＊＊自由教辅信息技术重构依据CC－BY－NC－SA许可分发Version0.0.1＊＊
＊＊第二章数字化＊＊
＊＊一、音频数字化＊＊
＊＊1.PCM编码最常用＊＊
a.＊＊定义＊＊：PCM编码就是把我们听到的连续的声音比如说话、音乐，按照固定的时间间隔进行采样，也就是一小段一小段地＂截取＂，然后把每一小段声音的音量振幅用数字的方式表示出来。这样电脑就能用一串数字来记录原来的声音，之后再把这些数字还原回声音，让我们重新听到几乎一样的效果。
b.＊＊分步＊＊：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊步骤＊＊＊＊名称＊＊＊＊做了什么？＊＊＊＊举个例子＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
一采样每隔一点时间＂听＂一次声音，就像不断拍声音的快照每秒采样44，100次CD音质
二量化把每次采到的声音大小振幅用数字表示出来声音大小变成0～65535
之间的数字16位
三编码把所有的数字一个个排好，组成一串数据存进电脑或音频文件得到一段数字音频，能还原成声音
内容未完，下一页继续阅读－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
c.＊＊文件大小计算未压缩：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊参数名称＊＊＊＊含义说明＊＊＊＊示例值＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
采样率每秒采集多少次声音数据44，100HzCD音质
位深度每次采样使用多少位二进制位表示16位
声道数声音通道数量单声道或立体声2立体声
时长音频的总时长单位：秒10秒
公式文件大小=采样率×位深度×声道数×－－－
时间÷8
计算过程44100×16×2×10÷81，764，000字节
转换为MB字节数÷1024÷1024≈1.68MB
内容未完，下一页继续阅读－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
d.＊＊压缩＊＊：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊项目＊＊＊＊PCM编码原始＊＊＊＊无损压缩音频＊＊＊＊有损压缩音频＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
是否压缩不压缩压缩不丢失信息压缩丢失部分信息
音质非常高原始音质与原始一样可察觉变化压缩后音质
文件大小最大中等最小
是否支持还原是，直接播放或编辑是，可100％还原原始数据否，信息永久丢失
常见格式WAV、AIFFFLAC、ALACMP3、AAC、OGG
应用场景音乐制作、广播、存档高音质音乐存储、备份流媒体、网络传输、手机音乐
举个例子专业录音室录下的声音无损音乐播放器里的歌曲音乐软件较低音质的音频
内容未完，下一页继续阅读－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊·PCM编码＊＊是不压缩的原始声音，音质最好但文件大；
＊＊·无损压缩＊＊压缩后还原不丢音质；
＊＊·有损压缩＊＊更省空间，但会牺牲一点音质。
＊＊2.DSD编码＊＊
a.＊＊定义＊＊：DSD编码是一种用极高频率的＊＊1位数字信号＊＊来记录声音变化的音频编码方式，声音还原度很高，是一种高保真音频格式。
b.＊＊DSD与PCM的区别＊＊：
＊＊DSD和PCM
不一样＊＊，它不是一次记录＂声音有多大＂，而是用＊＊非常快的速度＊＊比如每秒
2，822，400次记录＂声音是变大了还是变小了＂。
·每次采样只用＊＊1位0或1＊＊来表示声音的趋势。
·类似＂跟踪声音波动的方向＂而不是＂测量具体数值＂。
内容未完，下一页继续阅读·虽然每次只有1位，但因为采样非常密集，最后还原的声音也非常细腻。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊项目＊＊＊＊PCM编码＊＊＊＊DSD编码＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
位深度多位如16位、24位1位
采样率一般为44.1kHz～192kHz超高，比如2.8224MHzDSD64
表示方式表示＂当前声音有多大＂表示＂声音是在变大还是变小＂
应用普通音频、CD、音乐制作SACD超级音频CD、高端音响
文件大小相对较小有压缩时较大虽然是1位，但采样极密
音质风格清晰、细节多柔和、自然、类模拟味道
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
c.＊＊文件大小计算未压缩：＊＊
内容未完，下一页继续阅读－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊项目＊＊＊＊说明＊＊＊＊示例值以DSD64
为例＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊采样率＊＊＊＊每秒钟采样次数＊＊＊＊2，822，400HzDSD64＊＊
＊＊位深度＊＊＊＊每次采样使用的位数＊＊＊＊1位＊＊
＊＊声道数＊＊＊＊声音通道数量单声道=1，立体声=2＊＊＊＊2立体声＊＊
＊＊音频时长＊＊＊＊声音的总时长＊＊＊＊60秒＊＊
＊＊公式＊＊＊＊文件大小字节=采样率×声道数×＊＊=2，822，400×2×60÷
时间÷8＊＊8＊＊
＊＊计算结果＊＊＊＊实际字节数＊＊＊＊42，336，000字节≈40.38
MB＊＊
内容未完，下一页继续阅读－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊常见DSD编码格式文件大小对比表立体声、1分钟音频：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊编码格式＊＊＊＊采样率Hz＊＊＊＊每分钟文件大小字节＊＊＊＊约合文件大小MB＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊DSD64＊＊＊＊2，822，400＊＊＊＊42，336，000＊＊＊＊≈40.38MB＊＊
＊＊DSD128＊＊＊＊5，644，800＊＊＊＊84，672，000＊＊＊＊≈80.77MB＊＊
＊＊DSD256＊＊＊＊11，289，600＊＊＊＊169，344，000＊＊＊＊≈161.53MB＊＊
＊＊DSD512＊＊＊＊22，579，200＊＊＊＊338，688，000＊＊＊＊≈323.06MB＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
d.＊＊压缩：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
内容未完，下一页继续阅读＊＊压缩类型＊＊＊＊说明＊＊＊＊示例格式＊＊＊＊特点＊＊＊＊文件大小＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊不压缩＊＊完全没有任何压缩，保存原始的DSD＊＊DSDRaw＊＊或音质保持原样，但文件非常大，不做任何数据丢失文件非常大，接近原始大小
数据＊＊DSF无压缩＊＊
＊＊无损压缩＊＊压缩后可以100％恢复原始音质＊＊DSTDirectStream压缩后音质不丢失，适用于高保真音频文件大小减少约30％－50％
Transfer＊＊
＊＊有损压缩＊＊压缩后丢失部分音质，牺牲一部分细节＊＊DSF降低了采样率＊＊压缩比高，适合流媒体和存储，但音质会有所牺牲文件大小大幅减少可高达90％
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊二、图像数字化＊＊
＊＊1.位图＊＊
a.＊＊定义＊＊：位图Bitmap是一种用于存储图像数据的文件格式或数据结构。在位图中，图像被表示为一个像素网格，每个像素有特定的颜色值。通常，位图是通过以二维矩阵的方式排列像素来表示图像的，每个像素对应一个数据单元。
·位图的分辨率由图像的像素数量决定，分辨率越高，图像越清晰。
内容未完，下一页继续阅读·由于每个像素都需要存储信息，位图文件通常会比较大，特别是在高分辨率或颜色丰富的情况下。
当你缩放位图图像时，图像会失去清晰度，可能会出现锯齿状的边缘或模糊现象。
·常见的位图格式包括BMP、PNG、JPEG、GIF等。
b.＊＊文件大小计算未压缩：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊项目＊＊＊＊含义＊＊＊＊示例值＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊图像宽度＊＊＊＊图像水平像素的数量＊＊＊＊1000像素＊＊
＊＊图像高度＊＊＊＊图像垂直像素的数量＊＊＊＊800像素＊＊
＊＊像素总数＊＊＊＊图像的总像素数量宽度×高度＊＊＊＊1000×800=800，000
个像素＊＊
＊＊颜色深度＊＊＊＊每个像素所占用的位数bit，表示颜色信息的丰富程度＊＊＊＊24位＊＊
内容未完，下一页继续阅读＊＊每像素字节数＊＊＊＊每个像素占用的字节数，计算方式为颜色深度除以8＊＊＊＊24/8=3字节＊＊
＊＊文件大小字节＊＊＊＊图像的文件大小，计算方式为像素总数乘以每像素的字节数＊＊＊＊800，000×3=2，400，000
字节＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊色彩表达方式：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊表达方式＊＊＊＊定义描述＊＊＊＊示例数值＊＊＊＊说明＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊个种色＊＊＊＊表示图像可显示的颜色数量，即总的颜色个数，用＂个＂作为单位。＊＊＊＊256个种色、65，536＊＊数值通常为2的n次方，例如8位色对应2?=256
个种色、16，777，216个色。＊＊
个种色＊＊
＊＊位色＊＊＊＊指图像的色深，即每个像素用来表示颜色信息的位数，用＂位色＂描述。＊＊＊＊8位色、16位色、24＊＊例如8位色表示每个像素用8位存储颜色，通常对应
内容未完，下一页继续阅读位色、32位色＊＊256个色。＊＊
＊＊色位＊＊＊＊同＂个种色＂，也用于描述像素颜色的种数。＊＊＊＊8色位、16＊＊注意：这种表示方法没有被广泛使用，说法不一。＊＊
色位、256色位＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
c.＊＊压缩：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊属性＊＊＊＊不压缩位图＊＊＊＊无损压缩＊＊＊＊有损压缩＊＊＊＊说明＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊文件大小＊＊＊＊最大＊＊＊＊较小＊＊＊＊最小＊＊＊＊不压缩存储所有像素数据；无损压缩在不丢失信息的前提下减小体积；有损压缩则通过舍弃部分细节达到更高压缩率。＊＊
＊＊图像质量＊＊＊＊保持原始质量，无任何损失＊＊＊＊完全保留原始图像质量＊＊＊＊存在不同程度的质量损失＊＊＊＊无损压缩不影响图像质量，有损压缩在高压缩比下可能出现伪影和细节损失。＊＊
＊＊处理速度＊＊＊＊数据量大，读写速度较慢＊＊＊＊需要解压缩，但通常较快＊＊＊＊解压和压缩处理较复杂，部分场景下较慢＊＊＊＊无损和有损压缩都需要额外的压缩/解压缩过程，但有损压缩算法通常针对传输优化。＊＊
＊＊编辑灵活性＊＊＊＊直接编辑，无重复编码问题＊＊＊＊编辑时需解压为原始数据，后续可恢复＊＊＊＊多次编辑和重压缩会累计损失图像质量＊＊＊＊不压缩和无损压缩适合频繁编辑，有损压缩不适合反复处理。＊＊
内容未完，下一页继续阅读＊＊存储与传输＊＊＊＊占用大量空间，传输带宽要求高＊＊＊＊存储和传输需求适中＊＊＊＊占用最少存储空间，传输更高效＊＊＊＊在网络应用和移动设备中，有损压缩常用以降低传输延时，无损压缩则用于对质量要求较高的场合。＊＊
＊＊应用场景＊＊＊＊专业图像处理、医学影像、扫描件等＊＊＊＊数据归档、无损要求的数字摄影和设计＊＊＊＊数字摄影、网页图片、社交媒体、视频流媒体等＊＊＊＊根据应用场景选择合适的存储方式：高质量需求时选用不压缩或无损压缩；对传输和存储要求较高时可采用有损压缩。＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊
＊＊
＊＊2.矢量图＊＊
a.＊＊定义＊＊：矢量图＊＊Vector＊＊是一种利用数学公式描述图形和图像的表现方式，其主要特点是用点、线、曲线和多边形等基本几何元素来构造图形，而不是像位图那样记录每一个像素的信息。这种表示方法的主要优点包括：
·＊＊无损缩放＊＊：由于图形由数学表达式定义，放大或缩小时不会失去清晰度或出现锯齿现象。
·＊＊较小文件体积＊＊：＊＊在图形内容较为简单的情况下＊＊，矢量图的文件通常比同尺寸的位图要小，因为它只存储形状和颜色的描述信息。
＊＊便于编辑＊＊：矢量图中的各个对象可以独立修改、调整形状、颜色、位置等，适合需要频繁修改和调整的设计工作。
·矢量图常用于标志设计、图标、插图、技术绘图和排版等场合。常见的矢量图格式有
SVG、EPS、AI和PDF等。
内容未完，下一页继续阅读b.＊＊文件大小计算未压缩：＊＊
＊＊矢量图没有文件大小的计算公式。＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊图形类型＊＊＊＊描述＊＊＊＊典型文件大小＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊简单SVG单矩形＊＊＊＊一个矩形，无复杂属性＊＊＊＊约100字节＊＊
＊＊中等复杂SVG多形状＊＊＊＊包含多个矩形和圆，少量路径＊＊＊＊约1－10KB＊＊
＊＊复杂SVG多路径＊＊＊＊包含详细路径和文本，如技术图＊＊＊＊数十KB至数百KB＊＊
＊＊高度详细矢量图＊＊＊＊复杂插图或动画，包含大量元素＊＊＊＊可能达1MB以上＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊
＊＊
内容未完，下一页继续阅读c.＊＊压缩：＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊属性＊＊＊＊不压缩＊＊＊＊无损压缩矢量图＊＊＊＊有损压缩矢量图＊＊＊＊说明＊＊
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－