数字图像处理基本概念 (2).docVIP

第1章 数字图像处理基本概念 本章重点： 理解位图与矢量图的概念、特点及应用 理解图像分辨率的概念 能够根据后端输出的需要正确地设置图像分辨率 了解Photoshop中常用的图像存储格式 1.1 图像概念 “图像”一词主要来自西方艺术史译著，通常指image、icon、picture和它们的衍生词，也指人对视觉感知的物质再现。图像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜、显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画。图像可以记录保存在纸质媒介、胶片等对光信号敏感的介质上。随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储。因而，有些情况下图像一词实际上是指数字图像数字图像或称数码图像是以数字方式存储的图像。将图像在空间上离散，量化存储每一个离散位置的信息，就可以得到最简单的数字图像。这种数字图像一般数据量很大，需要采用图像压缩技术以便能更有效存储在数字介质上。1.2 位图与矢量图 在计算机中，图像是以数字方式来记录、处理和保存的，所以图像也可以称为数字化图像。计算机图分为图又称图或栅格图像和矢量图两大类，1．位图 一般来说，经过扫描输入和图像软件处理的图像文件都属于位图，与矢量图形相比，位图的图像更容易模拟照片的真实效果。位图的工作是基于方形像素点的，这些像素点像是“马赛克”，如果将这类图像放大到一定的程度时，看见构成整个图像的无数单个方块就是图形中最小元素像素点 位图 （1）位图图像的特点 能够记录每一个点的数据信息，因而可以精确地记录丰富的亮度变化，表现出色彩和层次变化非常丰富的图像，图像清晰细腻，具有生动的细节和极其逼真的 效果。 可以直接存储为标准的图像文件格式，所以很容易在不同的软件之间进行文件 交换。 改变图像尺寸时，像素点的总数并没有发生改变，而只是像素点之间的距离增大了，也就是说，位图涉及重新取样并重新计算整幅画面各个像素的复杂过程，这样导致尺寸增大后的图像清晰度降低，色彩饱和度也有所损失。 由于位图在保存文件时，需要记录下每一个像素的位置和色彩，这样就造成文件所占空间大，处理速度慢，并且图像在缩放和旋转时会产生失真现象。 （2）位图图像主要应用的领域 扫描照片，包括与摄影有关的图片和通过扫描仪得到的图片。 依赖自然光的高亮区、中亮区和阴影区来表现的具有真实感的图画。 印象派作品和其他按照纯个人风格或美学意义创作的图画。 具有柔和边缘、反光或细小阴影的显示图像。 利用绘图软件较难实现的、需要使用滤镜等特技效果的图像。 2．矢量图 矢量图也称为面向对象的图像或绘图图像，矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。既然每个对象都是一个自成一体的实体，就可以在维持它原有清晰度和弯曲度的同时，多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其他对象。这些特征使基于矢量的程序特别适用于图例和三维建模，因为它们通常要求能创建和操作单个对象。像Adobe Illustrator、CorelDRAW、CAD等软件是以矢量图形为基础进行创作的。 由于图像各个部分是由对应的数学公式所描述，因此只须改变参数就能调整所对应的图像内容，丝毫不会影响图像品质，精确度较高。换句话说，用矢量图方式绘画的图形无论输出时放大多少倍，对画面清晰度、层次及颜色饱和度等因素都丝毫无损，放大的矢量图边缘与原图一样光滑（而位图放缩后会变虚或出现锯齿），如图1-2所示。因此，矢量图形是文字（尤其是小字）和线条图形（比如徽标）的最佳选择。 通过软件，矢量图可以轻松地转化为点阵图，而点阵图转化为矢量图就需要经过复杂而庞大的数据处理，而且生成的矢量图的质量绝对不能和原来的图形比拟。 广告艺术和其他对比鲜明、外观质量要求高、真实感强的图形。 建筑设计图、产品设计或其他精密线条绘图。 商业图形、图表和反映数据、演示工作方式的信息图。 传统的、需要非常平滑边缘的标志和文字效果，尤其适用于美术字体的创作。 小册子、小传单和其他包含插图、标志和标准大小文字的单页文档。 网页设计上用到的图形以及网页动画的基本素材。 下面选取了两张例图，它们都不是摄影作品，而是分别由Photoshop和Illustrator软件绘制的写实作品。计算机图形图像软件常用来探索一种类似写实的观念，计算机极力用自己的语言来仿造“真实”，它在创造的是一种虚拟的真实。图1-3所示的图像为Photoshop绘制的位图作品，其工作方式就像是用画笔在画布上作画一样，放大显示后可看出它的位图特征；而图1-4所示的图像为Illustrator软件绘制的写实作品，左侧显示的是未上色时的线框图，可以看出，无论多么写实与逼真的矢量图形，其绘图原理都是简单的点、线、形状的拼接、数学公式的运算以及纯粹再造