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图像、图形、色彩 1数字图像和图形的基本原理 1.1 位图的概念和特性 1.位图的概念 数字图像：指经由数码照相机，摄像机或扫描仪等设备输入、并以数字式存储在计算机中的图像信息，这些图像可以是照片、绘图等等。图像通常有位图（bit－mapped picture）和矢量图。 位图：在空间和亮度上已经离散化了的图像，又称为点阵图，由数字阵列信息组成，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点（称为像素点）的强度与颜色信息，与显示器上的点一一对应，故称之为位图映射图像，简称位图图像。调用位图时，其数据存于内存中，由一组计算机内存位组成，根据量化的颜色深度的不同，又分为二值（黑白二值）、灰度和彩色图像三大类。 ? 像素：组成图像的基本点。 ? 位深度：指位图中表达每个像素所需要的位数。屏幕上的每个像素都要在内存中占一个或多个位，以存放与它相关的颜色信息。位深度决定了位图中出现的最大颜色数。 2．位图的特性 位图记录由像素所构成的图像，文件较大，处理高质量彩色图像时对硬件平台要求较高。 位图缺乏灵活性，因为像素之间没有内在联系而且它的分辨率是固定的。把图像缩小，再恢复到它的原始大小时，图像就变的模糊不清。 位图表达的图像逼真 位图数据量大 解决位图消耗大量的存储器的方法有两种：·使用海量数据存储器（如大容量硬盘、可移动硬盘、数据磁带、光盘等）；·使用数据压缩技术，用软件重新组织数据，一些压缩程序可以把点阵文件压缩为原始文件大小的十分之一，甚至更多，这将因图像的特点及压缩的效果而定。 1.2 矢量图的概念和特性 1.矢量图的概念矢量图: · 定义：用一组指令集合来描述图形的内容，这些指令用来描述构成该图形的所有直线、圆、圆弧、矩形、曲线等图元的位置、维数和形状等。例如要显示一个正弦波的图形，可以使用y=sinx来描述图形。·矢量图工作原理：在计算机上显示一副图时，首先需要使用专门的软件读取并解释这些指令，然后将它们转变成屏幕上显示的形状和颜色，最后通过使用实心的或者有等级深浅的单色或色彩填充一些区域而形成图形。由于大多数情况下不用对图像上的每一个点进行量化保存，所以需要的存储量很少，但显示时的计算时间较多。 2. 矢量图的特点 图形是对图像进行抽象的结果，它使用图形指令集合取代原始图像，去掉不相关的信息，并在格式上进行变换。 图形分为二维图形和三维图形两大类。图形压缩后不变形。矢量图的优点是充分利用了输出器件的分辨率，尺寸可以任意变化而不损失图像的质量。矢量集合只是简单地命令输出设备创建一个给定大小地图形物体，并采用尽可能多的点。可见，输出器件输出的点越多，同样大小的图形就越光滑。局部处理不影响其它部分由于构成矢量图的各个部件是相对独立的，因而在矢量图中可以只编辑修改其中某一单个物体而不影响图中的其他物体。图形的矢量化使得图中的各个部分可以分别作出控制。 位图的优点是：（1）显示速度快。（2）真实世界的图像可以通过扫描仪、数码相机、摄像机等设备方便的转化为点位图。 位图的缺点是： （1）存储和传输时数据量比较大。（2）缩放、旋转时算法复杂且容易失真 矢量图的优点是：（1）缩放、旋转、移动时图像不会失真。（2）存储和传输时数据量较小。 矢量图的缺点是：（1）图像显示时花费时间比较长。（2）真实世界的彩色图像难以转化为矢量图。 1.3 图像的指标1.分辨率分辨率是影响位图的质量的重要因素 , 它有三种形式 : 显示分辨率、图像分辨率和像素分辨率。应正确理解这三者之间的区别。 ·显示分辨率确定屏幕上显示图像的区域的大小。显示分辨率有最大显示分辨率和当前显示分辨率之别。最大显示分辨率是由物理参数，即显示器和显示卡（显示缓存）决定的。当前显示分辨率是由当前设置的参数决定的。 ·图像分辨率 图像分辨率指数字图像的尺寸，即该图像的水平和垂直方向上的像素个数。例如一幅图像的分辨率为320*240。它也是图像像素密度的度量方法用dpi（dot per inch，每英寸像素数）表示。对同样大小的一幅原图，如果数字化时图像分辨率高则组成该图的像素点数目越多，例如，扫描仪分辨率，看起来就越清晰逼真。图像分辨率在图像输入/输出时起作用,它决定图像的点阵数。而且，不同的分辨率会造成不同的图像清晰度。 按照不同的图像分辨率来扫描图像，可以看出图像分辨率与显示分辨率的关系和不同。如果图像的点数大于显示分辨率的点数，则该图像在显示器上只能显示出图像的一部分。只有当图像大小与显示分辨率相同时，一幅图像才能充满整屏。 ·像素分辨率 像素分辨率指一个像素粒子的长和宽的比例 ( 也称为像素的长宽比 ) 。在像素分辨不同的机器间传输同一个图像时将产生图像变形,这时需作比例调整。 2. 像素深度定义 ： 也称为位深度或颜色深度。指位