第二章 圖形與圖像

1、(一)圖形與圖像的顏色模型l1.顏色的基本概念l(1)物體的顏色由反射光的光波決定.l(2)三基色l三基色原理:自然界中景物的絕大多數(shù)的彩色光,都能分解成為互相獨(dú)立的紅、綠、藍(lán)三種基色光.用互相獨(dú)立的三基色光以不同的比例混合,可以模擬出自然界中絕大多數(shù)景物的彩色.視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)特性曲線（各個波長的光的強(qiáng)度相等）視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)特性曲線（各個波長的光的強(qiáng)度相等）(3)彩色三要素:色調(diào):描述顏色的不同類別的物理量,如紅.橙.黃. 色調(diào)由該顏色的主要波長決定.色飽和度:描述顏色深淺程度的物理量亮度:描述色光的明暗變化的強(qiáng)度的物理量.表明色光能量的大小.l(4)像素l像素是計算機(jī)

2、圖形與圖像中能被單獨(dú)處理的最小基本單元. 2.顏色模型:定量顏色的方法顯示器(發(fā)光物體)RGB模型打印機(jī)(吸光物體)CMY模型彩色電視信號顯示與傳輸YUV模型藝術(shù)繪畫HIS模型 (1)RGB模型加色法混色模型以等量的紅.綠.藍(lán)基色混合時:紅+綠=黃紅+藍(lán)=品紅綠+藍(lán)=青色紅+綠+藍(lán)=白色理論上絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍(lán) (RGB) 三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來表示。顏色CR(紅色的百分比)G(綠色的百分比) B(藍(lán)色的百分比) RGB模型稱為相加混色模型，用于光照、視頻和顯示器。例如，顯示器通過紅、綠和藍(lán)熒光粉發(fā)射光線產(chǎn)生彩色。 (2)CMY模型:用青色.品紅.黃色合成顏色的方法 在理

3、論上，絕大多數(shù)顏色都可以用三種基本顏料（青色cyan、品紅magenta、和黃色yellow）按一定比例混合得到。CMYK模型稱為相減混色模型。(二)圖形與圖像的基本屬性 1.分辨率 (1)顯示分辨率:指某一種顯示方式下,顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目.以水平和垂直的像素數(shù)表示. 800(列)600(行) 同樣大小顯示屏能夠顯示的像素越多，說明顯示設(shè)備的分辨率越高，顯示的圖像質(zhì)量也就越高。(3)掃描分辨率:以每英寸的點(diǎn)數(shù)表示 2.顏色深度 顏色深度:指圖像中每個像素的顏色(或亮度)信息所占的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù). 位/像素 (b/p)顏色深度(像素深度)決定彩色圖像每個像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度

4、圖像每個像素可能有的灰度級數(shù)。 4bit:VGA支持的顏色深度,共有24 =16種顏色 8bit:多媒體應(yīng)用中的最低顏色深度, 28 =256 16bit:35bit,剩余的1位表示其他屬性. 24bit:38bit 約16M,真彩色 32bit:38bit,剩余的8位表示其他屬性. 3.文件的大小 圖形與圖像文件的大小(數(shù)據(jù)量)是指在磁盤上存儲整幅圖像所有點(diǎn)的字節(jié)數(shù). 文件字節(jié)數(shù)=圖像分辨率圖像深度/8 圖像分辨率=高寬(像素數(shù)) 4.真彩色 指組成一幅彩色圖像的每一個像素值中,有R,G,B這3個基色的分量,每個基色分量直接決定顯示設(shè)備的基色強(qiáng)度,這樣產(chǎn)生的彩色為真彩色.調(diào)色板 一個彩色圖像

5、假如只包含24位真彩色空間中的16個離散的點(diǎn)（16色圖），則可以建立一個顏色查找表，表中的每一行記錄一組RGB值，實際像素的值用來指定該點(diǎn)顏色在查找表中的索引值，這樣就可以大大縮小存儲量。這個顏色查找表就叫做調(diào)色板。(三)圖形與圖像的基本類型 1.位圖 (1)位圖：指由像素組成的平面點(diǎn)陣圖。 位圖中每個像素的顏色、亮度和屬性是用一組二進(jìn)制數(shù)值來表示的。 (2)位圖的優(yōu)點(diǎn)是：（1）顯示速度快。（2）真實世界的圖像可以通過掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備方便的轉(zhuǎn)化為點(diǎn)位圖。位圖的缺點(diǎn)是： （1）存儲和傳輸時數(shù)據(jù)量比較大。（2）縮放、旋轉(zhuǎn)時算法復(fù)雜且容易失真。 2.矢量圖 (1)矢量圖：是用一系列計算

6、機(jī)指令來表示一幅圖，如畫點(diǎn)、畫線、畫曲線、畫圓、畫矩形等。 這種方法實際上是用數(shù)學(xué)方法來描述一幅圖。圖形：運(yùn)算形成的抽象化產(chǎn)物圖形由具有方向和長度的矢量表示優(yōu)點(diǎn)：一般不會失真(2)矢量圖的優(yōu)點(diǎn)是矢量圖的優(yōu)點(diǎn)是：（：（1）縮放、旋）縮放、旋轉(zhuǎn)、移動時圖像不會失真。（轉(zhuǎn)、移動時圖像不會失真。（2）存）存儲和傳輸時數(shù)據(jù)量較小。儲和傳輸時數(shù)據(jù)量較小。矢量圖的缺點(diǎn)是：（矢量圖的缺點(diǎn)是：（1）圖像顯示時）圖像顯示時花費(fèi)時間比較長。（花費(fèi)時間比較長。（2）真實世界的）真實世界的彩色圖像難以轉(zhuǎn)化為矢量圖。彩色圖像難以轉(zhuǎn)化為矢量圖。矢量圖點(diǎn)位圖(一)圖形與圖像的獲取 1.圖形的獲取 2.圖像的獲取(二)圖形與圖

7、像的存儲v1.靜態(tài)圖形與圖像常見文件存儲格式v(1)BMP格式v位圖文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的圖像文件存儲格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的所有圖像處理軟件都支持這種格式。vBMP是一種與設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式. .gif圖形交換文件格式,由CompuServe公司于87年開發(fā) 目的是便于在不同的平臺上進(jìn)行圖像交流和傳輸 .gif圖像最大不能超過64MB. 顏色最多為256色(8bit) 唯一使用LZW無損壓縮方法的圖像文件格式. GIF文件支持圖像數(shù)據(jù)的交叉存儲方式，這樣一個大的圖像可以逐步顯示，讓用戶首先看到圖像概貌，然后逐步清晰 gif87a和gif

8、89a需要引入調(diào)色版的支持.能夠進(jìn)行圖像內(nèi)的多畫面循環(huán)顯示,可以制作小型動畫,成為網(wǎng)上流行的圖像文件格式. 使用要點(diǎn)使用要點(diǎn) (1) (1) 用于屏幕顯示圖像和電腦動畫用于屏幕顯示圖像和電腦動畫 (2) (2) 用于網(wǎng)絡(luò)傳送用于網(wǎng)絡(luò)傳送 (3) (3) 不適于保存高質(zhì)量印刷文件不適于保存高質(zhì)量印刷文件 (3)TGA格式 最高色彩32bit,顯示模式依賴顯像卡 擴(kuò)展名為.tga .tga適用于色彩復(fù)雜并極富變化的圖像 圖像每一像素的顏色值變化很大,且重復(fù)性低,所以沒有壓縮格式. TGATGA格式的使用要點(diǎn)小結(jié)：格式的使用要點(diǎn)小結(jié)： (1) (1) 用于表現(xiàn)影視廣播級動畫的幀用于表現(xiàn)影視廣播級動畫

9、的幀 (2) (2) 不適于保存高質(zhì)量印刷文件不適于保存高質(zhì)量印刷文件 (3) (3) 不適于網(wǎng)絡(luò)傳送不適于網(wǎng)絡(luò)傳送v(4)JPEG格式(JPG)格式是靜態(tài)圖像壓縮文件v有損壓縮,文件非常小(壓縮比可調(diào))壓縮算法影響圖像質(zhì)量,圖像邊緣可以看出不太明顯的失真,顯示比較慢v色彩最高達(dá)真彩色vJPEG格式的使用要點(diǎn)小結(jié)：v (1) (1) 用于保存表現(xiàn)自然景觀的圖像用于保存表現(xiàn)自然景觀的圖像v (2) (2) 用于網(wǎng)絡(luò)傳送用于網(wǎng)絡(luò)傳送v (3) (3) 不適于表現(xiàn)有明顯邊界的圖形不適于表現(xiàn)有明顯邊界的圖形v (4) (4) 不適用于高質(zhì)量印刷文件不適用于高質(zhì)量印刷文件o (5)TIFF格式o 是Al

10、aus和Microsoft公司為掃描儀和桌上出版系統(tǒng)研制o 彩色:21(單色)-232o 文件大,細(xì)微層次多,有利于色彩復(fù)制o .TIFF定義了五種不同的格式,支持不同類型的圖像o TIFF格式的使用要點(diǎn)小結(jié)：o (1) (1) 平面設(shè)計作品的最佳表現(xiàn)形式平面設(shè)計作品的最佳表現(xiàn)形式o (2) (2) 用于提供印刷文件用于提供印刷文件o (3) (3) 不適于網(wǎng)絡(luò)傳送不適于網(wǎng)絡(luò)傳送 2 2 動態(tài)圖形與圖像常見文件存儲格式動態(tài)圖形與圖像常見文件存儲格式 (1)動畫圖像文件格式 Flc文件格式: 擴(kuò)展名為.flc(.fli) 無損壓縮,畫面清晰計算機(jī)生成動畫 Swf文件格式: 基于矢量圖形的交互式多媒體技術(shù),可以任意改變畫面大小而不失真 文件較小,更適合在網(wǎng)上傳播 可以顯示真彩色,比.flc更適合多種畫面 可以附加聲音, 有人-機(jī)交互功能 (2)主要數(shù)字視頻文件存儲格式 .avi格式: 擴(kuò)展名為.avi 有伴音的視頻圖像文件,是Windows