第二章 图形与图像

1、(一)图形与图像的颜色模型l1.颜色的基本概念l(1)物体的颜色由反射光的光波决定.l(2)三基色l三基色原理:自然界中景物的绝大多数的彩色光,都能分解成为互相独立的红、绿、蓝三种基色光.用互相独立的三基色光以不同的比例混合,可以模拟出自然界中绝大多数景物的彩色.视觉系统对颜色和亮度的响应特性曲线（各个波长的光的强度相等）视觉系统对颜色和亮度的响应特性曲线（各个波长的光的强度相等）(3)彩色三要素:色调:描述颜色的不同类别的物理量,如红.橙.黄. 色调由该颜色的主要波长决定.色饱和度:描述颜色深浅程度的物理量亮度:描述色光的明暗变化的强度的物理量.表明色光能量的大小.l(4)像素l像素是计算机

2、图形与图像中能被单独处理的最小基本单元. 2.颜色模型:定量颜色的方法显示器(发光物体)RGB模型打印机(吸光物体)CMY模型彩色电视信号显示与传输YUV模型艺术绘画HIS模型 (1)RGB模型加色法混色模型以等量的红.绿.蓝基色混合时:红+绿=黄红+蓝=品红绿+蓝=青色红+绿+蓝=白色理论上绝大部分可见光谱都可用红、绿和蓝 (RGB) 三色光按不同比例和强度的混合来表示。颜色CR(红色的百分比)G(绿色的百分比) B(蓝色的百分比) RGB模型称为相加混色模型，用于光照、视频和显示器。例如，显示器通过红、绿和蓝荧光粉发射光线产生彩色。 (2)CMY模型:用青色.品红.黄色合成颜色的方法 在理

3、论上，绝大多数颜色都可以用三种基本颜料（青色cyan、品红magenta、和黄色yellow）按一定比例混合得到。CMYK模型称为相减混色模型。(二)图形与图像的基本属性 1.分辨率 (1)显示分辨率:指某一种显示方式下,显示屏上能够显示出的像素数目.以水平和垂直的像素数表示. 800(列)600(行) 同样大小显示屏能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。(3)扫描分辨率:以每英寸的点数表示 2.颜色深度 颜色深度:指图像中每个像素的颜色(或亮度)信息所占的二进制数的位数. 位/像素 (b/p)颜色深度(像素深度)决定彩色图像每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度

4、图像每个像素可能有的灰度级数。 4bit:VGA支持的颜色深度,共有24 =16种颜色 8bit:多媒体应用中的最低颜色深度, 28 =256 16bit:35bit,剩余的1位表示其他属性. 24bit:38bit 约16M,真彩色 32bit:38bit,剩余的8位表示其他属性. 3.文件的大小 图形与图像文件的大小(数据量)是指在磁盘上存储整幅图像所有点的字节数. 文件字节数=图像分辨率图像深度/8 图像分辨率=高宽(像素数) 4.真彩色 指组成一幅彩色图像的每一个像素值中,有R,G,B这3个基色的分量,每个基色分量直接决定显示设备的基色强度,这样产生的彩色为真彩色.调色板 一个彩色图像

5、假如只包含24位真彩色空间中的16个离散的点（16色图），则可以建立一个颜色查找表，表中的每一行记录一组RGB值，实际像素的值用来指定该点颜色在查找表中的索引值，这样就可以大大缩小存储量。这个颜色查找表就叫做调色板。(三)图形与图像的基本类型 1.位图 (1)位图：指由像素组成的平面点阵图。 位图中每个像素的颜色、亮度和属性是用一组二进制数值来表示的。 (2)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。 2.矢量图 (1)矢量图：是用一系列计算

6、机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。 这种方法实际上是用数学方法来描述一幅图。图形：运算形成的抽象化产物图形由具有方向和长度的矢量表示优点：一般不会失真(2)矢量图的优点是矢量图的优点是：（：（1）缩放、旋）缩放、旋转、移动时图像不会失真。（转、移动时图像不会失真。（2）存）存储和传输时数据量较小。储和传输时数据量较小。矢量图的缺点是：（矢量图的缺点是：（1）图像显示时）图像显示时花费时间比较长。（花费时间比较长。（2）真实世界的）真实世界的彩色图像难以转化为矢量图。彩色图像难以转化为矢量图。矢量图点位图(一)图形与图像的获取 1.图形的获取 2.图像的获取(二)图形与图

7、像的存储v1.静态图形与图像常见文件存储格式v(1)BMP格式v位图文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。vBMP是一种与设备无关的图像文件格式. .gif图形交换文件格式,由CompuServe公司于87年开发 目的是便于在不同的平台上进行图像交流和传输 .gif图像最大不能超过64MB. 颜色最多为256色(8bit) 唯一使用LZW无损压缩方法的图像文件格式. GIF文件支持图像数据的交叉存储方式，这样一个大的图像可以逐步显示，让用户首先看到图像概貌，然后逐步清晰 gif87a和gif

8、89a需要引入调色版的支持.能够进行图像内的多画面循环显示,可以制作小型动画,成为网上流行的图像文件格式. 使用要点使用要点 (1) (1) 用于屏幕显示图像和电脑动画用于屏幕显示图像和电脑动画 (2) (2) 用于网络传送用于网络传送 (3) (3) 不适于保存高质量印刷文件不适于保存高质量印刷文件 (3)TGA格式 最高色彩32bit,显示模式依赖显像卡 扩展名为.tga .tga适用于色彩复杂并极富变化的图像 图像每一像素的颜色值变化很大,且重复性低,所以没有压缩格式. TGATGA格式的使用要点小结：格式的使用要点小结： (1) (1) 用于表现影视广播级动画的帧用于表现影视广播级动画

9、的帧 (2) (2) 不适于保存高质量印刷文件不适于保存高质量印刷文件 (3) (3) 不适于网络传送不适于网络传送v(4)JPEG格式(JPG)格式是静态图像压缩文件v有损压缩,文件非常小(压缩比可调)压缩算法影响图像质量,图像边缘可以看出不太明显的失真,显示比较慢v色彩最高达真彩色vJPEG格式的使用要点小结：v (1) (1) 用于保存表现自然景观的图像用于保存表现自然景观的图像v (2) (2) 用于网络传送用于网络传送v (3) (3) 不适于表现有明显边界的图形不适于表现有明显边界的图形v (4) (4) 不适用于高质量印刷文件不适用于高质量印刷文件o (5)TIFF格式o 是Al

10、aus和Microsoft公司为扫描仪和桌上出版系统研制o 彩色:21(单色)-232o 文件大,细微层次多,有利于色彩复制o .TIFF定义了五种不同的格式,支持不同类型的图像o TIFF格式的使用要点小结：o (1) (1) 平面设计作品的最佳表现形式平面设计作品的最佳表现形式o (2) (2) 用于提供印刷文件用于提供印刷文件o (3) (3) 不适于网络传送不适于网络传送 2 2 动态图形与图像常见文件存储格式动态图形与图像常见文件存储格式 (1)动画图像文件格式 Flc文件格式: 扩展名为.flc(.fli) 无损压缩,画面清晰计算机生成动画 Swf文件格式: 基于矢量图形的交互式多媒体技术,可以任意改变画面大小而不失真 文件较小,更适合在网上传播 可以显示真彩色,比.flc更适合多种画面 可以附加声音, 有人-机交互功能 (2)主要数字视频文件存储格式 .avi格式: 扩展名为.avi 有伴音的视频图像文件,是Windows