第三讲静态图像和静态图形处理

静态图像

什么是静态图像？位图和矢量图。图〔Picture〕〔Image〕是指直接或间接得到的人、物的视觉印象〔如拍照。静态图像信息处理Photoshop，CorelDraw，AutoCADProtel位图〔bitimage〕

什么是位图？位图也称图像或点阵图，是指将一幅图像的全部像素信息(每个像素的颜色、亮度和位置)转换成相应的数据文件。位图一般是由输入设备捕获的实际场景的画面，是对视觉信号的直接量化的媒体形式，反映了信号的原始形式，因此属于猎取文件。〔像素对应图像中的一个点。示一张照片或是较细致、简单的绘画。通常在内存中划出一局部空间作为显示存储器〔也称为帧存储器，其中存放了与屏幕画面上的每一个像素一一对应的一个个矩阵，矩阵中的像素值反映了对应像素的某些特性。一位位图时每个像素可以表示两种颜色〔黑白，241600位图的文件格式法对模拟图片或照片进展采样、量化、编码，从而生成一组图像数据。在计算机中是以文件的方式存储和记录的。不同的编码方式及记录方式形成了不同的图像文件格式。BMP：以.bmp为后缀，是Windows系统中使用的与硬件设备无关的根本位图格式文件。该文件承受位映射存储格式，马上数字图像中的各个像素点对应存储。一般不承受压缩，因此占用存储空间很大。BMP3调色板的颜色数等；颜色映射对应非真彩色的图像；最终是图像数据。在多媒体制作中，通常用它保持最真实的图像效果，编辑和处理完后再转换到其他文件格式。TIF：以.tifAldusMicrosoftCD-ROM中的一种图像文件格式。其定义了4类不同的格式：TIF-BTIF-GTIF-PTIF-R适用于真彩图像。TIF文件允许在同一个文件中存储多幅图像。该文件又分为压缩和非压缩两类，其中非压缩的格式文件兼容性好，可独立于各种软、硬件；而压缩存储时又有很大的选择余地，因此很多图像处理软件都支持该文件格式。GIF.gif为后缀，是由CompuServe承受了LZW(可变长度无损压缩)技术进展压缩的。最多支持256种彩色，占用空间小，在网页应用中可削减下载扫瞄时间。GIF文件同TIF一样可存储多副图像，并具有穿插显示〔下载最初以低区分率显示，以后渐渐到达高区分率。同时，GIF文件可设置和存储透亮色〔去背处理片以及颜色较少、构图简洁的图片。JPEG：以.jpe.jpgJPEGDCA〔离散余弦变换〕的有损压缩算法。JPEG24GIF16：1图像难以区分；当压缩比到达50：1甚至更高，仍可以保持很好的效果。因此该文件较适合存储照片以及在网上嵌入。PCD：以.pcd为后缀，是由Kodak公司开发的一种电子照片文件存储格式，即Photo-CD的专用存储格式。一般都存放在CD-ROM上。该文件中含有从专业摄影照片到一般显示用的多种区分率的图像，存储量大。PNG：以.png为后缀，是一种可携带式网络图片的文件存储格式。该文件支持48GIF个像素，但不支持动画，且比特空间较JPEGGIFGIF和JPEG等文件格式的优点，因此渐渐成为多媒体制作中一种重要的图像文件格式。位图的类型依据量化的颜色深度不同可分以下几种位图类型：二值图像〔LineAr1此仅具有黑白两种数据。Grayscal2568256图像只有灰度等级，而没有颜色的变化。在Photoshop中，将灰度图像作为一种颜色通道的数字图像。索引图像IndexedColo：是一种只能显示256种颜色的彩色图像〔伪彩色颜色的索引值都被读入程序，依据颜色索引值找到显示的颜色。真彩图像TrueColo：是一种只能显示24位或32位真彩色图像。该图像分为RGB三个独立的彩色通道，合成后通过显示器显示出来。真彩色图像所能表示的颜色数与显示卡的VRAM〔视频存储器〕的大小有关。位图的猎取利用画图程序获得，如图像处理软件中的画图工具制作曲线图形。(2)利用抓取程序从屏幕上直接抓取，如键盘上的[PrtScrn]键。(3)利用扫描仪或图像抓取设备从照片或视频图像中抓取。(4)利用数字照相机获得。(5)利用数字化图像光盘中获得。矢量图〔vectorgraphics〕

什么是矢量图？据文件。其格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、外形及其位置、维数的指令集Lin〔xYxycoloCirclxycolo〕就是画线、画圆的成曲线。假设曲线是一条封闭的图形，也可用着色算法进展颜色填充。明显，矢量图文件属于生成文件。矢量图的文件格式矢量图文件的存储格式大都不固定，而视各软件特点由开发者自定。如：动画软件Flash有自己的文件格式*.fla*.SWF3dsmax*.max；三维造型软件有自己的文件格式*.dwg和*.dw旧Web扫瞄器中显示的文件格式为wrl和*.wrz矢量图特点扭曲而不会失真。此外，不同的物体还可以在屏幕上重叠并保持各自的特征，必要时还可以分别。由于矢量图只保存了算法和特征，其占用的存储空间小，但屏幕显示时由于需要重计算，则显示速度取决于算法的简单程度。此外，矢量图在打印输出及放大时的图形质量也较高。因此，矢量图主要用于表现线框型的图画、工程制图以及美术字等方面，适合完成图形的生成、二维三维的几何造型以及图形的操作和处理。矢量图和位图的比较存储容量：由于矢量图只保存了算法和特征，故数据量少，存储空间也较小；而位图由大量像素点信息组成，容量取决于颜色种类、亮度变化以及图像的尺寸等，故数据量大，存储空间也较大。而位图一般是通过数码相机实拍或比照片通过扫描得到，信息处理侧重于猎取和复制。显示速度：矢量图显示时需要重运算和变换，故速度较慢；而位图显示时只是将图像对应的像素点影射到屏幕上，故显示速度较快。图形掌握：矢量图的放大只是转变计算的数据，因而可任意放大而不会失真，故，区分率因此会下降，故显示及打印时质量较差。相互融会贯穿，可以相互转换。例如，文字或图形在扫描到计算机时从图像的角度看是位图，而经过计算机自动识别出文字或自动跟踪出线条时，位图就可形成矢量图；在计算机三维造型时又都承受了图像信息的描述方法。在实际应用中，把握并承受恰当的图像、图形方式，留意两者之间的联系，是人们目前在应用静态图像时应考虑的重点。颜色(Color)

什么是颜色空间？这两种光敏细胞将感受到的光波刺激传递给大脑，人就看到了颜色。射的电磁波。太阳是标准发光体，它辐射的电磁波有射线、X350~750nm，不同波长光呈现不同的颜色。随着波长的削减，可见光颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。只有单一波长的光称的单色光所对应颜色的混合色。射线射线X紫外线可见光红外线无线电波o.oo5nm o.o1nm 5nm 350nm 750nm 0.4mm 10km颜色三要素亮度(brightness)射的光波能量大，人眼感觉到颜色较浅；在弱白光照耀下色块反射的光波能量较小，人眼感觉到颜色较深。此外，亮度还与人的视觉系统的视敏函数有关。在不同的亮度环境下，人眼对一样亮度引起的主观感觉也不同。一般用比照度(Contrast)来衡量画面的相对亮度，既最大亮度与最小亮度之比。(2)色调(hue)色调也称色相，是指人眼对各种不同波长的光所产生的颜色感觉。某一物体的色调，色调是光呈现的颜色，其随波长变化而变化，反映了颜色的种类或属性，并打算了颜色的根本特征。有统一的色调，则颜色将杂乱无章，就难于表现画面的主题和情调。一般将各种颜色和不同重量的白色混合统称为明调，和不同重量的黑色混合统称为暗调。(3)饱和度(saturation)饱和度是指颜色的纯洁程度。以太阳光带为准，越接近标准色纯度越高。饱和度实际掺入白色、黑色或其他颜色越多。饱和度反映了颜色的深浅程度，一般是通过一个色调与其他色调相比较的相对强度来表示。调刺眼；饱和度浅，色感比较严峻协调，但色调显得灰暗，同时混色过杂则简洁使人感觉浑浊。果。亮度表示颜色的光明程度，而色度则表示颜色的类别和深浅程度。成色原理颜色相加原理假设在没有光线的黑暗环境中使用发光体〔如灯泡、显示器等，可使人眼感受到发觉，这个物理过程称为颜色的相加。颜色相减原理收，波长的光被反射。不同物体外表对白光的不同波长光波具有不同的吸取和反射作用。波长太阳光的结果，表达了物体的固有特性。其根本原理就是从混合光〔白光〕中去掉某色的相减。颜色空间RGB将红、绿、蓝色光按不同比例光量的混合来可以产生任何一种颜色。这三种基色就构成了RGB几何颜色空间坐标系。该空间以红(R)、绿(G)和蓝(B)组成三维坐标，在三个坐标轴上分别指定一个0~255的值。显示器就是通过将三个基色〔红、绿、蓝〕光组合起来RGBRGB多，产生的颜色也较谈、较亮。假设三个颜色值(R，G，B)都为最大值，则产生白色；假设而0〔P62〕CMY将青、品红、黄颜色按不同比例混合来也可以产生任何一种颜色。这三种基色就构成了CMY几何颜色空间坐标系。该空间以青(C)、品红(M)和黄(Y)组成三维坐标，在三个坐0~100上的墨本身不会发光，会吸取和反射环境光源中不同波长的光波，表现出不同颜色。CMY颜色模型是以墨的颜色为根底，墨色百分比越高，则颜色越暗。由100％青、100％品红100％黄的组合可产生黑色。在实际应用中，全色印刷均承受CMYKCMY根底上添加了一个附加色黑色(K)而已。这样将能为图像供给真正的黑色和更宽的色调范围。RGB彩色空间与CMY通过下面两种颜色空间模式的颜色轮图比照可看出，RBG模式与CMY即一个模式的基色恰好是另一个模式的合成色。此外，红与青、绿与品红、蓝与黄都是互为补色的关系。RGB颜色空间是通过颜色相加方式产生颜色光波，而CMY颜色空间是通过减色方式产生颜色光波。这两种颜色空间模式的三原色间存在如下关系：R(红)G〔绿〕B〔蓝〕C〔青〕255/100255/100M〔品红〕255/100255/100Y〔黄〕255/100255/100示图像，则应使用RGBCMYCMYK在计算机编辑图像时可使用RGBRGB模式转换成CMYK什么是图像深度？颜色深度也称为灰度。颜色深度分为两类：图像深度和显示深度。图像深度与颜色类型(1)图像深度〔bit要指标，打算了颜色图像中可消灭的最多颜色数，或灰度图像中的最大灰度等级数。假设一幅数字图像上的每个像素都使用24位二进制数表示这个像素的颜色，则这幅数字图像的深度就是24位。在具有24位颜色的数字图像上，每个像素能够使用的颜色是224=16777216(16M)种。3类：真彩色、伪彩色和调配色。(2)真彩色真彩色是指图像中的每个像素值都分为RGB基色重量，每个基色重量直接打算其基色24，RGB8位来表示各自基色重量的强度，每个基色28=2562原图的真实颜色，故为真彩色。伪彩色

24=16M种颜色。这样得到的颜色反映了伪彩色图像的每个像素值不分RGB，而是由索引值或代码表示，该代码值作为颜色查CLUT〔ColorLook-UPTable〕中的某一项入口地址，依据该地址可查找出实际的RGB的强度值，这种查找映射方法产生的颜色称为伪彩色。假设其像素值是通过调色板〔索引或代码查表的方法〕得到的颜色则称为伪彩色。这种方式产生的颜色本身是真的，但不反映原图的颜色。在VGA调配色调配色的猎取是通过每个像素点的RGBRGB，一样之处都承受查表，不同之处在于前者对RGB重量分别进展查找变换；而后者则是将整个像素当作查找的索引进展查找变换。因此，调配色的效果一般比伪彩色好，可以得到相当逼真的彩色图像。图像深度与显示深度当前可容纳的颜色容量有关。显示深度是显示器的一个重要指标。一般的MPC机都配有24位显示深度的显示适配卡和显示器，这样的显示适配卡和显示器称为真彩色卡和真彩色显示器。计算机显示器和显示适配卡能显示的颜色深度在生产的时就已经确定了。显示器才可以完全反映数字图像中使用的全部颜色。假设显示深度小于图像深度〔如使用16位显示深度的显示器来显示24位图像深度的数字图像，就会使数字图像颜色显示失真。因此在使用显示器时，用户可使用掌握面板设置显示器的显示深度，使显示深度与图像深度相匹配。什么是图像分辩率？图像分辩率反映了图像文件本身的清楚程度。图像区分率与显示区分率(1)图像区分率(dpi1上有100100dpi。对于同样大小的一副原图，假设数字化时图因此，不同的区分率会形成不同的图像清楚度。图像区分率对于图像水平和垂直两个方向上的度量保持全都同样的区分率。假设一幅1英寸×1英寸的位图的区分率是100dpi，则说明该图上一共有10000个像素。对于尺寸一样的位图进展高区分率扫描可获得更逼真的图像。假设使用600dpi1l360,000100dpi36数字图像尺寸是由水平和垂直的像素点表示。假设用200dpi扫描一副尺寸为2*2.5400*50050dpi片，则得到一副100*125个像素的数字图像。明显，前者的区分率高图像的清楚度就高，显示器显示图像的区域大小，即取决与显示区分率。(2)显示区分率显示区分率是指显示器屏幕能显示图像的最大区域点数目来表示。显示区分率是显示器的一个重要特征指标。例如，800×600的显示区分率，则说明显示器屏幕水平方向上最多显示800600800×600600×600600600600600200800×6001024×768用缩放的方法将1024×768800×600现了。1：1。假设转变像素区分率或在像素区分率不同的设备间传输图像时会产生畸变。图像存储容量的估算一幅数字图像保存在计算机中要占用肯定的内存空间照以下公式进展估算：图像数据量=图像的总像素数×图像深度÷8640×480256640×480×8÷8≈0.3(MB)1024×7681024×768×24÷8≈2.4(MB)数字笔的根本原理是什么？数字笔是一种多媒体输入和操作装置，可用于写、画、点操作，还可用于代替鼠标进行点、击、拖及双击等操作。数字笔包括手写板和手写笔、图形输入板等具有代表性的笔输入设备。目前，数字笔在CAD/CAM手写板和手写笔工作原理电容式触控板等三种类型。手写笔又分为有线笔和无线笔两种。电阻式压力板电阻式压力板是由一层可变电阻薄膜和一层固定电阻薄膜构成，中间由空气相隔离。该板工艺简洁、本钱较低、价格较廉价。但寿命较短、触感不够灵敏，也不能替代鼠标使用。电磁式感应板电磁式感应板是通过手写板下的布线电路接通后但供电要求稳定、耗电量大、易受磁场干扰、笔尖寿命短。电容式触控板轨迹。经内部处理得到准确位置XY坐标，并测量笔与板间的距离〔压力〕ZXYZXY1000dpi。该板操作敏捷、性能稳定、无机械磨损、本钱较低，是将来手写板进展的趋势。图形输入板工作原理图形输入板是一种特地读取图形信息的功能很强的图形输入设备输入板称为数字化仪。字叉线的光标检测器、电子处理器三局部组成。该板工作时，一系列脉冲依次加在XY方向的导线上。当触笔检测器所指平版上的点或光标的十字叉线置于要输入的点上时，按下按钮，使得与点最靠近的XY线之间的电容接通，触笔即能对这些脉冲产生感应。经过一套规律电路，便可确定出触笔和光标十字叉系。此时将图纸置于平版上，使用触笔或光标，拾取图纸各点坐标极其轨迹，在屏幕上马上显示该图形。图形输入板的实际面积较小，一般为280mm*280mm，区分率为0.2mm，准确度为±0.4mmm。而数字化仪的实际面积大，其区分率为0.01~0.02mm，准确度为0.15~0.30mm。扫描仪的根本原理是什么？扫描仪〔Scanner〕是一种图像输入设备。可将各种照片、图画、文本、表格、胶片、领域。由于该设备输入快捷、价格低廉而成为多媒体数字图像录入的首选设备。扫描仪分类按扫描方式分类105mm，区分率为400dpi，但小巧敏捷。平面式扫描仪：用线性阵列CCD为转换元件单行排列，也称CCD扫描仪。使用长条状光源投射〔反射或投射〕原稿。速度快、使用便利，接个较低。35mm4*5CCD阵列分居于胶片两侧，步进电机驱动胶片，而光源和CCD阵列静止不动。PMT下快速旋转，扫描头作慢速横向移动，以形成对原稿的螺旋式扫描。颜色复原性好、灵敏度高，但对原稿的厚度、硬度及平坦度有限制。按扫描幅面分类：A4、A4台式扫描仪和A0(3)按区分率分类：600dpi、1200dpi、4800dpi(4)按反射与透射分类：信息。透射式扫描仪：用于扫描透亮胶片，如胶卷、X光片等。2.CCD构造：由光源、反射镜条、光学透镜、电荷偶合器件CCD阵列以及模数转换电路等局部组成。工作原理CCD连成一横排，一排中每一个单元对应一个像素。当扫描一幅稿件时，光源照到图CCDCCD理成数字图像输出。步进电机驱动扫描头沿平台作微量运动，每移动一步，即获得一行像素值。当扫描颜色图像时，区分用红、绿、蓝滤色镜铺捉各自的灰度图像，然后将其组合RGB扫描仪技术指标光学区分率光学区分率是指每英寸长度能区分的像素点个数dp，也称为光学解析度。它反映了扫描仪采集到的图像细节数量，即解析细节的力量。光学区分率分为横向与纵向。其中横向区分率由CCD纵向区分率来表示的。扫描后得到的最大数字图像的尺寸由下式打算：最大数字图像尺寸(pixel)＝光学区分率(dpi)×原图尺寸(inch)(2)间插区分率间插区分率是指通过算法在两个像素之间插入另外的像素，也称插值区分率或规律区分率。它反映取决于扫描仪的硬件和软件。因此，间插区分率要高于光学区分率。像的区分率和缩放倍数。打印或印刷时图像的放大倍数越高，则所需的区分率也越高。扫描比例扫描比例是指实际数字图像尺寸与原图尺寸之比，也称缩放倍率。实际数字图像尺寸(pixel)=光学区分率(dpi)×扫描比例×原图尺寸(inch)(4)灰阶灰阶是指记录图像密度的深浅程度，也称灰度级。它反映了图像的层次细致的程度。2560~10010244096颜色位数颜色位数是指扫描仪可识别的颜色的位数，也称颜色精度。它由一次扫描过程中R、G、B三原色分三次曝光来定义的，反映了扫描仪捕获颜色层次信息的力量。一般颜色位28224〔16M〕种颜色，24bit256216〔1024〕230种颜色，30bit1024阶调暗部层次和亮部区域细节的力量越强。通常大于2.8D的扫描仪就可以满足工作需要了。高动态密度的扫描仪应用于专业领域。颜色再现修正及偏色调整力量。接口标准扫描仪接口方式主要有：SCSI、EPPUSB3SCSISCSI卡；EPP(增加打印并行口)可使扫描仪和打印机串联使用同一计算机并行口，使用简洁，但传输速率较低；USB(通用串行总线)是目前最常用的连接方式。该方式支持即插即用和热插拔功能。扫描仪的应用阅历法则：在数字图像中，为了保持真实的摄影效果〔保证图像放大到像素变得可见之前，在扫描或打印图像时所需要的区分率至少应为300dp75dpi96dpi，要保持相对清楚度，只要使图像区分率和显示区分率匹配即可。△151024*7681024/12=85dpi。(2)实际照片所需区分率的计算当实际照片与扫描的图像大小一样时，区分率应选择为300dpi。300150dpi当实际照片大于扫描的图像时，区分率应选择为扫描比例的300倍，照实际制作的2600dpi3900dpi总之，依据实际照片尺寸选择不同扫描区分率的目的，是为了得到的实际成品照片都300dpi数码相机的根本原理是什么？制作、人像制作、家庭摄影以及医疗保险等各个行业得到越来越广泛的应用。1.数码相机与模拟相机的比较(1)适合网上传输；适合报纸杂志的印刷；(3)所照即所得；(4)免除显影和冲洗工序；(5)免除胶卷和冲洗费用；(6)便于计算机处理。2.照相的技术术语聚焦：使自然景物在照相机的底片或CCD〔电荷偶合器件〕上能够清楚地成像。一般照相机都具有自动聚焦系统，但对某一个景物的聚拢是要通过人工来掌握的。视角：人眼所看到上下左右范围的角度。视角用于衡量场景的可见范围，视角越大，焦距越小；反之视角越小，焦距越大。人眼的视角接近为48°。焦距与变焦：镜头的中心点到底片平面所形成清楚影像间的距离称为焦距，以mm50mm焦距镜头称为标准镜头，小于50mm50mm距之比称为光学放大倍数。焦距与影像的大小成正比，与给定画面区域的场景〔视角〕成反比。焦距越长，产生的影像越大，但画面内的场景就越小。形变：镜头在水平方向产生的扩展的影像变形。镜头焦距越短，则产生的形变越80mm80~105mm光圈：光线进入镜头的强度的大小，以f为单位。光圈的大小取决于镜头的口径和调整遮挡光线镜头幕帘的大小。当光线变暗时，光圈要增加；反之，光圈要减小。在拍摄景物时，假设优先考虑光线因数时，往往承受光圈优先的模式。快门：遮挡光线镜头幕帘的开放的时间。对于一样感光度的胶片或CCD，光圈与快门速度的乘积是一个常数。在拍摄景物时，假设优先考虑速度因数时，往往承受速度优先的模式。景深：是指被拍摄景物的前后之间焦点相当清楚的这段距离。景深的大小，反映了被照景物空间知觉的深度。此外，光圈的大小与景深的大小成反比。白色平衡：测量和补偿光源的色温。3.数码相机的工作原理相机内专用成像的矩形网格分布CCD的细节转变成相应的模拟电信号，而后由模数转换器完成模拟信号到数字信号的转换，最终将这些数字影像信号进展数据压缩处理后保存在相机内部专用或通用的存储器中需要将图像数据传输至计算机，最终打印或显示输出。数码相机的构成取景系统：镜头、光学或电子取景器、LCD液晶显示屏掌握系统：光圈与快门、手动或自动测距〔调焦〕装置、白平衡调整装置成像系统：CCD或CMOSA/D〔内存卡、硬盘卡或光盘、LCD输入输出系统：接口、移动式存储卡、视频输出端口(5)电源系统：碱性电池、镍镉电池、镍氢或锂充电电池数码相机的技术指标(1)光学区分率数码相机的光学区分率由CCD的像素数目打算。像素数目越多则相机的区分率越高，照片的尺寸就越大，但图像文件数据量也越大，在相机有限内存空间存储的照片就越少。颜色位数24bit36bit48bit，200500压缩比H〔高质量Fin〔好Normal〔正常Basic〔根本FinePi*4900ZOOM4302400*1800，分412.7M〔无压缩1.7M〔13.3、810K〔6.3、330K.2%。假设承受16MBSmartMedia1、9、19、47存储介质除相机内的内存卡之外，还有SmartMedia卡、CompactFlash卡、软盘和活动硬盘等存储介质。它们的存储量、便利性、存储速度各不一样。例如使用1.44M软盘的有：SONYMVC-FD；使用CompactFlas〔压缩闪存〕卡的有：Codak、CANO、SON〔记忆棒；使SmartMedia〔PC〕卡的有：RICOH、MINOLTA、LEICA、OLYMPUS、Nikon变焦镜头数码变焦功能，且变焦倍数高，这种变焦模式是数码相机的特点。存储格式主要有BMPJPEG格式和TIFFBMPJPEG调整图像压缩比例，但画质有所下降；TIFF接口标准一般数码相机承受USB(通用串行总线)数据接口；而专业数码相机承受IEEEl394数据接口，这种接口传输速度很高。LCD屏尺寸这个指标比较重要。打印照片的计算1024*7683.41*2.56的照片；1066*1200格式可制作5.33*4英寸的真实效果的照片；2400*1800格式可制作8*6英寸的真实效果的照片。而实际冲洗出的模拟照片规格一般为：5*3.4英寸(12.6*8.6cm6*4英寸15.2*10.2c。在制作网上照片时，由于显示器区分率较低，即使使用320*240的格式，也可在