1.1 数字视频的基础认识

数字视频是通过视频捕捉设备进行采集，然后将视频信号转换为帧信息，并以约每秒30帧的速度播放的运动画面。本节将对数字视频的相关基础知识进行讲解。

实例解析：随着数字技术的迅猛发展，数字视频开始取代模拟视频，并逐渐成为新一代的视频应用标准，现在已广泛应用于商业和网络的传播中。

知识点睛：数字视频就是以数字形式记录的视频，和模拟视频是相对的。

数字视频就是以数字形式记录的视频，和模拟视频是相对的。数字视频有不同的产生方式、存储方式和播出方式。是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转换为电信号，再记录到存储介质（如录像带）中。

熟悉模拟信号与数字信号的差别后，数字视频的概念就变得很好理解了。数字视频就是使用数字信号来记录、传输、编辑以及修改的视频数据。

实例解析：模拟信号是指在时间和数值上都是连续且不断变化的信号。

知识点睛：模拟信号的幅度、频率及相位都会随着时间发生变化，如声音信号、图形信号等。

模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。模拟信号的幅度、频率及相位都会随着时间发生变化，如声音信号、图形信号等，如图1-1所示。

实例解析：数字信号的幅值波形幅度被限制在有限的个数内。

知识点睛：数字信号具有便于存储、处理和交换等特点。

数字信号不会受到强烈的干扰，而且有着便于存储、处理和交换等特点，其具有安全性和设备的集成化等优点。由于数字信号的幅值有限，因此在传输过程中也会受到干扰。然而，数字信号在适当的距离即可重新生成无噪声干扰的数字信号，如图1-2所示。

实例解析：数字视频的发展与计算机的处理能力密切相关。

知识点睛：认识计算机阶段、数据处理阶段以及多媒体阶段的含义。

自20世纪40年代计算机诞生以来，计算机大约经历了计算机阶段、数据处理阶段以及多媒体阶段3个发展阶段，下面将对这3个发展阶段进行介绍。

计算机阶段：计算机刚刚问世不久，主要用于科学与工程技术中。因此，在20世纪40年代的计算机仅能处理数值数据。

数据处理阶段：随着字符发生器的诞生，计算机不但能处理简单的数值，还可以表示和处理字幕及各类符号。从此，计算机的应用领域得到了进一步扩展。

多媒体阶段：随着各种图形、图像和语音设备的问世，计算机逐渐步入了突破性的多媒体时代。在这一阶段中，电脑可以直接、生动地传达相关媒体信息，因此多媒体时代是推动数字视频的重要时期。

实例解析：人们所看到的视频本身是一些静止的图像，当这些静止的图片在人们眼中快速、连续地播放时，人们眼中便会出现视觉停留的现象。

知识点睛：了解导致视觉停留时间不同的原因。

由于物体影像会在人的视网膜上停留0.1～0.4秒，因此导致视觉停留时间不同的原因在于物体的运动速度和个人之间的个体差异，如图1-3所示。

实例解析：音频压缩标准主要是指对占用空间容量较大的音频文件进行压缩操作，以节省空间。

知识点睛：数字音频压缩技术标准有3种。

数字音频压缩技术标准分为电话语音压缩、调幅广播语音压缩和调频广播及CD音质的宽带音频压缩3种。

实例解析：由于数字视频原有的形式占用空间十分庞大，因此为了方便传送和视频播放的便捷，人们开始压缩数字视频。

知识点睛：MPEG标准是由ISO国际标准化组织所制定的。

数字视频的压缩技术采用的是特殊的记录方式保存数字视频信号，使用最多的数字视频压缩标准为MPEG标准。

MPEG标准是由ISO国际标准化组织所制定并发布的视频、音频以及数据压缩技术，为存储高清晰度的视频数据奠定了坚实的基础。

实例解析：像素是组成画面的最小单位，通常一个像素点中由“红”、“绿”、“蓝”3个颜色点组成，分辨率是指屏幕上像素的数量。

知识点睛：像素和分辨率都是影响每幅画面清晰程度的重要因素。

像素和分辨率都是影响每幅画面清晰程度的重要因素。因此，分辨率越大、像素数量越多，则视频画面的清晰度就越高。

实例解析：颜色深度是指最多支持的颜色种类，一般用“位”来描述。

知识点睛：不同格式的图像呈现出的颜色种类会有所不同。

不同格式的图像呈现出的颜色种类会有所不同，如GIF格式的图片所支持的是256种颜色，则需要使用256个不同的数值来表示不同的颜色，即0～255。

颜色深度越小，色彩的鲜艳度就相对越低，如图1-4所示；反之，颜色的深度越大，图片占用的空间也会越大，色彩的鲜艳度也会越高，如图1-5所示。