图形与图像基础
• ① 取样，即图像空间坐标的数字化，可理解为将连续空间中的模拟 图像进行离散化，以二维数组的行数和列数记录每一个离散像素点的 位置信息。
• ② 量化，即图像函数值（灰度值）的数字化，可理解为以像素幅值 量化存储每一个离散像素点位置的亮度和色彩信息，从而得到最简单 的数字图像。
下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• ④ 真彩色图像：如上所述，显示颜色达到或超过人眼辨别极限224 位的就是真彩色图像。
• 将位图进行放大，当放大到一定限度时会发现，位图是由一个个小方 格（像素点）组成，因此，位图的大小和质量由图像中像素点的数量 和像素点密度决定。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• 像素点密度越高，图像越清晰，图像放大时的模糊速度越慢；像素点 数量越多，图像数据量越大。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• ③ 索引图像：又称伪彩色图像。该类图像出现在真彩色图像之前， 由于受当时的技术所限，计算机无法为位图的每个像素提供R、G、 B 三通道总共224 位的真彩色，为此人们创造了索引颜色。就像绘画 时使用调色盘一样，使用颜色表中的预定义颜色表达位图，索引图像 的颜色最多为256 种。
本和原版本完全相同。 • ③ 后期处理：相较于普通图像，数字图像在加工、处理、印刷等后
期处理方面的优势更为明显。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• ④ 图像传输：由于数字图像可用数字计算机或数字电路存储和处理， 因此，在图像传输方面拥有传统纸质照片无法比拟的优势。
• 4.1.2 矢量图与位图的比较
第4 章 图形与图像基础
• 4.1 数字图像与图形 • 4.2 色度学基础与数字图像颜色模型 • 4.3 数字图像的获取 • 4.4 数字图像的显示和基本属性 • 4.5 图像创意设计与处理技术 • 4.6 数字图形与图像技术的应用
返回
4.1 数字图像与图形
• 4.1.1 数字图像浅析
• 数字图像是指以二维数字方式存储和处理的图像。生成数字图像的过 程包括两大步骤：
上一页 下一页返回
4.1 数字图像与图形
• （2）位图 • 如果说矢量图是依靠规则和数学公式，通过自上而下的绘图指令形成
的图形，那么位图就是从微观的角度绘制图像中的每个像素点，通过 自下而上的像素点汇聚形成的图像。 • 仔细观察计算机屏幕或电视屏幕，可以发现显示图像实际是由屏幕中 的发光点（即像素）构成的，这就是最基本的位图表现形式。由前两 节的介绍可知，像素点离散分布，且采用二进制数据来描述其颜色及 亮度信息，最后组成的二维点阵图就是位图。假设有一幅M×N 的位 图，M、N 为整数，f（0，0）到f（M-1，N-1）每个代表一个像素， 那么该图二维数组矩阵如图4-1 所示。
• 根据位图的形成原理可知位图具有如下特点。 • 位图的3 个优点：可通过数字相机、扫描或PhotoCD 获得，也可以
通过其他设计软件生成，获得途径多样；可通过图像输入设备获取真 实图像，逼真地表现自然界各种景物；表现力强、细腻、富于层次感 ，可表现色彩丰富而繁杂的图像画质。 • 位图的2 个缺点：由于位图是由像素构成的点状图，因此，对图像进 行拉伸、放大或缩小等处理时，其清晰度和光滑度会受到影响；位图 文件的数据量较大。
• 1. 矢量图与位图介绍 • 上一节简要介绍了数字图像的原理及特点，这一节主要介绍静态数字
图像的两大分类：矢量图（Vector）和位图（Bitmap）。 • （1）矢量图 • 假设使用AutoCAD 绘制指定中心位置及半径大小的圆，就构成了一
幅简单的矢量图。矢量图与传统的绘画或通过图像采集器件获取的图 像不同，它是采用数学与机器语言表达的图像。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• Windows 把位图分为两类：设备相关位图DDB、设备无关位图DIB。 • 以图像颜色划分，位图可分为四种：线画稿（LineArt）、灰度图像
（GrayScale）、索引颜色图像（Index Color）、真彩色图像（ True Color）。 • ① 线画稿：只有黑白两种颜色，每个像素占1 位，其值为0 或1。 • ② 灰度图像：像素灰度一般用8 b 表示，像素亮度以0~255 之间的整 数数值表示，黑色为0，白色为1，其他数值表示介于这两色之间的灰 色。
• 根据矢量图的形成原理可知，矢量图具有以下特点。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• 矢量图的2 个优点：矢量图的文件数据量很小；图像质量与分辨率无 关，这意味着无论将图像放大或缩小多少倍，图像总能以显示设备允 许的最大清晰度显示。
• 矢量图的3 个缺点：矢量图只能表示由规律的线条或形状组成的图形 ，主要用于工程图、三维造型或艺术字等，而风景、人物、山水等图 像元素繁杂且没有规律性，则难以用数学形式表达，因此不适宜用矢 量图表述；矢量图由计算机绘制，表达色彩受机器性能限制，因而不 适宜制作色彩丰富的图像，绘制的图像也不太真实，而且在不同的软 件之间交换数据也不方便；矢量图无法通过扫描原画获得，它们主要 依靠设计软件生成。
上一页 下一页 返回
4.1 数字图像与图形
• 简单来说，矢量图是用一系列绘图指令来表示一幅图，图可以分解为 一系列由点、线、面等组成的子图，其表示过程即是通过数学公式描 述图像，形成数学表达式，再通过计算机语言编程实现。矢量图的每 一个形状称为一个对象，矢量图不仅记录了对象的几何形状，还记录 了对象的线条粗细和色彩等信息。由于对象都是各自封闭的整体，所 以矢量图中的任意对象的变化都不会影响到图像中的其他对象。常见 的矢量图处理软件有CorelDraw、AutoCAD、Illustrator 和 FreeHand 等。
• 数字图像的基本单位是像素，在计算机中通常保存为二维整数数组， 一般数据量较大，需通过图像压缩技术进行传输和存储。
• 数字图像与模拟图像相比，在以下方面均具有优势： • ① 图像存储：从理论上说，数字图像可以存储无限时长，图像质量
不会随时间延续而下降。 • ② 图像复制：数字图像的复制过程非常简单，并且可以保证复制版
