图像
- 通过数字化设备从现实世界中获取数字图像（取样图像、点阵图像、位图图像）。它是通过描述画
面中每一个像素的亮度或颜色来表示其内容的。 - 常用的图像获取设备：手机、扫描仪、数码相机、监控摄像头等
图形：
计算机合成制作的图像称为矢量图形，简称图形。
图像的获取过程：
①扫描->②分色->③取样->④量化
- 扫描：将映像画面划分为 M × N 个网格，每个网格称为 一个取样点，称为素像（素像点）
- 分色：将彩色图像取样点的颜色分解成 RGB 三个基色
- 取样：测量每个取样点的每个分量（基色）的亮度值
- 量化：对取样点每个分量的亮度进行 A/D 转换，使用数字整型量表示
数字图像的组成
- 数字取样图像由 M(列) × N(行)个取样点组成
- 取样点是组成数字取样图像的基本单位，称为“像素”
- 彩色图像的像素通常由 3 个彩色分量组成
① 、彩色图像的每个像素有三个分量，分别表示三个基色的亮度，假设 3 个分量分别用 n,m,k 个二进位表示，则可表示 2n+m+k种不同的颜色。
②、白色 RGB 值 ：（255，255，255）D,（#FFFFFF）H
③、黑色 RGB 值 ：（0，0，0）D,（#000000）H
④、红色 RGB 值 ：（255，0，0）D,（#FF0000）H
⑤、绿色 RGB 值 ：（0，255，0）D,（#00FF00）H
⑥、蓝色 RGB 值 ：（0，0，255）D,（#0000FF）H - 灰度图像和黑白图像的像素只包含 1 个亮度分量
①、黑白图像的每个像素只有一个分量，且只用 1 个二进位表示，其取值仅“0”(黑)和“1”(白)两种。
②、灰度图像的每个像素也只有一个分量，一般用 8～12 个二进位表示，其取值范围是：0～2
n
-1，可表
示 2
n个不同的亮度
数字图像的主要参数
- 图像大小（图像分辨率）：水平分辨率 x 垂直分辨率
①、用来表示组成该图像的行列数目，亦即图像所包含的像素数目
②、对图像清晰度和在屏幕上显示出来的大小有影响
③、分辨率越高，显示越清晰
④、在显示比例相同时，显示在屏幕上的图像尺寸与图像分辨率成正比 - 位平面数目，即像素的颜色分量的数目
- 颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法：
①、RGB(红、绿、蓝)模型，显示器使用
②、CMYK(青、品红、黄、黑)模型，彩色打印机使用
③、HSB(色彩、饱和度、亮度)模型，用户界面中使用
④、YUV(亮度、色度)模型，彩色电视信号传输时使用 - 像素深度，即像素的所有颜色分量的二进位数目之和。
- 图像数据量=水平分辨率 X 垂直分辨率 X 像素深度/8。
图像大小（像素数目） 8 位 （ 256色）
16 位（65536 色） 24 位（真彩色）
1024X768（78.6 万） 768KB 1.5MB 2.25MB
1280X1024(130 万) 1.25MB 2.5MB 3.75MB
1920X1080(200 万) 2MB 4M 6MB
2580X1956（500 万） 4.8MB 9.6MB 14.4MB
4603X3456(1600 万) 16MB 32MB 48MB
6144X4096(2500 万) 24MB 48MB 72MB
③、压缩之后数字图像的数据量计算（以字节为单位）：
数据量 = (水平分辨率×垂直分辨率×像素深度/8) / 压缩比
图像的数据压缩
- 图像数据压缩的必要性（目的）：
①、节省存储数字图像所需要的存储器容量
②、提高图像的传输速度，减少通信费用 - 图像数据压缩的可能性：
①、数字图像中有大量的数据冗余
②、人眼视觉有局限性，允许图像有一些失真 - 图像数据压缩的两种类型：
①、无损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像没有任何误差
②、有损压缩：用压缩后的数据还原出来的图像有一定的误差 - 压缩编码方法的评价：
①、压缩倍数的高低（压缩比例）
②、重建图像的质量（有损压缩时）
③、压缩算法的复杂程度
数字图像的常用文件格式
- JPEG（大多数为有损）。
①、JPEG（静态图像压缩编码国际标准）∶特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像，计算机网络和数码相机中已得到广泛应用。
②、压缩算法复杂度适中，既可用硬件实现，也可用软件实现。
③、JPEG 图像压缩比可由用户控制，压缩比越高图像质量越差。
④、JPEG 标准的图像文件扩展名是 .jpg - BMP（无损）。
①、BMP 图像格式是 Wndows 操作系统下使用的一种标准图像格式。
②、一个文件一幅图像，可以进行无损压缩，也可不压缩。
③、支持单色、16 色、256 色、真彩色图像
④、非压缩的 BMP 文件是一种通用的图像文件格式，几乎所有 Windows 应用软件都能支持。
⑤、文件扩展名：.bmp - GIF（无损）。
①、GIF 图像格式颜色数目不超过 256 色（色彩深度 8 位），适合用作插画、剪贴画等色彩要求不高的场
合，文件特点小，适合网络传输。
②、GIF 图像格式具有累进显示功能，适合网络浏览器观看。
③、GIF 图像格式能支持透明背景（JPEG 不支持）。
④、GIF 图像格式能支持动画。
⑤、不适合真彩色图片
⑥、文件扩展名：.gif - PNG(无损)。
①、PNG 是 W3C 开发一种图文格式，保留了 GIF 文件特性，扩充了其功能。主要用于互联网。
②、文件扩展名：.png - 常用文件格式：
常见图像处理软件 ：
- Word 和 PowerPoint 具有基本的图像编辑功能
- Windows 附件中的“画图”软件（Microsoft Paint）
- 微软 Office 工具中的 Picture Manager
- Adobe PhotoShop
- ACD System 公司的 ACDSee32
- 其他：美图秀秀等
数字图像的应用
- 图像通信传真、可视电话、视频会议。
- 遥感。
- 医疗诊断。
- 工业生产。
- 机器人视觉。
- 军事、*、档案管理。
计算机图形
- 通过计算机和软件对景物的结构、形状与外貌进行描述(称为“建模”)，然后根据该描述和选定的观
察位置及光线状况，生成该景物的图形(称为“绘制”) - 计算机图形也称为计算机合成图像
- 景物建模的两种方法∶几何建模技术、过程建模技术。
- 计算机中不但可以生成实际存在的具体景物，还能生成假象或抽象景物的图像。
- 显示卡中核心是绘图处理器（GPU，也叫图形处理器），绘图处理器承担着绘制过程中的大部分计算任务，显卡在绘制过程中起着关键作用
计算机图形的应用
- 计算机辅助设计和辅助制造(CAD／CAM)。
- 利用计算机生成各种地形图、交通图、天气图、海洋图、石油开采图等。
- 作战指挥和军事训练。
- 计算机动画和计算机艺术。
- 其它：电子出版、数据处理、工业监控、辅助教学、软件工程等。
常用的矢量绘图软件
- 专业绘图软件：
①、AutoCAD、PROTEL 和 CAXA 电子图板（机械、建筑等）
②、MAPInfo、ARCInfo、SuperMap GIS （地图、地理信息系统） - 办公与事务处理、平面设计、电子出版等使用的绘图软件：
①、Corel 公司的 CorelDraw（平面设计、LOGO、图标设计等）
②、Adobe 公司的 illustrator（图标设计、LOGO 等）
③、Macromedia 公司的 FreeHand，
④、微软公司的 Microsoft Visio（画 UML、工程结构图、网络部署图等）等 - MS Office 中内嵌的绘图软件：
①、Word 、Excel 的绘图功能（简单的二维图形 ）：插入形状功能
②、PowerPoint 中的绘图功能（简单的二维图形 ）：插入形状功能