陸元明

（深圳大學師范學院，廣東深圳 518060）

教學圖像不僅是教學系統(tǒng)的最重要資源之一，也是教學系統(tǒng)最主要的人機交互元素之一，它對教學的重要性是不言而喻的，我們經(jīng)?；ê芏喙Ψ蛉パ芯拷虒W系統(tǒng)里的聲音、視頻、動畫，甚至網(wǎng)絡流媒體等教學資源，而很少有專門針對教學圖像格式的研究，這里所做的初步嘗試性分析，希望起到拋磚引玉的作用。

一、教學圖像的重要共性

1.圖像格式

各種圖像格式的不同之處在于表示圖像數(shù)據(jù)的方式，并且它們支持不同的壓縮方法和Photoshop 功能。圖像的標準位深度是8 位/通道，除非是圖像處理類課程的特例，教學圖像通常不需要涉及更多的位深度。

適用于教學的圖像格式，種類不少，但真正常用、兼容性又好的卻并不多，在充分研究這些格式特性的基礎(chǔ)上用好它們，是本文的初衷。

2.分辨率設置

在調(diào)整圖像大小的時候，可以設置分辨率，因為絕大多數(shù)教學圖像都是用于教學網(wǎng)站、網(wǎng)絡課程、課堂教學用演示文稿或者教學軟件等幾個方面，極少有涉及高分辨率打印輸出等情況，因此可將教學圖像分辨率固定設置為72PPI 或者96PPI，而以96PPI 為更好（以適應高清顯示器已經(jīng)廣泛應用這個現(xiàn)實），只有用GIF 格式制作教學動畫時，可以選擇72PPI，這是因為動畫本身的尺寸比較小。

由于顯示器物理分辨率是固定的，在教學圖像中使用更高的分辨率，通常只是無謂增加了傳輸、解壓和系統(tǒng)的負擔，有害無益，這應當成為共識和常識。

3.存儲為Web 所用格式

“存儲為Web 所用格式”是Photoshop“文件”菜單下的選項，其鍵盤快捷鍵為Alt+Shift+Ctrl+S，這種存儲方式往往不容易被人們注意到，但它卻是生成教學圖像的最佳方式，理由如下：

（1）三種最常用的教學圖像格式，GIF、JPEG 和PNG 都可統(tǒng)一用這種方式生成；

（2）每種圖像格式，都有針對Web 和電腦顯示的完整優(yōu)化選項，適應性極強；

（3）過去Photoshop 附帶的Image Ready 位圖編輯器已經(jīng)被這個功能替代，即：“存儲為Web 所用格式”是Photoshop 生成GIF 動畫的唯一方法。

二、JPEG 格式圖像及其教學應用

1.JPEG 格式圖像概述

JPEG (聯(lián)合圖像專家組) 格式是在 World Wide Web 及其他聯(lián)機服務上最常用的一種格式（如圖1），用于顯示超文本標記語言 (HTML) 文檔中的照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像，它是大多數(shù)數(shù)碼相機的默認記錄格式。JPEG 格式支持 CMYK、RGB 和灰度顏色模式，但不支持透明度。與 GIF 格式不同，JPEG 保留 RGB 圖像中的所有顏色信息，但通過有選擇地扔掉數(shù)據(jù)來壓縮文件大小。

JPEG 圖像在打開時自動解壓。壓縮級別越高，得到的圖像品質(zhì)越低；壓縮級別越低，得到的圖像品質(zhì)越高。在大多數(shù)情況下，“最佳”品質(zhì)選項產(chǎn)生的結(jié)果與原圖像幾乎無分別。

JPEG 使用有損壓縮，建議對連續(xù)色調(diào)圖像（如照片）使用此壓縮方法，若要指定圖像的品質(zhì)，當用Photoshop 保存時，請在“品質(zhì)”文本框中輸入 0 至12 之間的一個值。如果圖像需要高分辨率打印輸出，請選取最佳品質(zhì)壓縮。但對大多數(shù)教學應用，品質(zhì)“高”（對應值8）已經(jīng)足夠。

2.JPEG 圖像的教學應用及處理方法

（1）就教學而言，JPEG 格式通常用于教學網(wǎng)站上的照片展示、網(wǎng)頁的背景圖片、網(wǎng)絡課程的“Banner”（橫幅漸變圖片）、教學示意圖/原理圖、幻燈片放映用圖、課堂演示文稿的母版背景圖、教學軟件插圖以及在其他在線服務中顯示照片和其他連續(xù)色調(diào)圖像；

（2）由于其壓縮品質(zhì)可選，所以適應范圍很廣，既可以是非常簡潔的圖符，也可以是用以研究圖像處理效果的高清晰度大圖；

（3）需要注意的是，由于JPEG 不支持透明度，所以作為背景類或者裝飾性的圖片使用時，通常要進行一些加工，在Photoshop 中，“以快速蒙板模式”編輯、使用自定形狀工具和圖層樣式制作特別的邊框、在蒙板上使用漸變填充、調(diào)整圖層不透明度和圖層混合模式、使用各種濾鏡等，是常用的方法。

依據(jù)前文，“存儲為Web 所用格式”是生成教學圖像簡便而又更加適當?shù)姆绞剑鐖D1 所示，“品質(zhì)”可選0 至100，這里選了“非常高”（默認為80），默認勾選“連續(xù)”，這時網(wǎng)絡圖片將以多條路徑下載，而“優(yōu)化”用以創(chuàng)建更小但兼容性更低的文件，“圖像大小”用于改變尺寸，如果是縮小，通常選擇插值算法“兩次立方（較銳利）”，其他選項較少用到，讀者可自行參閱相關(guān)文獻或Adobe 的幫助文件。

圖1 存儲為Web 所用格式：JPEG 選項

三、GIF 格式圖像：圖片動畫的唯一選擇

1.GIF 格式圖像概述

圖形交換格式 (GIF) 是在 World Wide Web 及其他聯(lián)機服務上常用的一種文件格式(如圖2)，用于顯示超文本標記語言 (HTML) 文檔中的索引顏色圖像。GIF是一種用 LZW 壓縮的格式，目的在于最小化文件大小和傳輸時間。GIF 格式保留索引顏色圖像中的透明度，但不支持 Alpha 通道。

2.GIF 圖像的教學應用價值

GIF 與JPEG 同為最早出現(xiàn)、最常用的圖像格式，它有以下三大特點，注定了其廣泛的教學應用價值：

（1）GIF 采用索引顏色模式，最多256 色，這個特性使得文件可以變得非常小，尤其適合教學插畫、圖符、教學示意圖或原理圖等類不需要太多顏色的教學應用；

（2）GIF 支持透明度，這樣插入的圖片可更好地與教學應用情景融為一體，而不需要專門設置，圖2 所示的是一個256 色，摳為透明背景的教學插圖，文件很小，可以方便自然地應用到教學網(wǎng)頁、網(wǎng)絡課程、演示文稿或者教學軟件中，而無須額外處理；

（3）GIF 是唯一支持動畫的圖像格式，與FLASH 等需要插件或播放器的動畫不同，GIF 動畫天然被各種教學應用環(huán)境所支持，不需要任何設置！設計精巧的GIF動畫可以給教學應用帶來豐富的多媒體感受和教學交互性（例如設置形象生動的超級鏈接等）。

圖2 存儲為Web 所用格式：GIF 選項

四、PNG 格式圖像：教學應用前途廣闊

1.PNG 格式圖像概述

便攜網(wǎng)絡圖形 (PNG) 格式是上世紀90年代中期作為GIF 和TIFF 的無專利替代品開發(fā)的，同時增加了一些GIF 文件格式所不具備的特性，用于無損壓縮和在Web 上顯示圖像。PNG 格式支持無Alpha 通道的RGB、索引顏色、灰度和位圖模式的圖像。

PNG 格式有PNG-8 和PNG-24 兩種，都支持透明度，而前者跟GIF 類似，同樣采用8 位調(diào)色板，將RGB 彩色圖像轉(zhuǎn)換為2 至256 種索引仿色，它很適合那些顏色比較單一的圖像，例如Logo、圖標等；PNG-24 與GIF 不同，它支持24 位真彩色和256 級透明度，使得彩色圖像的邊緣能與任何背景平滑地融合，從而徹底地消除鋸齒邊緣，這種功能是其他圖像格式?jīng)]有的；此外，PNG 具備流式讀/寫性能(stream ability)，即允許連續(xù)讀出和寫入圖像數(shù)據(jù)，這個特性很適合在網(wǎng)絡教學過程中生成和顯示圖像。

PNG 出現(xiàn)較晚，很多網(wǎng)絡瀏覽器經(jīng)過很長時間才開始完全支持PNG 格式，如微軟的IE 瀏覽器一直到7.0版才支持PNG 格式中的半透明效果，但它后來居上，在許多教學情境下可以更好地替代JPEG 和GIF 格式。

2.PNG 圖像的教學獨特應用

（1）PNG-24 格式同時擁有256 級透明度和真彩色支持兩大屬性，這在圖像格式中是獨一無二的，可適用于制作教學圖標、Logo、教學示意圖、流程圖、帶透明漸變的背景圖、各種材質(zhì)的鏤空文字、帶自定形狀邊框的高清圖片等等幾乎所有教學環(huán)境；

（2）更優(yōu)化的網(wǎng)絡傳輸性能（流式特性）、更小的體積和能夠無損壓縮等優(yōu)異特點，使其成為未來教學圖像應用，特別是網(wǎng)絡教學方面非常有前途的格式；

（3）在目前的智能移動設備上，PNG 已經(jīng)成為最主流的圖像格式之一，它在移動學習方面（例如以平板電腦為主的“電子書包”）的應用重要性，將是不可替代的。

圖3 為“存儲為Web 所用格式”，預設選“PNG-24”時的對話框，其中“交錯”復選框用以讓圖片“以多條路徑下載”。

圖3 存儲為Web 所用格式：PNG 選項

示例圖片使用了蘋果自定形狀做蒙版摳圖，又用了“金子”圖層樣式做特色邊框，再在圖層蒙板中用黑白漸變工具示范了連續(xù)漸變半透明效果。

五、PDF 格式：理想的電子教材

便攜文檔格式 (PDF) 是一種靈活的、開放標準的、跨平臺和跨應用程序的文件格式，2007年12月成為國際標準。

基于 PostScript 成像模型，PDF 文件精確地顯示并保留字體、頁面版式以及矢量和位圖圖形，無論在哪種打印機上都可保證忠實地再現(xiàn)原稿的每一個字符、顏色以及圖像。另外，PDF 文件可以包含電子文檔搜索和各種導航功能等。

PDF 包括Photoshop PDF 和通用PDF 兩種類型，后者更多是圖像和文本等的混合文件類型，這里將它作為常用圖像格式來推介，是因為它具有以下兩種特別的教學應用價值：

1.交互式多媒體電子書

PDF 電子書制作簡單、排版美觀、圖文并茂、兼容性好，更重要的是具有很強的交互功能，如翻頁、跳轉(zhuǎn)、超級鏈接到網(wǎng)頁或音視頻等，還可隨意放大縮小閱讀、圈點標注等，是最常用的電子書格式。

通過新版本Adobe Acrobat 等軟件制作的PDF 電子書，不僅可以通過鏈接、書簽等方式激活多媒體，甚至可以在頁面上直接播放包括各種格式的音頻、視頻和交互多媒體（如SWF）在內(nèi)的各種多媒體文件。

另外，PDF 電子書通過安全性設置，可以有效地保護知識產(chǎn)權(quán)，例如限制電子書的閱讀、打印、內(nèi)容復制和編輯等。

2.高度精確的教材打印

筆者曾對我市中學教師開設《教學圖像處理：應用與研究》繼續(xù)教育課程，印刷自編教材時遭遇較嚴重的排版問題：在Word 中我已經(jīng)對特別選擇的美觀中文字體做了“將字體嵌入文件”處理，并將無法嵌入的專利字體轉(zhuǎn)換為PNG 圖片了，但在其他電腦上依然會出現(xiàn)版式混亂等情況，反復折騰幾次后，最終選擇將文件另存為PDF 格式，打印時一切問題都不存在了，在Word 中的諸多設置變?yōu)槎嘤啵?/p>

注：Office2010 起已經(jīng)整合另存為PDF 格式功能，老版本則需安裝和使用“Microsoft 另存為PDF 或XPS加載項”。

PDF 的優(yōu)點在于跨平臺、能保留文件原有格式，字型嵌入系統(tǒng)是其特色技術(shù)之一，可使字型隨文件一起傳輸。此外，Photoshop PDF 文件能在PDF 中保留Photoshop 數(shù)據(jù)，如圖層、Alpha 通道、路徑和專色等，并支持幾乎所有顏色模式，而文件大小和兼容性都優(yōu)于PSD 格式，可作為圖像處理教學的一種可選存儲格式。

六、結(jié)束語

本文介紹的四種圖像格式，也是最常用的教學圖像格式，在各教學領(lǐng)域中的應用價值很高，這方面的專門思考雖然不多，但不知不覺的應用已經(jīng)在教學中不斷開展。

表1 概括了四種圖像格式的特點，根據(jù)教學應用的不同，我們應該有的放矢地選擇不同圖像格式，以達到優(yōu)化教學資源的目的。

表1 四種常用圖像格式的特點對比

總體來說，JPEG 適用于不需要透明度的連續(xù)色調(diào)教學場景，例如照片插圖和背景圖（有時需額外處理），它的特點是壓縮程度靈活可調(diào)、兼容性好；GIF 是唯一支持教學動畫的格式，有利于促進教學交互性，而它對透明度的有限支持，又可用于顏色不多的簡潔圖標或教學示意圖等的創(chuàng)建；PNG 是最有教學應用前景的一種格式，除了不支持動畫外，它幾乎可以在所有方面替代前面兩種格式；PDF 更多時候是一種混合媒體格式，它支持多媒體和交互性很強的電子書，同時可用于高保真的教學文檔打印。

[1]Adobe幫助系統(tǒng) [DB/OL].http://helpx.adobe.com/cn/photoshop,2014.

[2]維基百科：JPEG [DB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/JPEG,2014.

[3]維基百科：GIF [DB/OL].http://zh.wikipedia.org/zh-cn/GIF,2014.

[4]維基百科：PNG [DB/OL].http://zh.wikipedia.org/zh-cn/PNG,2014.

[5]PNG 功能規(guī)范白皮書（最新版）[DB/OL].http://www.w3.org/TR/PNG,2003.

[6]維基百科：PDF [DB/OL].http://zh.wikipedia.org/zh-cn/PDF,2014.