多媒体技术04图形与图像.doc

? PAGE 14 ? 多媒体技术与应用教程 ? PAGE 15 ? 第4章 图形与图像 第4章 图形与图像 常见的6种媒体中，只有第3章讲的声音是听觉媒体，其余5种（文字、图形、图像、动画、视频）都与视觉有关。 文字是一种比较特殊的媒体，文字的“形”要素——是视觉信息，但是文字的“音”要素，又与听觉有关（如文字的发音、语音识别与合成等）；文字的输入和输出，则与听觉和视觉都有关，如文字的手写和扫描输入、文字的可视输出、文字的语音输入与输出、文字输入的音码与形码等；至于文字的“义”要素和字符编码等内容都不属于多媒体的范畴；所以，文字属于与听觉和视觉都有关的一种特殊媒体。 剩下的4种媒体都是典型的视觉媒体。其中图形和图像属于静态视觉媒体；而动画和视频则属于运动视觉媒体，也叫做运动图形和运动图像。 本书第4章讨论静态视觉媒体——图形和图像，第5章和第6章分别介绍动画和视频这两种运动视觉媒体。 本章先从眼睛和视觉入手，接着介绍光与颜色，然后讨论图的种类、属性和文件格式，最后简单介绍二三维图形和显卡。 4.1 眼睛与视觉 视觉是光刺激作用于视觉器官而产生的主观映像，人眼是视觉系统的外周感受器。视觉器官包括眼睛、视觉通道（视神经和视经等）和视中枢（大脑的枕叶皮层）。光线进入眼睛，在视网膜产生电信号，经视神经和视经等传入大脑，最后在其枕叶皮层形成视觉。 本节先介绍眼睛的构造及其各部分的功能，然后讨论视觉形成以及视觉的各个方面。 4.1.1 1．眼睛的构造 人眼（eye）是一个直径为23毫米左右的球状体，由眼球和眼球壁构成。图4-1是人眼构造的示意图。 眼球（eyeball）包含晶状体、房水和玻璃体，它们都是屈光物质。晶状体（lens晶体/水晶体）是一个形似双凸透镜的扁球形弹性透明体，位于眼球的前部，可由睫状肌的收缩改变其形状和屈光力，使外界的对象能在视网膜上形成清晰的影像。房水（aqueous humor）是一种透明水状液体，在角膜与晶状体之间的眼房中循环，眼房被虹膜分隔成前房和后房。玻璃体（vitreous body）为一透明的胶样组织，体积占眼球的4/5，有保护视网膜和缓冲震动的功能。 右眼水平切面 右眼垂直切面 图4-1 人眼构造与解剖示意图 眼球壁（eyeball wall）可以分成外、中、内三层。 眼球壁外层的正前方是一层弹性的透明组织，叫做角膜（cornea），占眼球壁面积的1/6；角膜含有大量的视觉神经纤维；光线透过弯曲的角膜会发生折射，形成屈光能力。眼球壁外层其余5/6的面积，是一种白色不透明的膜，叫做巩膜（sclera），位于眼球壁的中后部，主要起巩固和保护眼球的作用，俗称眼白。 眼球壁的中层包括虹膜、睫状体和脉络膜。虹膜（iris）位于角膜的后面和晶状体的前面，虹膜的中央有一个圆孔叫做瞳孔（pupil），虹膜组织内的肌肉可以扩大和缩小瞳孔。睫状体（ciliary body）位于虹膜的后面，其内部的睫状肌（ciliary muscle）可以调节晶状体的形状。眼球壁中层的其余部分为脉络膜（choroid），它含有丰富的呈黑色的色素细胞，可以吸收外来杂散光、消除光线在眼球内部的乱反射。 眼球壁的内层包括视网膜和视神经（optic nerve）内段。视网膜（retina）位于眼球后部的内层，是一层透明的薄膜，内含视锥细胞和视杆细胞，是眼睛的感光部分。视网膜的中央部分有一个黄色的直径约2~3毫米的视锥细胞密集区，称为黄斑（macula lutea）。黄斑中央有一个小凹，叫做中央凹（fovea centralis中央窝），它是视觉最敏感的地方。 人眼的结构和功能与照相机类似。当眼睛注视外界物体时，来自物体的光线通过角膜、房水、晶状体及玻璃体，在视网膜上形成物体的一个清晰倒像。人眼中的瞳孔类似于照相机的光圈，可以根据光线的强弱而自动缩小和扩大；角膜的弯曲和晶状体的变形，使人眼具有屈光和聚焦能力，类似于照相机的凸透镜及其移位调焦；视网膜则类似于（模拟相机的）胶卷或（数码相机的）CCD阵列，是人眼的感光部分。 2．视网膜 视网膜的构成 视网膜（retina）是眼睛的感光部分，由外、中、内三层神经元和神经胶质细胞所构成。视网膜的外层（位于视网膜的最后面）是感光细胞；视网膜的中层为双极细胞和其它细胞（如水平细胞与无长凸细胞）；视网膜的内层（位于视网膜的最前面）含有神经节细胞。参见图4-2。 图4-2 视网膜及其细胞分层 感光细胞 人眼有两种感光细胞（photoreceptors光敏细胞）——视锥细胞和视杆细胞。 视锥细胞（cone cell锥体细胞/圆锥细胞）负责明亮环境下的视觉，可以感知颜色和细节；人眼大约有650万个视锥细胞，主要集中分布在视网膜中央的黄斑区，特别是位于其中央的中央凹（在中央凹内，视锥细