植入，程序視角揭開計(jì)算機(jī)神秘面紗 增量設(shè)計(jì)，闖關(guān)式實(shí)訓(xùn)任務(wù)激發(fā)自學(xué)興趣 內(nèi)容實(shí)用，突出能力培養(yǎng)兼顧技能組訓(xùn)
高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 內(nèi)容簡介
本書是李暾等編寫的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第3版）》一書的配套實(shí)驗(yàn)教材，以“問題引導(dǎo)”“知識植入”“增量設(shè)計(jì)”的思路，設(shè)計(jì)了一系列闖關(guān)式的主題實(shí)驗(yàn)任務(wù)，以游戲通關(guān)的方式完成實(shí)際問題的求解，由淺入深地將計(jì)算思維培養(yǎng)落到實(shí)處。每章既相對獨(dú)立又有內(nèi)在關(guān)聯(lián)，主題任務(wù)都有明確的知識目標(biāo)和能力考查點(diǎn)，通過大量程序的視角輔助學(xué)生深入理解信息表示、計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)值與非數(shù)值計(jì)算等計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識，并穿插了主流軟件工具的應(yīng)用以兼顧傳統(tǒng)的軟件技能訓(xùn)練。 除作為配套實(shí)驗(yàn)教材外，本書也可單獨(dú)作為各類高校不同層次、不同專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)課程的教材，更是計(jì)算機(jī)初學(xué)者自學(xué)的理想?yún)⒖紩?/p>
高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 目錄
目錄
大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）第1章搜索與文檔1
1.1問題描述1
1.2搜索其實(shí)很簡單2
1.2.1搜索引擎有哪些2
1.2.2搜索技巧有哪些4
1.3寫作能力需訓(xùn)練7
1.4文檔排版要講究9
1.4.1字處理軟件有哪些9
1.4.2從創(chuàng)建文檔開始10
1.4.3文本編輯12
1.4.4文檔排版14
1.4.5圖文混排24
1.4.6還有什么值得關(guān)注29
1.5值得一看的小結(jié)30
1.6綜合實(shí)驗(yàn)30
1.6.1綜合實(shí)驗(yàn)1130
1.6.2綜合實(shí)驗(yàn)1231
1.6.3綜合實(shí)驗(yàn)1332
1.6.4綜合實(shí)驗(yàn)1432
1.7輔助閱讀資料33
第2章開啟Python之旅34
2.1Python，原來你是這樣一種語言34
2.2我要安裝什么軟件35
2.2.1Python 3.x的下載與安裝35
2.2.2Anaconda3的下載與安裝38
2.3在哪兒寫Python程序40大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）目錄2.3.1IDLE40
2.3.2Spyder42
2.3.3命令提示符44
2.4如何查找程序中的錯誤46
2.4.1語法錯誤46
2.4.2功能錯誤47
2.5一個稍復(fù)雜的Python程序——繪制炸彈軌跡50
2.5.1問題描述50
2.5.2繪制一個坐標(biāo)點(diǎn)51
2.5.3在合理范圍內(nèi)繪制一個坐標(biāo)點(diǎn)55
2.5.4繪制n個坐標(biāo)點(diǎn)59
2.5.5繪制一條軌跡62
2.5.6更簡單地繪制一條軌跡67
2.5.7繪制多條軌跡70
2.6值得一看的小結(jié)74
2.7綜合實(shí)驗(yàn)74
2.7.1綜合實(shí)驗(yàn)2174
2.7.2綜合實(shí)驗(yàn)2275
2.8輔助閱讀資料75
第3章思路的演示76
3.1問題描述76
3.2整理思路很重要77
3.2.1不要急于開始77
3.2.2確定應(yīng)用場景78
3.2.3構(gòu)建思維導(dǎo)圖79
3.2.4基本頁面組成81
3.3快速上手并不難82
3.3.1幻燈片的歷史82
3.3.2熟悉的工作界面83
3.3.3搭建基本框架85
3.4基礎(chǔ)排版有技巧87
3.4.1文本修飾87
3.4.2圖文搭配91
3.4.3圖表制作95
3.4.4SmartArt95
3.4.5動畫設(shè)置97
3.5視覺美化找渠道99
3.5.1好的字體哪里找100
3.5.2專業(yè)配色哪里找100
3.5.3高清圖片哪里找101
3.5.4優(yōu)質(zhì)模板哪里找101
3.6值得一看的小結(jié)102
3.7綜合實(shí)驗(yàn)102
3.8輔助閱讀資料103
第4章信息編碼的奧秘104
4.1問題描述104
4.2處理基本信息105
4.2.1二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制整數(shù)105
4.2.2二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制整數(shù)108
4.3處理音頻信息112
4.3.1pydub庫112
4.3.2查看歌曲信息114
4.3.3剪輯和拼接115
4.3.4聲道編輯117
4.4處理圖像信息118
4.4.1PIL庫118
4.4.2制作九宮圖118
4.4.3摳圖123
4.4.4制作馬賽克效果125
4.5信息的加解密127
4.5.1愷撒加密127
4.5.2維吉尼亞加密130
4.5.3Arnold置換加密134
4.6值得一看的小結(jié)137
4.7綜合實(shí)驗(yàn)137
4.7.1綜合實(shí)驗(yàn)41137
4.7.2綜合實(shí)驗(yàn)42138
4.8輔助閱讀資料138
第5章多媒體編輯140
5.1問題描述140
5.2采集圖像和視頻141
5.2.1視頻和圖像在計(jì)算機(jī)中的表示141
5.2.2圖像的格式有哪些144
5.2.3圖像的獲取和編輯145
5.2.4視頻的獲取和參數(shù)分析149
5.2.5使用照片工具制作視頻150
5.3錄制并編輯配音155
5.3.1認(rèn)識聲音155
5.3.2聲音的數(shù)字化156
5.3.3常用音頻格式有哪些158
5.3.4使用Audacity軟件編輯聲音159
5.4多媒體數(shù)據(jù)壓縮與光盤刻錄164
5.4.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮164
5.4.2光盤刻錄172
5.5值得一看的小結(jié)177
5.6綜合實(shí)驗(yàn)177
5.7輔助閱讀資料178
第6章微機(jī)組裝與配置179
6.1認(rèn)識微型計(jì)算機(jī)硬件179
6.1.1主機(jī)179
6.1.2常見外設(shè)185
6.2微型計(jì)算機(jī)硬件的拆裝188
6.2.1臺式機(jī)拆裝189
6.2.2筆記本電腦拆裝190
6.3微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝191
6.3.1常用操作系統(tǒng)簡介191
6.3.2操作系統(tǒng)安裝前期準(zhǔn)備195
6.3.3BIOS的使用與配置195
6.3.4操作系統(tǒng)安裝過程197
6.3.5設(shè)備驅(qū)動程序及其安裝199
6.4微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的配置200
6.4.1“設(shè)置”和控制面板200
6.4.2系統(tǒng)配置203
6.4.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)置205
6.5微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常見故障檢測與排除210
6.5.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝常見故障210
6.5.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝故障檢測常用方法212
6.6值得一看的小結(jié)213
6.7綜合實(shí)驗(yàn)213
6.8輔助閱讀資料214
第7章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序員視角215
7.1資源管理器——掌握我的計(jì)算機(jī)信息215
7.1.1問題描述215
7.1.2獲取存儲信息216
7.1.3進(jìn)程操作222
7.1.4文件操作226
7.1.5圖形用戶界面編程229
7.1.6程序?qū)崿F(xiàn)235
7.2TOY計(jì)算機(jī)模擬——制造一臺計(jì)算機(jī)239
7.2.1問題描述239
7.2.2TOY計(jì)算機(jī)的硬件240
7.2.3TOY程序的加載241
7.2.4TOY程序的執(zhí)行246
7.3值得一看的小結(jié)249
7.4綜合實(shí)驗(yàn)249
7.4.1綜合實(shí)驗(yàn)71249
7.4.2綜合實(shí)驗(yàn)72250
7.5輔助閱讀資料251
第8章網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取與分析252
8.1網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的抓取與分析252
8.1.1問題描述252
8.1.2抓取分?jǐn)?shù)線目錄頁254
8.1.3獲取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)頁的網(wǎng)址257
8.1.4抓取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)頁259
8.1.5獲取歷年分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)260
8.1.6查詢分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)269
8.2電子郵件的發(fā)送與接收272
8.2.1問題描述272
8.2.2電子郵箱的申請與使用272
8.2.3利用Python發(fā)送電子郵件274
8.2.4利用Python接收電子郵件279
8.3值得一看的小結(jié)285
8.4綜合實(shí)驗(yàn)286
8.4.1綜合實(shí)驗(yàn)81286
8.4.2綜合實(shí)驗(yàn)82286
8.5輔助閱讀資料287
第9章玩轉(zhuǎn)表格288
9.1問題描述288
9.2初識電子表格290
9.2.1Excel有多強(qiáng)大290
9.2.2熟悉工作界面290
9.2.3Excel三大要素291
9.3數(shù)據(jù)導(dǎo)入有竅門292
9.3.1工作表設(shè)計(jì)292
9.3.2數(shù)據(jù)錄入的訣竅292
9.3.3外部導(dǎo)入很輕松298
9.4數(shù)據(jù)分析手段多301
9.4.1排序302
9.4.2篩選304
9.4.3公式與函數(shù)306
9.4.4分類匯總311
9.4.5數(shù)據(jù)透視表314
9.4.6數(shù)據(jù)模擬運(yùn)算表316
9.5數(shù)據(jù)展示有特色317
9.5.1智能表格一鍵換裝317
9.5.2條件格式突出焦點(diǎn)318
9.5.3編輯圖表展示結(jié)論319
9.6值得一看的小結(jié)320
9.7綜合實(shí)驗(yàn)321
9.7.1綜合實(shí)驗(yàn)91321
9.7.2綜合實(shí)驗(yàn)92322
9.7.3綜合實(shí)驗(yàn)93323
9.8輔助閱讀資料324
第10章數(shù)據(jù)庫技術(shù)初探325
10.1問題描述325
10.2環(huán)境準(zhǔn)備326
10.2.1下載MySQL326
10.2.2通過.msi文件安裝MySQL327
10.2.3通過.zip文件安裝MySQL331
10.2.4安裝PyMySQL庫333
10.3創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫334
10.3.1在MySQL命令行中創(chuàng)建334
10.3.2利用Python程序創(chuàng)建336
10.4建表338
10.4.1設(shè)計(jì)enroll表338
10.4.2創(chuàng)建enroll表340
10.5數(shù)據(jù)更新342
10.5.1數(shù)據(jù)更新語句342
10.5.2導(dǎo)入分?jǐn)?shù)線數(shù)據(jù)344
10.6單表查詢348
10.6.1投影操作348
10.6.2選擇操作350
10.6.3查詢和顯示enroll表中數(shù)據(jù)352
10.7連接查詢355
10.8值得一看的小結(jié)359
10.9綜合實(shí)驗(yàn)359
10.10輔助閱讀資料360
第11章Python拓展361
11.1寫在前面的話361
11.2計(jì)算兩條函數(shù)曲線所圍面積的解析解362
11.2.1問題描述362
11.2.2了解相關(guān)庫363
11.2.3程序?qū)崿F(xiàn)365
11.3Word文檔排版367
11.3.1問題描述367
11.3.2了解相關(guān)庫368
11.3.3程序?qū)崿F(xiàn)371
11.4加密即時通信372
11.4.1問題描述372
11.4.2了解相關(guān)庫372
11.4.3程序?qū)崿F(xiàn)375
11.5評價(jià)帖子的好評度379
11.5.1問題描述379
11.5.2了解相關(guān)庫379
11.5.3程序?qū)崿F(xiàn)381
11.6值得一看的小結(jié)382
11.7綜合實(shí)驗(yàn)383
11.7.1綜合實(shí)驗(yàn)111383
11.7.2綜合實(shí)驗(yàn)112383
11.8輔助閱讀資料383
參考文獻(xiàn)384
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高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 節(jié)選
第5章多媒體編輯【給學(xué)生的目標(biāo)】 通過學(xué)習(xí)本章的多媒體基礎(chǔ)知識，了解幾種媒體形式的概念、數(shù)字化過程、常用格式、壓縮方法等。通過完成本章設(shè)定的聲音、圖像、視頻編輯任務(wù)，學(xué)習(xí)幾種輕量級的多媒體軟件的使用方法，一方面加深對多媒體基礎(chǔ)理論知識的理解；另一方面能夠恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用這些媒體工具，完成簡單的媒體設(shè)計(jì)和制作，并學(xué)會使用壓縮工具和刻錄軟件，對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和刻錄。 【給老師的建議】 本章穿插著多媒體基礎(chǔ)知識的介紹和相關(guān)軟件使用方法的介紹，建議基礎(chǔ)知識部分安排2學(xué)時的課堂講授，實(shí)驗(yàn)部分以學(xué)生自學(xué)的形式完成。其中實(shí)驗(yàn)部分，如果是基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布作業(yè)，完成周期建議設(shè)置為一周；如果是采用固定安排實(shí)驗(yàn)室上機(jī)的實(shí)驗(yàn)形式，建議每一節(jié)安排1個學(xué)時，總共4學(xué)時。另外，作業(yè)評分上，除了對參數(shù)和形式等做一些規(guī)范性的要求外，還應(yīng)看重作品的整體效果和創(chuàng)造性構(gòu)思。 5.1問 題 描 述 早期的計(jì)算機(jī)只能處理和呈現(xiàn)數(shù)字和文字，而人類主要是通過眼睛和耳朵來接受外部的視覺與聲音信息，枯燥的數(shù)字和文字并不適合人的心理特點(diǎn)和欣賞習(xí)慣，怎么辦？要知道聰明的人類從來不會讓困難永遠(yuǎn)地絆住腳步。伴隨著音頻處理技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、視頻技術(shù)、動畫技術(shù)等的迅速發(fā)展，以及這些技術(shù)的融合，誕生了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個非常具有活力的分支——多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)使得計(jì)算機(jī)具有綜合處理文字、聲音、圖形、圖像和視頻信息等能力，通過多種媒體信息的獲取、編輯、傳遞和再現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)能更好地再現(xiàn)人類的自然世界，極大地改善了人機(jī)交互界面，改變了人們使用計(jì)算機(jī)的方式，給人們的工作和生活帶來巨大的變化。因此有人說: 多媒體信息處理技術(shù)與通信技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合和發(fā)展標(biāo)志著以計(jì)算機(jī)信息處理為核心的新技術(shù)革命，把人類社會從依靠自然資源的工業(yè)時代推進(jìn)到以信息、知識為重要資源的信息時代。 多媒體技術(shù)要解決的首要問題是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何采集、存儲和處理聲音、圖像、視頻等多種媒體信息。不管是聲音、圖像還是視頻，要讓計(jì)算機(jī)能夠處理，都必須數(shù)字化，用二進(jìn)制格式來表示，那么多媒體信息數(shù)字化的過程是怎樣的？數(shù)字化后的多媒體信息的數(shù)據(jù)量非常龐大，給存儲器的存儲容量以及通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬帶來極大的壓力，如何使用多媒體數(shù)據(jù)壓縮軟件緩解這一壓力，并使多媒體的實(shí)時處理成為可能？另外，在諸多的多媒體處理軟件中，如何正確地選擇和綜合運(yùn)用這些軟件，在計(jì)算機(jī)中修飾、美化、表達(dá)和串聯(lián)人們的現(xiàn)實(shí)世界或者人們天馬行空的想象世界呢？ 接下來，我們也假設(shè)一個任務(wù)，學(xué)習(xí)者通過完成這個任務(wù)，來掌握一些多媒體技術(shù)的基本知識和一些輕量級軟件的使用方法，逐步解決以上各種問題。任務(wù)描述: 主題: 創(chuàng)作一段3～5min的小視頻，并將小視頻分別刻錄成數(shù)據(jù)光盤和DVD視頻光盤。 要求: （1） 視頻以介紹云南或者貴州的旅游產(chǎn)業(yè)為主題。 （2） 小視頻中應(yīng)包含配音和字幕，并且所有配音與字幕同步。 （3） 制作的DVD光盤需要能在計(jì)算機(jī)光驅(qū)或DVD播放機(jī)中播放。 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）第5章多媒體編輯同樣可以將這個任務(wù)分成四步。 **步，設(shè)計(jì)場景和臺詞。 第二步，采集素材。選擇或者編輯相關(guān)的圖片，錄制原始視頻素材等。 第三步，錄制和編輯聲音，編輯視頻。 第四步，完成光盤制作。 其中，**步可參照第3章中介紹的創(chuàng)建思維導(dǎo)圖的方法，根據(jù)“云南旅游產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告的思維導(dǎo)圖”設(shè)計(jì)場景，根據(jù)第1章中完成的“云南旅游產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告”設(shè)計(jì)臺詞；而從第二步開始，我們希望通過攻克為達(dá)成任務(wù)目標(biāo)所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)關(guān)卡，一步步完成該任務(wù)。 5.2采集圖像和視頻〖1〗5.2.1視頻和圖像在計(jì)算機(jī)中的表示本章的目標(biāo)主要是制作一個視頻。視頻對于人們來說，再熟悉不過，每天網(wǎng)絡(luò)上各種類型的視頻讓人應(yīng)接不暇，人們的手機(jī)流量從每個月幾MB到現(xiàn)在的每個月幾GB甚至上百GB，其中很大一部分都貢獻(xiàn)給了視頻。然而，接觸了那么多的視頻，你確定你真的了解視頻嗎？ 我們知道，人眼在觀察景物時，當(dāng)看到的影像消失后，人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1～0.4s，這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象。那么將一幅幅獨(dú)立的圖像按照一定的速率連續(xù)播放，在眼前就形成了連續(xù)運(yùn)動的畫面，這就是動態(tài)圖像或運(yùn)動圖像，其中每一幅圖像稱為一幀。當(dāng)每一幀的圖像是實(shí)時獲取的自然景物圖像時，稱為動態(tài)影像視頻，簡稱視頻。因此，這樣看來，視頻事實(shí)上就是一系列連續(xù)播放的圖像。這樣似乎瞬間簡單多了。 圖51圖像的詳細(xì)信息 【小貼士】視頻與動畫的區(qū)別是，當(dāng)運(yùn)動圖像的每一幀是由人工或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像時，稱為動畫。 然而，圖像又是什么？計(jì)算機(jī)不是說好的只能處理0和1這樣的信息嗎，現(xiàn)實(shí)世界的圖像又怎樣能夠用計(jì)算機(jī)來存儲和處理呢？右擊任意一幅圖像，選擇“屬性”選項(xiàng)的“詳細(xì)信息”選項(xiàng)卡，會看到有關(guān)該圖像的詳細(xì)信息如圖51所示，其中有分辨率、位深度、像素等名詞，我們看似熟悉，可又說不出個所以然來。所以，別著急，給點(diǎn)耐心，我們一起先來深入了解一下有關(guān)圖像的基礎(chǔ)知識。 圖像是對客觀對象的一種相似性的、生動性的描述或?qū)懻妫侨祟惿鐣顒又?常用的信息載體。或者說圖像是對客觀對象的一種表示，它包含了被描述對象的有關(guān)信息。照片、繪畫、剪貼畫、地圖、書法作品、手寫漢字、傳真、衛(wèi)星云圖、影視畫面、X光片、腦電圖、心電圖等都是圖像。圖像根據(jù)圖像記錄方式的不同可分為兩大類: 模擬圖像和數(shù)字圖像。 對于現(xiàn)實(shí)世界的自然景物或使用光學(xué)透鏡系統(tǒng)在膠片上記錄下來的圖像，任何兩點(diǎn)之間都有無窮多個點(diǎn)，圖像顏色的變化有無窮多個值，這種在二維空間中位置和顏色都是連續(xù)變化的圖像稱為模擬圖像，也叫連續(xù)圖像。數(shù)字圖像又稱為數(shù)碼圖像或數(shù)位圖像，是二維圖像用有限數(shù)字?jǐn)?shù)值像素的表示，由數(shù)組或矩陣表示，其光照位置和強(qiáng)度都是離散的，是計(jì)算機(jī)或數(shù)字電路可以存儲和處理的圖像。目前來說，由數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、坐標(biāo)測量機(jī)、airborne radar設(shè)備輸入的圖像都是數(shù)字圖像。數(shù)字圖像通常由模擬圖像數(shù)字化得到，模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像的過程就是圖像的數(shù)字化過程。圖像的數(shù)字化需要經(jīng)過采樣、量化和編碼這3個步驟。 1. 采樣 一幅彩色圖像可以看作是二維連續(xù)函數(shù)f(x,y），其顏色f是坐標(biāo)(x,y）的函數(shù)，圖像數(shù)字化的**步是按一定的空間間隔自左到右、自上而下提取畫面顏色信息，假設(shè)我們對二維連續(xù)函數(shù)f(x,y）沿x方向以等間隔Δx采樣，采樣點(diǎn)數(shù)為M，沿y方向以等間隔Δy采樣，采樣點(diǎn)數(shù)為N，人們通常提到的分辨率，其實(shí)就是數(shù)字化過程中對一幅模擬圖像采樣的數(shù)量，即M×N。采樣后得到的各個點(diǎn)，稱為像素。顏色函數(shù)f(x,y）是在這些像素上的取值，構(gòu)成一個M×N的離散像素矩陣\[f(x,y)\]M×N。 2. 量化 采樣后的每個像素的顏色可以是無窮多個顏色中的任何一個，即顏色的取值范圍仍然是連續(xù)的。計(jì)算機(jī)只能處理有限種顏色，因而，需要對顏色的取值進(jìn)行離散化處理，即把近似的顏色劃分為同一種顏色，將顏色取值限定在有限個取值范圍內(nèi)，這一離散化過程稱為量化。例如，假設(shè)限定一幅圖像的顏色只有黑白兩種，則該幅圖中表示每個像素的顏色只需要一個二進(jìn)制位；如果量化的顏色取值有16個，則用來表示該幅圖每個像素顏色需要24個值，也就是需要4個二進(jìn)制位。表示每個像素的顏色所使用的二進(jìn)制位數(shù)，稱為像素深度，也稱為位深度，單位是位（bit）。 3. 編碼 將量化后每個像素的顏色用不同的二進(jìn)制編碼表示，于是就得到M×N的數(shù)值矩陣，把這些編碼數(shù)據(jù)一行一行地存放到文件中，就構(gòu)成了數(shù)字圖像文件的數(shù)據(jù)部分。一般完整的數(shù)字圖像文件中，除了這些表示圖像的數(shù)據(jù)外，還有一些關(guān)于圖像的控制信息，如圖像大小、顏色種類、壓縮算法等。 【小貼士】在不同的應(yīng)用場合，人們需要用不同的描述顏色的量化方法，這便是顏色模型。例如，顯示器采用RGB模型；打印機(jī)采用CMYK模型；從事藝術(shù)繪畫的人習(xí)慣用HSB模型等。數(shù)字圖像的生成、存儲、處理及輸出時，對應(yīng)不同的顏色模型需要做不同的處理和轉(zhuǎn)換。關(guān)于顏色模型的話題，大家可查閱相關(guān)資料進(jìn)行自學(xué)。 下面通過一個例子來說明圖像的數(shù)字化過程。圖52是一幅圖像，從左到右、自上而下各取16個采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，就得到一個16×16的像素矩陣。由于這幅圖是單色圖，只有黑白兩種顏色，在計(jì)算機(jī)中只需要1個二進(jìn)制位來表示這兩種顏色。假設(shè)用1表示黑色，0表示白色，于是就得到一個16×16的數(shù)值矩陣，如圖53所示。*后，將這些數(shù)據(jù)一 圖52圖像的數(shù)字化 圖53數(shù)字圖像的表示 行一行地存放到圖像文件中，一幅單色圖像就經(jīng)過數(shù)字化處理在計(jì)算機(jī)中存儲了。當(dāng)然，圖像文件中除了這些圖像數(shù)據(jù)以外，還包括其他一些控制信息。實(shí)驗(yàn)關(guān)卡51: 計(jì)算圖像的大小。 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo): 理解圖像數(shù)字化的基本過程。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 圖51中顯示的圖像，其分辨率為960×1280像素，位深度為24，試解釋該圖像的大小為何是3.51MB？給出推演過程。 5.2.2圖像的格式有哪些 用于描述數(shù)字圖像的文件大致上可以分為兩大類: 一類為位圖文件；另一類為矢量類文件。前者以點(diǎn)陣形式描述圖形圖像；后者是以數(shù)學(xué)方法描述的一種由幾何元素組成的圖形圖像（又通常稱為圖形文件）。本節(jié)所介紹的圖像文件類型均是指狹義的位圖文件。 存儲同一幅圖像可以有多種不同類型的文件格式，出現(xiàn)多種格式的原因是圖像的應(yīng)用目的以及處理圖像所采用的計(jì)算機(jī)軟硬件不同。不同格式的圖像文件可通過圖像處理軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)存儲時圖像信息是否損失，可分為有損壓縮格式和無損壓縮格式兩類。下面介紹幾種常見的圖像文件格式。 （1） BMP: 文件擴(kuò)展名為bmp。BMP是BitMap（位圖）的縮寫，是標(biāo)準(zhǔn)的Windows圖像文件格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的圖像處理軟件都支持這種文件格式。BMP文件一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，因此所占的存儲空間較大。 （2） GIF: 文件擴(kuò)展名為gif。GIF（Graphics Interchange Format）是由美國的CompuServe公司開發(fā)的圖像文件格式，是網(wǎng)頁上常用的圖像文件格式。GIF文件采用無損壓縮技術(shù)進(jìn)行存儲，不丟失信息，同時減少存儲空間。GIF可以用1～8位表示顏色，因此*多表示256種顏色。一個GIF文件中可以存儲多幅圖像，而且這多幅圖像可以按一定的時間間隔顯示，形成動畫效果。 （3） JPEG: 文件擴(kuò)展名為jpg或jpeg。JPEG（Joint Photographic Experts Group）是聯(lián)合圖像專家組的英文縮寫，這是一個由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）聯(lián)合組成的專家組，負(fù)責(zé)制定靜態(tài)的數(shù)字圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。該專家組制定的**個靜態(tài)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)，就稱為JPEG標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)采用一種有損壓縮算法，但在一定分辨率下視覺感受并不明顯，其壓縮比可以達(dá)到5∶1～50∶1。 （4） TIFF: 文件擴(kuò)展名為tiff或tif。TIFF（Tag Image File Format）是標(biāo)記圖像文件格式，是由Alaus與Microsoft公司共同研制開發(fā)。它是一種靈活的跨平臺的圖像文件格式，與計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)以及圖像處理硬件無關(guān)，適用于大多數(shù)的圖像處理軟件。 （5） PNG: 文件的擴(kuò)展名為png。PNG（Portable Network Graphics）是可移植的網(wǎng)絡(luò)圖像格式。它是為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的一種圖像文件格式。它采用無損的壓縮算法來減少文件大小。存儲彩色圖像時，像素深度可多達(dá)48位。PNG的缺點(diǎn)是不支持動畫應(yīng)用效果。 （6） EPS: 文件的擴(kuò)展名為eps或epsf。EPS是Encapsulated PostScript的縮寫，是跨平臺的標(biāo)準(zhǔn)格式，但蘋果機(jī)的用戶用得較多。EPS格式采用PostScript語言進(jìn)行描述，并且可以保存其他一些類型信息，如色調(diào)曲線、分色、剪輯路徑等，因此常用于印刷或打印輸出。 此外還有許多*初是為某些圖像處理軟硬件專門設(shè)計(jì)開發(fā)的專用圖像文件格式，如PCX、PSD、CDR、TGA、EXIF、PCD、DXF、UFO等，但隨著軟件的普及同時為了交流方便，逐步也成為較為通用的格式為用戶所熟知。 一般的圖像處理軟件都能兼容多種圖像文件格式，用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇適合的格式進(jìn)行存儲和處理圖像。例如，如果需要高質(zhì)量圖像打印輸出，一般要存儲成如TIFF、EPS格式；如果是三維制作或視頻輸出，*好用TGA格式；JPEG格式目前應(yīng)用非常廣泛，雖然是有損壓縮，但只要不是用太高壓縮比例，肉眼分辨不出圖像的損失，在網(wǎng)絡(luò)中普遍應(yīng)用；PNG格式雖然是*好的網(wǎng)絡(luò)圖像格式，可需注意的是較低版本的瀏覽器不支持；而如果需要網(wǎng)絡(luò)活動圖像可采用GIF格式。 5.2.3圖像的獲取和編輯 講了這么多，可別忘了初心: 制作視頻，我們是認(rèn)真的。與PPT的制作一樣，圖片同樣也是視頻制作中的常用元素之一。數(shù)碼產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，使得人們很容易就能獲得海量的圖片，人們輕易就能將身邊的景象通過手機(jī)或者相機(jī)記錄下來，并共享到互聯(lián)網(wǎng)上。與制作PPT一樣，制作視頻時選用的圖片，同樣需要從美觀、創(chuàng)意、內(nèi)容關(guān)聯(lián)性這3個方面來考慮。這樣，除了通過自己拍攝、互聯(lián)網(wǎng)下載等方式獲得圖片外，還可以通過截圖工具，截取屏幕或是屏幕的一角獲得。針對不盡如人意的圖片，也可以使用一些圖片編輯軟件，對圖片進(jìn)行編輯和修改。下面來介紹Windows自帶的幾種圖片處理工具。 1. Windows截圖工具 在第3章中，已經(jīng)制作一個精美的PPT，或許我們想，某一頁P(yáng)PT正是我們想要的圖片素材，那么除了將PPT直接另存為圖片格式的文件之外，還可以直接使用Windows截圖工具，截取屏幕上的PPT頁面。操作如下。 (1) 在“開始”→“Windows附件”菜單中，選擇“截圖工具”命令，打開截圖工具，如圖54所示。 （2) 單擊“模式”按鈕右側(cè)的倒三角符號，選擇“矩形截圖”模式，如圖55所示。 （3) 拖動鼠標(biāo)，截取屏幕上的任意位置的圖像；松開鼠標(biāo)，截圖將自動顯示在截圖工具的窗格中。 （4) 單擊“工具”菜單欄中的“筆”選項(xiàng)，如圖56所示，選擇用指定顏色的筆，對截圖進(jìn)行簡單的注釋。如圖57所示。 圖54打開截圖工具 圖55選取截圖模式 圖56使用工具編輯截圖 圖57編輯截圖 （5) 單擊工具欄上的“保存”圖標(biāo)，可將截圖保存為JPG、JIF或PNG格式的圖像。 【小貼士】使用鍵盤上的PrtSc鍵，同樣可以完成截取屏幕的操作，但該操作截取的是整個屏幕。 2. Windows畫圖工具 事實(shí)上，“Windows 附件”中還有一個畫圖工具，可以與截圖工具配合使用，能夠更好地完成圖像的截取和編輯。按下鍵盤上的PrtSc鍵，或者使用截圖工具截取屏幕后，可打開畫圖工具，按下Ctrl+V鍵，直接將截獲的圖像粘貼在畫圖工具中。在這里你可以為截圖添加文字、圖形、填充效果等，也可以對圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、調(diào)整大小等操作。由于操作界面簡單，這里就不多做介紹了，大家通過自學(xué)以及完成實(shí)驗(yàn)關(guān)卡的內(nèi)容，掌握畫圖工具的使用方法。實(shí)驗(yàn)關(guān)卡52: 比較不同格式圖像文件之間的差異。 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo): ①自學(xué)Windows畫圖工具； ②理解數(shù)字圖像的性能指標(biāo)，認(rèn)識不同圖像格式之間的差異。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 給定圖片“彩色梯田.bmp”，利用Windows的畫圖工具，將該圖像文件另存為不同的文件格式，如BMP、JPG、GIF格式，填寫表51。 表51不同格式圖像文件的大小和質(zhì)量比較 文件名稱文件類型文件大小/KB位深度質(zhì)量描述二值黑白位圖16色位圖256色位圖彩色梯田.bmp真彩色24位圖1407JPG圖像GIF圖像3. 照片工具 作為Windows 10的伴隨應(yīng)用，“照片”工具在經(jīng)歷多次的升級更新后，功能越來越豐富易用，依托*新Win 10 Insider版本，“照片”工具已經(jīng)可以滿足大部分用戶的編輯需求了。右擊圖片，選擇使用Windows 10自帶的“照片”工具打開，單擊右上角工具欄中的“編輯”命令即可進(jìn)入編輯模式，如圖58所示。 圖58照片編輯主界面 目前照片工具可進(jìn)行的編輯功能大致分為裁剪和旋轉(zhuǎn)、增強(qiáng)、調(diào)整三大部分。 （1） 裁剪和旋轉(zhuǎn): 該功能允許用戶從一張照片中選取重點(diǎn)部分，并且可以在一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度。 （2） 增強(qiáng): 主要是給照片添加色彩和材質(zhì)效果，其中“增強(qiáng)照片”欄目可以對照片效果進(jìn)行一鍵增強(qiáng)處理，達(dá)到快速美化的效果；而“選擇濾鏡”欄目中，預(yù)置了15種濾鏡效果，可根據(jù)需要選擇一種濾鏡效果，然后拉動照片下方的滑塊來決定濾鏡的深度。 （3） 調(diào)整: 該模塊的主要功能是對照片的光線、顏色、清晰度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法也都是通過滑塊來進(jìn)行。該模塊同時還支持照片紅眼和斑點(diǎn)去除兩種特殊處理功能。實(shí)驗(yàn)關(guān)卡53: 綜合運(yùn)用Windows自帶的圖像處理軟件。 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo): 能夠自如選擇Windows自帶的圖像處理軟件進(jìn)行圖片編輯。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 獲取實(shí)驗(yàn)關(guān)卡38的結(jié)果中的目錄頁圖像，增強(qiáng)其藝術(shù)效果，要求: ①為原圖增加一個藍(lán)色云彩圖形，并添加“暈影”和Sahara濾鏡效果，強(qiáng)度分別為80和40； ②按照16∶9的比例裁剪圖片，右下角添加作者姓名； ③利用畫圖工具，將橢圓形選中部分填充為“普通鉛筆”效果； ④將*終圖像大小設(shè)置為1024×600像素，處理結(jié)果另存為“封面效果.jpg”，如圖59所示。 圖59“封面效果”樣張 5.2.4視頻的獲取和參數(shù)分析 圖510視頻的詳細(xì)信息任務(wù)的第二步，除了選擇和編輯圖片之外，我們還需要錄制原始視頻素材。大家知道，錄制視頻的方式有多種，其中，在對視頻質(zhì)量要求并不太高的情況下，大家首選的一定是用手機(jī)的攝像頭錄制。根據(jù)設(shè)計(jì)好的場景，選擇合適的場地和道具，然后演員便可開始表演了。 當(dāng)然，一定也有人采用其他的方式錄制視頻，如數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)攝像頭等。錄制完一段視頻，或許你會發(fā)現(xiàn)，你的蘋果手機(jī)錄制的視頻存儲成了MOV文件，別人的其他手機(jī)可能是MP4或者AVI等格式的。并且，查看不同的視頻屬性，其“詳細(xì)信息”選項(xiàng)卡中顯示的參數(shù)也不盡相同，如圖510所示。這些陌生又熟悉的名詞是不是又勾起了你的好奇心，這些參數(shù)是什么意思？ 幀寬度和幀高度: 幀寬度和幀高度就是組成視頻的圖像的寬度和高度。可以類比前面學(xué)過的圖像的分辨率的概念。 數(shù)據(jù)速率: 單位時間內(nèi)在信息傳輸通道上
高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教材精選大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程(第2版) 作者簡介
周海芳，女，博士，教授，畢業(yè)于國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；長期從事計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生教育工作，相繼承擔(dān)了“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)”“數(shù)字圖像處理”“并行計(jì)算導(dǎo)論”等本科生和研究生課程的授課任務(wù)，獲國際lSW和FDW教師資質(zhì)認(rèn)證，現(xiàn)為國防科技大學(xué)公共基礎(chǔ)課“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程負(fù)責(zé)人；獲湖南省教學(xué)成果獎2項(xiàng)，在《計(jì)算機(jī)教育》《高等教育研究學(xué)報(bào)》等期刊發(fā)表教學(xué)論文10余篇。主持建設(shè)的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”MOOC課程在2017年獲首批國家精品在線開放課程認(rèn)證；在遙感圖像并行處理領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，其中20余篇進(jìn)入SCI、El檢索；出版學(xué)術(shù)專著3部，獲得2項(xiàng)國防發(fā)明專利和5項(xiàng)軟件著作版權(quán)。
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