传奇ＸＭＬ及ＳＶＧ在图像信息表示中的应用及研究现状分析 |
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作者:mengsf小编 文章来源:Www.Mengsf.Com |
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| 本文作者： 朱学芳， 王磊， Zhu Xuefang， Wang Lei 朱学芳王磊中国图书馆学报(双月刊)2006年第1期ZHoNGGUoTUSHUGUANXUEBAo+摘要XML具有良好的数据存储格式、可扩展性、高度结构化、便于网络传输等优势。XML对图像对象的标识主要通过SVG来实现。SVG的特点是：对矢量图的支持、对图像过滤操作的支持、对动画的支持、由文本构成图像、对点阵图的兼容。完全基于XML的SVG同时继承了XML的特性。XML和SVG技术相结合，前景是广阔的。 参考文献7。关键词可扩展标记语言可任意放缩矢量图像格式图像信息表示因特网技术分类号(250．76ABSTRACTXMLhasmanyadvantages，andcanbeusedtomarkupimagesviaSVG(ScalableVectorGraphics)．Inthispaper，theauthorsintroducethecharacteristicsofSVG，andproposetocombinethetechnologiesofXMLandSVGforfutureapplications．7refs．KEYWORDSXML．SVG．Imageinformationrepresentation．Intemettechnology．CLASSNUM吣ERG250．761可扩展标记语言及其在图像信息表示方面的优势互联网络已经成为人们寻找资料方便快捷的手段，搜索引擎的出现更推进了文本检索技术的进一步发展。但有关图像、视频、音频等非文本资源的检索技术却仍不成熟，常规的解决思路仍然是增加描述性的注释，检索时提取多媒体文件的注释信息与检索关键词进行匹配。这就需要一种通用的、规范而又简便的描述性语言对注释信息进行标记，否则，大量的标注信息没有一个统一的标准和格式，对它们读取、编码、传输、分析会出现不兼容等问题，而XML正是解决这类问题的合适选择。 可扩展标记语言XML(ExtensibleMarkupLanguage)是一套定义语义标记的规则，这些标记将文档分成许多部件加以标识。 它也是元标记语言，即定义了用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言。它的最大优点就是有良好的扩展网民推荐这网络游戏性，人们可以定义自己需要的任何标记信息。格式信息和数据内容的分离也是其重要特点。在XML文档中，数据信息存储在．xml文件中，而格式化信息存储在．xsl或．CSS文件中，这样做的好处是在对数据信息更新时不用考虑格式的变化，在文档显示格式更改时不用担心对数据内容产生影响。 如果利用XML来表示图像信息，则可以对图像的背景色、类别、细节信息等进行标记，然后实行检索。而且对图像标记的增删、修改等操作都很方便，比如需要增加对图像的标记信息，只需将新的标记元素添加到XML文档中即可，而原有的标记信息不会受到任何影响。2可任意放缩矢量图像格式XML对图像对象的标识主要通过SVG(ScalableVectorGraphics，可任意放缩矢量图像格式)实现。SVG是一种基于XML的开放的矢量图像和动画格式，它可以与HTML结合，或是整合其他组件如脚本语言、XML资料及SMIL多媒体等以增强一般文件的呈现。SVG文档亦分为数据文档和显示文档两部分，在显示图像时，首先需要下载并安装svgviewer插件其次，由于在SVG中显示的图像都是由图一定要PK元组成的，因此需要根据图元定义符号显示格式。 根据SVG图元显示的特点，每个图元都需要指定坐标，因此在定义完格式后还需要得到显示的坐标数据最后通过软件包将XML描述的图像转化为SVG文件。t本文为南京大学“国家自然科学基金预研基金”项目的子课题的研究成果之一。 一69第32卷第161期V01．32．No．161中国图书馆学报JOURNALOFLIBRARYSCIENCEINCHINA2006年1月Jan，20062．1XML与SVG的关系W3C(711leWorldWideWebConsortium)于1998年2月就发布了XMLl．0规范，XML以其元标记的特性解决了HTML在标记上的不足，使互联网技术大大前进了一步，但在当时它并不支持矢量图。 因此各大软件厂商和组织立刻纷纷推出自己的矢量图规范，主要代表有AdobeSystemsInc．制定的PGML(PrecisionGraphicsMarkupLanguage)、CCLRC提出的WebSehematics以及AutodeskInc和微软等提出的VML(Vec-torMarkupLanguage)此外，一些公司还开始制作自己的plugin来支持矢量图的浏览，但这些插件都由于缺乏跨平台的支持，以及没有较好的配套编辑工具而未能在网上得到广泛应用。 这种情况下，为统一标准，结束混乱局面，W3C组织于1998年8月专门成立了SVG工作组，致力于图形标准的制定工作，并于1999年2月11日发布了第一个讨论草案，后几经修订，发布了SVG标准的最终草案2．2SVG在图像显示方面的特点SVG除了支持HTML中常用的标记，如文本、图像、链接、交互性、CSS的使用、脚本，还提供了大量针对图形、图像、动画的特定标记。它一共提供了6种类型的对象，是图形、图像和文字的有机统一，包括矢量图形、图像渐变填充、过滤操作、可重用单元和文本。它对于图形对象可进行成组、添加样式、几何变换、复合等操作。特征集包括嵌套变换、剪切路径、alpha蒙版、过滤器效果、模板对象和动画效果KJ。SVG的特点主要体现在5个方面。2．2．1对矢量图的支持一般矢量图用点和线来描述，通过减小文件的长度来提高传输效率。 更重要的是，它将对效果图的显示由服务器端移到客户端，这样将可以充分利用客户端的资源，减轻服务器端的负担。SVG中有专门用于矢量图描述的标记，包括矩形、圆、椭圆、直线、折线和多边形。SVG还支持在图形绘制中常用的由Bezier蓝线定义的路径描述和操作，其元素标记为path，可对相应路径进行勾勒、填充、裁剪、蒙版和合成等一系列操作。2．2．2对图像过滤操作的支持目前网上传输的图像主要采用GIF、JPEG和PNGT3种图像文件格式。尽管它们具有高压缩比、低容量的优点，但即便要做一点微小改动，也必须利用图像软件重新制作，重新存储。而SVG则支持对于图像的一系列常用过滤器操作，使得图像效果调整一70一的任务可以在客户端进行。2．2．3对动画的支持目前，网页中播放的动画多为GIF格式，它也存在着修改需在服务器端实现，而不是在客户端实现的问题。 而在SVG中则提供了专门的动画效果，可以描述一个图形图像元素的实时变化。2．2．4由文本构成图像SVG不同于传统的平面图像和动画制作，它是通过浏览器读取(更准确地说是浏览器的插件读取)基于文本的指令，然后执行这些指令来完成图像的显示。它使用简单的一元(文本)语句完成矢量图像，文本可以被编辑，操作简便，这使得用文本指定出现在页面上的图像成为可能，也为图像检索带来了突破性的进展。 2．2．5对点阵图的兼容一般的矢量图达不到像照片一般的效果，SVG可以使用点阵图(也称为光栅图)，既可以类似于在网页中插入图像一样使用外部链接，也可以将点阵图编码后嵌入SVG源文件，灵活性很强。2．3SVG的优势2．3．1SVG相对于位图的优势(1)文件的大小与图的复杂程度有关，与具体尺寸无关。 (2)图形的显示尺寸可以无级缩放，变化后不影响它的质量。 在复杂程度不高的情况下，矢量图具有文件量小、可无级缩放的优点。(3)可以对图形元素精确定位。(4)文字状态依然保留：文字在SVG图像中保留可编辑和可搜寻的状态。没有字体的限制，用户将会看到和他们制作时完全相同的画面。 (5)超级颜色控制：SVG提供一个16M颜色的调板，支持ICC颜色描述文件、RGB、渐变和蒙版以及添加各种效果滤镜一J。(6)传输效率高：SVG是一种支持矢量图的文件格式。由矢量图的特点决定了无论多大尺寸，它都只是一个SVG文件，传输到客户端的仅仅是一个SVG页面，速度相对于位图来说会很快。 2．3．2SVG相对于FLASH的优势FLASH必须要依靠浏览器外挂程序(插件：plugins)来播放，而且因为FLASH的格式为二元档，无法让使用者在浏览器中用字串搜索作品内的文字内容，这样的网页也无法让搜索引擎站索引、登录其中的文字供访客作全文检索。此外，高互动性的多媒体动朱学芳王磊：ZhuXuefang，WangLei：ApphcafionsofXMLandSVGinVectorImageInformationRepresentation：PresentStatus画，往往需要靠编程序来帮忙，这是FLASH另一个较为不利的地方：FLASH和JAVASCRIPT之间的互动，只能透过比较狭窄的FSCommand来做桥梁。而SVG建置于纯文字格式的XML之上，直接继承XML特性，简化异质系统间的信息交流，方便数据库的存取而且在未来，可融人XML和XHTML网页中，直接利用既有浏览器实现其相关功能。 SVG是公订网络标准，现在很多公司在做SVG方面的工作，所以有很多已经开发很成熟的SVG解释器，其中大部分都可以从网上直接下载，而且文件不大，下载很快很方便。用户浏览SVG文件时，可以首先判断客户端是否安装有SVG解释器，如果没有安装过，则自动从相应的站点下载安装。另外，众多厂商和公司致力于SVG的研究和开发，目标就是SVG的统一性和开放性，这也是SVG的初衷。随着广大受众接纳SVG程度的提高，各浏览器厂商也会在他们的浏览器中相应提供对SVG更多的直接支持HJ。2．4SVG的缺点首先，SVG在目前还没有浏览器支持。但浏览器厂商会逐渐对SVG提供更多的支持，短期内可以用plug-ins来浏览SVG，在浏览器支持后再逐渐淘汰plugins。 第二个缺点是一旦图像文件较为复杂，SVG文档就会显得过大。与二进制格式的Flash相比，SVG动画档案要大得多，因为它是以文字撰写成的，不过这丝毫不影响它在网络上的成就。 另外，矢量图形的打印技术仍不够成熟，主要是打印系统的分辨率不够高，特别是较大幅面的图形在相对较小的纸张上打印时较为明显。3XML&SVG在图像信息表示中的应用实际应用时，XML和SVG可以给人们带来很大方便。尤其是在网络和数据库的操作中。人们首先从关系数据库中生成XML数据源，并从关系数据向XML数据转换接着使用XSL技术实现XML到SVG文件的转换，可以结合ASP技术动态生成SVG文件最终实现图像数据在Web上的访问。关系数据转换为XML数据源可通过ASP等方式来生成，创建动态的XML文件。这样的动态XML文档可以随着数据库的更新而自动更新。通过使用ASP，可以将关系数据表转换成XML数据源，之后就可以通过IE对数据进行访问。XML格式表示的数据源使应用程序能够通过Web传递数据而不用考虑平台因素。只要应用程序能够读取文本流，异种平台和应用程序就可以方便地互操作。 一旦数据放在Web服务器上，就可以通过Web应用程序来处理和显示数据，从而实现对web上XML数据源方便地进行存取和访问”J。 GIS系统是说明XML和SVG应用情况的最好例子。SVG本身就支持很多的WebGIS的客户端操作，如放大、缩小、漫游、导航等，而且效果很好。首先，GIS系统最基本的功能是地图控制，SVGViewer本身提供图形的缩放功能，但要通过操作鼠标时按指定的功能键才能实现，不适合GIS功能的需要，在WebGIS系统中将其屏蔽。但由于SVG提供了丰富的消息触发及事件响应函数，通过捕捉这些消息，来实现自定义的地图控制功能。 一个放大地图的实现流程是：用户点击地图，触发onmousedown事件，调用消息响应函数，在消息响应函数中将地图的变换矩阵以当前点击的点为中心放大k(如k=1．1，或其他大于1的数)倍，更新显示图形。人们通过网络对GIS系统进行访问时，在浏览器中打开SVG文件，SVG作为浏览器的一个嵌入对象出现，可以很方便地通过script函数来获取SVG对象及其内部的属性。 通过获取这些对象和属性，就可以很方便地实现交互功能。目前大部分WebGIS系统只实现了用户交互性和部分的可扩展、分布能力，并没有实现十分重要的互操作功能。WebGIS要想进一步发展，必须走开放式的发展道路，而开放式WebGIS所要解决的问题实际上就是系统间的互操作问题，所涉及的数据互操作和功能互操作必须借助XML来实现MJ。 不仅是GIs，其他以矢量方式表示的图像应用中要实现上述类似功能，也必须借助于XML和SVG。4SVG的新发展及其应用4．1SVG1．2SVG1．0规范奠基了XML表示二维交互式图像和动画的标准，之后，W3CSVG工作组一直致力于改进它的特性，使SVG更容易在Web和桌面应用程序开发中使用。SVG1．2一个很有前途的特性是呈现定制内容(RenderingCustomContent，RCC)它提供了清晰的以XML为中心的扩展机制，在一个SVG文档中混合与匹配不同的XML名称空间。 RCC提供了一种新的框架，允许自定义XML语法作为格式良好的扩展，无缝集成到SVG文档中。由于提供了混合与匹配这两类标记的基础，RCC是一71第32卷第161期V01．32．No．161中国图书馆学报JOURNALOFLIBRARYSCIENCEINCHINA2006年1月Jan，2006在SVG环境中使用定制XML文法的最新基础框架，它在SVG和XForm的集成中起着重要作用。4．2MobileSVGSVG的大部分特性也非常适合于无线领域的图形应用。无线领域要求开发更适合于移动设备上应用的SVG形式。为了满足业界的需求，互联网联盟(w3c)的SVG工作小组制订了适合于移动应用领域的专用标准MobileSVG。为了覆盖不同移动设备家族的需求，SVG工作小组制订了两个级别的MobileSVG专热血传奇业标准。第一级别的专业标准是SVGTiny(SVGT)，适用于资源高度受限的移动设备，如手机第二级别的专业标准是SVGBasic(SVGB)，适用于高端的移动设备，如PDA等。由于移动设备的CPU速度、内存容量、显示屏都比较小，相对于SVG，MobileSVG在支持的内容、属性、功能等方面作了限制。MobileSVG的缩放性在无线世界是一个优势，用户可以在不影响图形质量的情况下放大图形，特别是用移动电话的小屏幕观看图片时比较有用另外，MobileSVG文件通常小于位图文件，从而可以缩短无线下载时间，很适合于移动应用。MobileSVG最近已被3GPP组织采纳，用于多媒体短信服务(MMS)。采用MobileSVG，将使许多2．5G和3GMMS服务成为现实‘。尽管MobileSVG针对移动设备进行了特别设计，但要实现一个用户代理还是要实现XML解析、脚本、DOM(DocumentObjectModel)、图像库、渲染等功能。一般来说，XML解析比较快，而DOM却会消耗很大的内存。图像的渲染则更是消耗大量的CP传奇文章U时间和内存。在这些方面下些功夫，很有可能获得性能的较大提高。移动设备的浮动运算一般都很慢，算法优化时应尽量减少浮动运算，这也是提高性能的一个方面。另外，要显示的SVG内容决定了渲染的性能，需要显示的图像元素越多，需要渲染的时间就越长。当然，对图像的特效处理，如滤镜、渐变填充、平滑处理等，都会增加渲染的时间，所以在确实必要时才使用这些功能完美国际。5结论良好的数据存储格式、可扩展性、高度结构化、便于网络传输是XML主要的优势所在，而完全基于XML的SVG也同时继承了这些特性，作为W3C组织正式推荐的图像格式，SVG综合了矢量图、位图图像和文字的优点，具有统一的标准和开放性，适于多种一72一文字图像综合应用的领域。XML文档的显示尤其是SVG文档的显示方面，还比较复杂。此外，将现有网页上五彩缤纷的图片全部转化为SVG的格式，亦是相当艰巨的工作，当然前文已经指出，随着SVG的受接纳程度的提高，对它在软件、网络方面的技术支持会越来越多。可以预见，随着其优势和潜力的逐渐发挥，XML及SVG相关技术在图像信息处理领域必将得到越来越广泛的应用XML和SVG技术相结合，发展前景是广阔的。参考文献1王仲，董欣，陈晓鸥．SV卜一种支持可缩放矢量图形的Web浏览语言规范．中国图像图形学报，2000，5(12)2ScalableVectorGraphics(SVG)1．0Specitication--W3CWorkingDraft．http：／／www．们．org／1999／08／WD-SVG一19990812／WDSVG-19990812．pdf3陈传波，赵婷．SVG与XML的集成技术在动态Web图像上的应用．计算机工程与科学，2003，24(3)4桑锦国．基于SVG的WebGIS中矢量图形处理研究．佳木斯大学学报(自然科学版)，2004(4)5杨峰，邬长安．使用XML技术实现数据库中图形数据的访问．计算机系统应用，2003(11)6周文生，毛锋，胡鹏．基于XML的开放式WebGIS研究．中国图像图形学报，2004，9(10)7祝伟宏．移动图形新标准MobileSVG．http：／／www．tele．corn．cn／article／list．asp?id=2134朱学芳南京大学信息管理系教授，博士生导师。通信地址：南京。邮编210093。 王磊新开传奇南京大学情报学专业硕士研究生。通信地址同上。(来稿时间：20050524)。 本文《ＸＭＬ及ＳＶＧ在图像信息表示中的应用及研究现状分析》 --- 作者： 朱学芳， 王磊， Zhu Xuefang， Wang Lei |
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