數(shù)字圖形圖像技術(shù)第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六第6章數(shù)字圖形圖像技術(shù)在多媒體技術(shù)領(lǐng)域中，圖形（graphics）和圖像（image或picture等）的概念是有區(qū)別的：圖形一般指用計算機(jī)繪制（draw）的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等；圖像則是指由攝像機(jī)或掃描儀等輸入設(shè)備捕捉的實際場景畫面，或是以數(shù)字化形式存儲的任意畫面。第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.1視覺媒體及其特性所謂視覺媒體，就是指通過視覺傳遞信息的媒體。視覺媒體有以下幾類:1）位圖，又稱點陣圖像：是一種對視覺信號進(jìn)行直接量化的媒體形式，它以數(shù)字化的形式對構(gòu)成圖像的每一點上的顏色、亮度等相關(guān)信息進(jìn)行描述和存儲。根據(jù)量化后使用的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)不同，又分為二值和灰度（彩色）圖像兩大類。2）矢量圖形：是一種抽象化了的圖像，是對圖像依據(jù)某個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析而產(chǎn)生的結(jié)果，它不直接描述數(shù)據(jù)的每一點，而是描述產(chǎn)生這些點的過程，并以指令集合的形式存儲。第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.1視覺媒體及其特性3）動態(tài)圖像：是由多幀連續(xù)的靜態(tài)畫面（圖形或圖像）序列在時間軸上不斷變化所形成的動態(tài)視覺感受。當(dāng)每幀畫面是實時獲取的自然景物人物圖像時，稱其為動態(tài)影像視頻，簡稱動態(tài)視頻或視頻；如果每幀畫面是人工或計算機(jī)產(chǎn)生的圖形時，稱為動畫；如果每幀畫面是計算機(jī)產(chǎn)生的真實感圖像時，稱為三維真實感動畫或三維動畫。4）符號：是對信息進(jìn)行抽象的結(jié)果。符號可以表示數(shù)值，表示事物或事件，也可以表示語言。文本就是具有上下文相關(guān)特性的符號流。5）其他：許多其他類型的信息也可轉(zhuǎn)換為視覺的形式，如音樂可轉(zhuǎn)換為樂譜，數(shù)值可轉(zhuǎn)換為曲線圖形等。第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2彩色空間表示離散化一幅彩色圖像，是連續(xù)函數(shù)f(x,y)在空間坐標(biāo)和彩色幅度上進(jìn)行的?？臻g坐標(biāo)x，y的離散化通常取128，256，512或1024等值，彩色幅度的離散化取決于所使用的彩色空間表示。第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念彩色可用亮度（brightness）、色調(diào)（hue）和飽和度（saturation）來描述，稱為彩色的三要素，人眼所看到的任一彩色光都是這三個特性的綜合效果。亮度是光作用于人眼時所引起的對明亮程度的感覺，它與被觀察物體的發(fā)光強(qiáng)度有關(guān)。

如果彩色光的強(qiáng)度降到使人看不到時，在亮度標(biāo)尺上它應(yīng)與黑色對應(yīng)；同樣，如果其強(qiáng)度變得很大，那么亮度等級應(yīng)與白色對應(yīng)。第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念色調(diào)是當(dāng)人眼看到一種或多種波長的光時所產(chǎn)生的彩色感覺，它反映顏色的種類，是決定顏色的基本特性，例如紅色、棕色等都是指色調(diào)。第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念飽和度是指顏色的純度，即摻入白光的程度，或者說是指顏色的深淺程度。對于同一色調(diào)的彩色光，飽和度越深顏色越鮮明或者說越純。飽和度還和亮度有關(guān)，因為若在飽和的彩色光中增加白光的成分，增加了光能，因而變得更亮了，但是它的飽和度卻降低了。

通常把色調(diào)和飽和度通稱為色度，即：亮度表示某彩色光的明亮程度，而色度則表示顏色的類別與深淺程度。第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念自然界常見的各種顏色光，都可由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種顏色光按不同比例相配而成。絕大多數(shù)顏色光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光。這就是色度學(xué)中最基本的原理——三基色（RGB）原理。第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念把三種基色光按不同比例相加稱之為相加混色，由紅、綠、藍(lán)三基色進(jìn)行相加混色的情況如下：

紅色+綠色=黃色 綠色+藍(lán)色=青色

紅色+藍(lán)色=品紅 紅色+綠色+藍(lán)色=白色稱黃、品紅和青色為相加二次色。此外還可以看出：

紅色+青色=綠色+品紅=藍(lán)色+黃色=白色稱青色、品紅和黃色分別是紅、綠、藍(lán)三色的補(bǔ)色。第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念由于人眼對于相同程度單色光的主觀亮度感覺不同，所以，用相同亮度的三基色混色時，如果把混色后所得色光亮度定義為100％的話，那么人的主觀感覺是綠光僅次于白光，是三基色中最亮的；紅光次之，亮度約占綠光的一半；藍(lán)光最弱，亮度約占紅光的1/3。當(dāng)白光的亮度用Y來表示時，它和紅、綠、藍(lán)三色光的關(guān)系可以用如下的方程描述：

Y=0.299R+0.587G+0.114B這就是常用的亮度公式，它是根據(jù)美國國家電視制式委員會的NTSC制式推導(dǎo)得到的。第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.1彩色的基本概念如果采用PAL電視制式，白光的亮度公式將作如下改動：

Y=0.222R+0.707G+0.071B兩個公式不同的原因，是由于所選取的顯示三基色不同。第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.2彩色空間在一個典型的多媒體計算機(jī)系統(tǒng)中，常常會涉及到用幾種不同的彩色空間來表示圖形和圖像的顏色，如:顯示時采用RGB彩色空間彩色全電視信號數(shù)字化時采用YUV彩色空間為了便于彩色處理和識別，視覺系統(tǒng)又常采用HSI彩色空間等。第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.2彩色空間1.RGB彩色空間在多媒體技術(shù)中，用得最多的是RGB彩色空間表示，因為計算機(jī)彩色監(jiān)視器的輸入需要RGB的彩色分量，通過三個分量的不同比例，在顯示屏幕上合成所需要的任意顏色。所以在多媒體系統(tǒng)中，不管中間過程采用什么形式的彩色空間表示，最后的輸出一定要轉(zhuǎn)換成RGB彩色空間表示。第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.2彩色空間2.YUV彩色空間研究表明，人的視覺對亮度細(xì)節(jié)的敏感程度遠(yuǎn)大于對顏色細(xì)節(jié)的敏感程度，因此RGB體制并不適合人類的視覺特征。為此，在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD攝像機(jī)，把攝得的彩色圖像信號，經(jīng)分色棱鏡分成R0G0B0三個分量的信號，分別進(jìn)行放大和γ校正得到RGB，再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號Y、色差信號R-Y和B-Y，最后發(fā)送端將這三個信號進(jìn)行編碼，用同一信道發(fā)送出去，這就是常用的YUV彩色空間。第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.2彩色空間3.HSI彩色空間HSI彩色空間為多媒體計算機(jī)和計算機(jī)視覺彩色圖像實時處理提供了有效的方法。HSI彩色空間的三個幀存儲器的數(shù)據(jù)在處理彩色圖像時是相互獨立的，分別提供對解釋彩色圖像非常有用的信息。第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.2.2彩色空間采用HSI彩色空間能夠減少彩色圖像處理的復(fù)雜性，它更接近人對彩色的認(rèn)識和解釋。例如亮度是非彩色屬性，它描述亮還是暗，彩色圖像中的亮度對應(yīng)于黑白圖像中的灰度。在圖像處理中常用的算術(shù)操作或算法，只要對HSI彩色空間的亮度信號進(jìn)行操作就可獲得良好效果，而在RGB彩色空間要作上述運(yùn)算就很不方便。在圖像處理和計算機(jī)視覺中的大量算法都可在HSI彩色空間中方便地使用，它們可以分開處理而且是相互獨立的。因此，在HSI彩色空間可以大大簡化圖像分析和處理的工作量。第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3圖像及其特征圖像通常是指人類視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心目中的有形想象，是圖與像的總稱，這里的圖是指用描繪或攝影等方法得到的外在景物的相似物，而像則是指直接或間接的視覺印象。文字、圖形、動態(tài)圖像等多種媒體形式最終都是以圖像的形式出現(xiàn)的。點陣圖像即為最基本的一種圖像形式。第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3圖像及其特征點陣圖是指在空間和亮度上已經(jīng)離散化了的圖像。可以把點陣圖考慮為一個矩陣，矩陣中的每個元素對應(yīng)于圖像中的一點，而元素的值對應(yīng)于該點經(jīng)量化后的灰度（或顏色）等級。這個矩陣中的元素就稱為像素，存放于顯示器緩沖區(qū)中，與顯示器上的顯示點一一對應(yīng)，故又稱之為位圖映射圖像，簡稱位圖。因此，點陣圖像是以數(shù)字化的形式對構(gòu)成圖像的各個像素點的顏色和亮度等相關(guān)信息進(jìn)行描述和存儲。當(dāng)點陣圖像中的灰度（顏色）值僅為兩個等級時，稱之為二值圖像，否則稱之為灰度（彩色）圖像。第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3圖像及其特征位圖適合于表現(xiàn)層次和色彩比較豐富，包含大量細(xì)節(jié)，具有復(fù)雜的顏色、灰度或形狀變化的圖像，并可直接、快速地在屏幕上顯示。與矢量圖相比，位圖占用的存儲空間較大，一般需要對其進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，其所需的存儲空間可用下面的公式計算：

文件的字節(jié)數(shù)=（位圖高度×寬度×深度）/8其中，高度和寬度分別是位圖圖像垂直和水平方向上的像素個數(shù)；深度是存儲圖像像素點顏色信息的位數(shù)。例如，一幅640×480的256色原始圖像（未壓縮）的數(shù)據(jù)量為：

（640像素×480像素×8位）/8=307,200個字節(jié)第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.1分辨率分辨率是指組成一幅圖像的像素密度的度量方法，是決定圖像質(zhì)量的主要因素之一，有屏幕分辨率和圖像分辨率之分。屏幕分辨率是屏幕上的最大顯示區(qū)域，即水平與垂直方向的像素個數(shù)。屏幕分辨率與顯示模式有關(guān)，例如，標(biāo)準(zhǔn)VGA圖形卡的最高屏幕分辨率為640像素（水平）×480像素（垂直）；圖像分辨率是指數(shù)字圖像的尺寸，即該圖像的水平與垂直方向的像素個數(shù)。例如，若一幅圖像的分辨率為320×240，計算機(jī)屏幕的分辨率為640×480，則該圖像在屏幕上顯示時只占據(jù)了屏幕的四分之一。第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.1分辨率圖像分辨率與屏幕分辨率相同時，所顯示的圖像正好占滿整個屏幕區(qū)域；圖像分辨率大于屏幕分辨率時，屏幕上只能顯示出圖像的一部分。第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.1分辨率圖像分辨率實際上決定了位圖圖像的顯示質(zhì)量。對于那些在掃描時采用低分辨率得到的圖像，即使提高屏幕分辨率，也無法改善圖像質(zhì)量，因為這種方法僅僅是將一個像素的信息擴(kuò)展成了幾個像素的信息，并沒有從根本上增加像素的數(shù)量。此外，出版業(yè)（他們更關(guān)心印在紙上的圖像效果）也經(jīng)常使用打印分辨率的概念，即dpi（每英寸點數(shù)），以衡量將圖像打印在紙上的大小。第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.2顏色深度位圖圖像中每個像素的顏色（或灰度）信息被量化后將用若干數(shù)據(jù)位來表示，這些數(shù)的位數(shù)稱為圖像的顏色深度（也稱為圖像深度、顏色深度或深度），用來存放該像素的顏色、亮度等信息。顏色深度反映了構(gòu)成圖像所用的顏色（或灰度）的總數(shù)，記作位/像素（bpp：bitsperpixel）。例如顏色深度為1bpp時，圖像只能有兩種顏色（一般為黑色和白色，但也可以是另外兩種色調(diào)或顏色），這樣的圖像稱為單色圖像；深度為4的圖像可以有16種顏色；深度為8的圖像可表示256種顏色；深度為24的圖像稱為真彩色圖像。第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.2顏色深度配備標(biāo)準(zhǔn)VGA顯示的普通PC機(jī)在640×480屏幕分辨率下可顯示16種顏色的位圖圖像；在320×200分辨率下的可顯示256種顏色；SuperVGA卡可支持在1024×768（甚至更高）的分辨率下顯示256種顏色，一些高檔顯示卡在640×480分辨率下支持24位16772216種顏色的真彩色顯示?；叶燃増D像是一種特殊的索引色圖像，其像素只能是黑、白及不同的灰度顏色。表6-l列出了PC機(jī)上常用的幾種顏色深度、以及對應(yīng)的最大顏色總數(shù)和圖像的名稱。第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六表6-1顏色深度與顯示的顏色數(shù)目第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.3真彩色真彩色是指在組成一幅彩色圖像的每個像素值中，有R、G、B3個基色分量，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)生的彩色稱為真彩色。例如，用R、G、B各8位表示的彩色圖像（即真彩色圖像），各個分量大小的值直接確定3個基色的強(qiáng)度，這樣得到的彩色是真實的原圖彩色。真彩色圖像一個像素的值可產(chǎn)生的顏色數(shù)是16777216種，而人的眼睛是很難分辨出這么多種顏色的。第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.4調(diào)色板24bpp真彩色圖像完全覆蓋了人眼所能辨識的色彩范圍，但其所需要的數(shù)據(jù)空間相當(dāng)大。為了減少圖像所需的數(shù)據(jù)空間，在保證圖像分辨率的前提下，最簡單的方法就是降低顏色深度。所以在普通彩色圖像（對圖像的色彩和畫質(zhì)無特別高的要求）中，就沒有必要采用24bpp真彩色方式。第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.4調(diào)色板但是，采用較低的顏色深度（如8bpp或16bpp）時，會沒有足夠的位數(shù)來表示每—個像素的顏色，故而采用了一種折中的辦法，即構(gòu)造一個顏色查找表，表中存放了圖像所用的顏色，對應(yīng)每一種顏色有一個序號，于是，每一像素的顏色數(shù)位中存放的不再是實際的顏色值而是表中的序號，這樣經(jīng)顏色查找表就可將較少的像素顏色位數(shù)（序號）變換映射到顯示器可以表示的較大的色彩空間上（這是24位真彩色值集合的一個子集）。這樣的顏色查找表就稱之為調(diào)色板。第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.3.4調(diào)色板位圖中每一像素的顏色值都來自調(diào)色板，而調(diào)色板中的顏色數(shù)取決于顏色深度，當(dāng)圖像中的像素顏色在調(diào)色板中不存在時，一般由相近的顏色代替。所以，當(dāng)兩幅圖像同時顯示時，如果它們的調(diào)色板不同，將會出現(xiàn)顏色失真現(xiàn)象。對于這種情況，需要采用一定的辦法使它們的調(diào)色板一致。第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4圖形及其特征圖形實際上是抽象化了的圖像，是依據(jù)某個標(biāo)準(zhǔn)對圖像進(jìn)行分析而產(chǎn)生的結(jié)果。它通常用各種繪圖工具繪制，由諸如直線、圓、弧線、矩形、曲線和文字等圖元構(gòu)成，如工程圖。與位圖不同，矢量圖以指令集合的形式描述。這些指令描述一幅圖中所包含的各圖元的位置、大小、形狀和其他特性，也可以用更為復(fù)雜的形式來表示圖像中曲面、光照、材質(zhì)等效果。第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4.1圖形的分類與特征對圖像進(jìn)行抽象形成圖形的過程稱為矢量化。矢量化過程可由人工完成，也可由計算機(jī)自動完成。計算機(jī)自動將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形的過程稱為圖像分析。矢量化的結(jié)果便是用圖形指令取代原始圖像，去掉了不相干的信息，即在格式上進(jìn)行了變換。第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4.1圖形的分類與特征圖形一般分為二維圖形和三維圖形兩大類。二維圖形是平面的，其變換都在二維空間中進(jìn)行。三維圖形則要進(jìn)行三維空間的顯示與變換。普通的三維圖形只是在三維空間對線條、或簡單曲面進(jìn)行變換顯示，若再增加光照、質(zhì)材等效果，使其盡可能逼近真實圖形效果，就成為真實感圖形。矢量圖的一個突出的優(yōu)點是不需要對圖上的每一個點的信息進(jìn)行保存，而只需要描述對象的幾何形狀即可，所以需要的存儲空間與點陣圖像相比要小得多。第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4.1圖形的分類與特征圖形的矢量化可以方便地實現(xiàn)對圖形的移動、縮放、旋轉(zhuǎn)、疊加和扭曲等變換與修改。因此，矢量圖形常常用在畫圖、工程制圖、美術(shù)字等方面。由于矢量圖形在每一次顯示時要根據(jù)描述來重新生成圖形，故對比較復(fù)雜的圖形需要較多的計算時間。且圖形越復(fù)雜，要求越高，所需的時間也就越多。第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4.2圖形與圖像雖然圖形和圖像是兩個不同的概念，但它們之間又存在著一定的關(guān)系，且各有優(yōu)勢，用途也各不相同。1）矢量圖形的基本元素是圖元，也就是圖形指令。而位圖圖像的基本元素是像素，其顯示要更加逼真一些。2）圖形的顯示過程是按照圖元的順序進(jìn)行的，而圖像的顯示過程是按照位圖圖像中所安排的像素順序進(jìn)行的，與圖像內(nèi)容無關(guān)。3）圖形縮放變換后不會發(fā)生變形失真，而圖像的變換則會發(fā)生失真。4）圖形能以圖元為單位單獨進(jìn)行修改、編輯等操作，且局部處理不影響其他部分，而圖像則不行。因為在圖像中沒有關(guān)于圖像內(nèi)容的獨立單位，只能對像素或像素塊進(jìn)行處理。第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.4.2圖形與圖像5）圖形實際上是對圖像的抽象，而這種抽象可能會丟失原始圖像的一些信息（可能對應(yīng)用有用，也可能對應(yīng)用無用）。通過軟件，矢量圖可以轉(zhuǎn)化為位圖，而位圖轉(zhuǎn)化為矢量圖就需要經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，而且生成的矢量圖的質(zhì)量不能和原來的圖像比擬。第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5數(shù)字圖像多媒體計算機(jī)可以通過彩色掃描儀，把各種印刷圖像及彩色照片數(shù)字化；通過視頻卡把攝像機(jī)、錄像機(jī)、激光視盤等彩色全電視信號數(shù)字化；計算機(jī)本身也可以通過計算機(jī)圖形學(xué)的方法編程，生成二維、三維彩色幾何圖形及三維動畫。

采用上述三種形式形成的數(shù)字化圖形、圖像及視頻等信息，都以文件形式存儲。第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.1圖像顯示技術(shù)通過掃描儀和視頻信號獲取器可以把靜態(tài)圖像和運(yùn)動視頻信號數(shù)字化后存到幀存儲器中，然后要解決如何把它們變成標(biāo)準(zhǔn)文件保存到內(nèi)存或外存，如何把不同的圖像文件格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后又如何在顯示器的屏幕上顯示。

隨著CPU性能的不斷提高，PC機(jī)的顯示系統(tǒng)也不斷推出新的標(biāo)準(zhǔn)，這些顯示系統(tǒng)被工業(yè)界所采納，形成了公認(rèn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.1圖像顯示技術(shù)第一代標(biāo)準(zhǔn)的MDA（monochromedisplayadapter，單色顯示適配器）和CGA（colorgraphicsadapter，彩色圖形適配器）是IBM公司在1981年與PC機(jī)和PC/XT機(jī)一起推出的顯示標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時作為兩種可選擇的基本配置提供給用戶：字處理用戶可配置MDA卡和單色顯示器，彩色和圖形用戶可配置CGA卡和彩色顯示器。第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.1圖像顯示技術(shù)1984年，IBMPC/AT研制成功，個人計算機(jī)的性能大大提高，相應(yīng)的顯示系統(tǒng)EGA（enhancedgraphicadapter）增強(qiáng)型彩色圖形卡也應(yīng)運(yùn)而生。第二代標(biāo)準(zhǔn)EGA分辨率為640×350點陣，字符窗口為8×14點陣，16種顏色（調(diào)色板有64種顏色）。在水平方向，EGA采用了CGA640個點的分辨率，而在垂直方向采用類似MDA350行的分辨率。它可以兼容CGA和MDA的各種顯示方式，并擴(kuò)充了640×350點陣、16種顏色的圖形方式，可以得到較理想的顯示效果。第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.1圖像顯示技術(shù)1987年4月，隨著IBMPS/2系列機(jī)的問世，IBM又推出了第三代標(biāo)準(zhǔn)VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)。VGA（videographicsarray）與EGA兼容，主要增加了640×480點陣、16種顏色以及320×200點陣、256種顏色的圖形方式，字符方式采用9×16點陣的字符窗口，顯示80列×25行字符。VGA的主要特點是采用256K種顏色的調(diào)色板及用模擬量輸出，使顯示的顏色更加逼真。由于VGA輸出RGB模擬量，所以必須配置模擬顯示器。第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.1圖像顯示技術(shù)1990年，IBM公司宣布了第四代標(biāo)準(zhǔn)XGA（extendedgraphicsarray）高性能的視頻子系統(tǒng)。XGA工作在132列文本方式，它擴(kuò)展了VGA典型的文本工作方式，支持每行132個字符，每個字符水平方向可由8個像素組成。支持高分辨率的圖形工作方式。XGA卡引進(jìn)了新的每個像素16位字長真彩色的工作方式，不需要彩色的查找表即調(diào)色板（palette），每個像素16位的分配是：5位紅色、6位綠色以及5位藍(lán)色。允許直接從攝像機(jī)、錄像機(jī)及光碟機(jī)輸入彩色圖像，經(jīng)XGA幀存儲器在屏幕上顯示出真彩色。第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.2圖像數(shù)字化以照片形式或視頻記錄介質(zhì)保存的圖像是連續(xù)的，計算機(jī)無法接收和處理這種空間分布和亮度取值均連續(xù)分布的圖像。圖像數(shù)字化就是將連續(xù)圖像離散化，其工作包括兩個方面：采樣和量化。所謂采樣，就是把一幅連續(xù)圖像在空間上分割成M×N個網(wǎng)格，每個網(wǎng)格用一亮度值來表示。由于結(jié)果是一個樣點值陣列，故又叫點陣采樣。采樣使連續(xù)圖像在空間上離散化，但采樣點上圖像的亮度值還是某個幅度區(qū)間內(nèi)的連續(xù)分布。第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.2圖像數(shù)字化根據(jù)采樣定義，每個網(wǎng)格上只能用一個確定的亮度值表示。把采樣點上對應(yīng)的亮度連續(xù)變化區(qū)間轉(zhuǎn)換為有限個特定數(shù)的過程，稱為量化，即樣點亮度的離散化。在采樣和量化過程中，采樣密度取多大合適？以多少個等級表示樣本的亮度值為最好？這些都將影響到離散圖像能否保持連續(xù)圖像信息的問題。原則上，M和N的取值主要取決于其是否滿足重建圖像時不會產(chǎn)生失真?；叶燃墸炕┑拇_定將根據(jù)圖像的內(nèi)容和要求來考慮。第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.2圖像數(shù)字化數(shù)字化有幾點說明：①矩陣中的每一個值代表該點圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，故矩陣中的每一個值必須大于零，且為有限值。②數(shù)字化采樣可按正方形點陣取樣，此外還有三角形點陣、正六角形點陣取樣。③數(shù)字化后的矩陣對各像素允許的最大灰度級數(shù)都要作出決定，一般取2的整次冪。第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式目前流行的文件格式大多數(shù)是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：一類是靜態(tài)圖像文件格式，另一類是動態(tài)視頻圖像文件格式。圖形和圖像文件格式主要有：GIF、TIF、TGA、BMP、PCX、JPG/PIC和PCD等。

此外，還有一些專供排版和打印輸出而設(shè)計的圖像格式，如EPS和WMF等。不同格式的圖像可通過工具軟件來轉(zhuǎn)換。為了便于位圖的存儲、使用和交流，產(chǎn)生了種類繁多的圖形文件格式，常見有PCX、BMP、DLB、PIC、GIF、TGA和TIFF等。第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式GIF格式。全稱是“圖形交換文件格式”（graphicsinterchangeformat），是由CompuServe公司在1987年為了制定彩色圖像傳輸協(xié)議而開發(fā)的壓縮圖像存儲格式，文件擴(kuò)展名為GIF，支持黑白圖像、16色和256色的彩色圖像，目的是便于在不同的平臺上進(jìn)行圖像交流和傳輸。GIF是目前唯一僅使用LZW壓縮方法的主要圖像文件格式。GIF格式的文件壓縮比較高，文件長度較小。GIF圖像最大不能超過64MB，顏色最多為256色（8位）。第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式TIF格式。TIF（taggedimagefileformat，又稱TIFF）格式由Aldus和Microsoft合作開發(fā)，最初用于掃描儀和桌面出版業(yè)，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式，支持所有圖像類型，文件擴(kuò)展名為TIF。TIF格式的文件分成壓縮和非壓縮兩大類，非壓縮的TIFF文件獨立于軟、硬件，但壓縮文件就要復(fù)雜多了。

由于非壓縮的TIFF文件具有良好的兼容性，而壓縮存儲時又有很大的選擇余地，所以這種格式是許多圖像應(yīng)用軟件（如CorelDraw，PageMaker，PhotoShop，F(xiàn)ractalDesignPainter等）所支持的主要文件格式之一，可用于在不同的軟件和計算機(jī)之間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸。第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式TGA格式。TGA（targetimageformat）圖像文件格式是Truevision公司為Targa和Vista圖像獲取卡設(shè)計的TIPS軟件所使用的文件格式，文件擴(kuò)展名為TGA。Targa和Vista圖像獲取卡插在PC機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，因此，TGA圖像文件格式的應(yīng)用也變得越來越廣泛。TGA圖像文件格式結(jié)構(gòu)比較簡單，它由描述圖像屬性的文件頭（header）以及描述各點像素值的文件體（body）組成。第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式PCX格式。該格式最初由Z-soft公司設(shè)計，隨該公司著名的圖形圖像編輯軟件PCPaintbrush一起公布，故也叫做Z-SoftPCX圖像文件格式，其文件擴(kuò)展名為PCX，PCX文件格式與特定的圖形顯示硬件密切相關(guān)，是PC機(jī)上使用廣泛的圖像文件格式之一，絕大多數(shù)圖像編輯軟件，如PhotoStyler，CorelDraw等均能處理這種格式。第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式BMP和DIB格式。DIB是Windows使用的與設(shè)備無關(guān)的點陣圖文件存儲格式，BMP是標(biāo)準(zhǔn)的Windows和OS/2圖形圖像的基本位圖格式，其文件擴(kuò)展名為BMP。Windows軟件的圖像資源多數(shù)以BMP或與其基本等價的DIB格式存儲。多數(shù)圖形圖像軟件，特別是在Windows環(huán)境下運(yùn)行的軟件，都支持這種文件格式。例如，Windows中的“畫圖”軟件就支持單色、16色、256色和24位BMP格式，還支持JPEG（JPG、JPE、JFIF）、GIF、TIFF（TIF）和PNG等格式。BMP文件有壓縮（RLE方法）和非壓縮之分，一般作為圖像資源使用的BMP文件都是不壓縮的。第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式JPG和PIC格式。JPG（JPEG）和PIC原是AppleMac機(jī)器上使用的一種有損壓縮的靜態(tài)圖像文件存儲格式，文件擴(kuò)展名為JPG，采用JPEG國際標(biāo)準(zhǔn)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮（但早期的PIC不是），現(xiàn)在在PC機(jī)上也十分流行。JPG/JPEG格式的最大特點是文件非常小，而且可以調(diào)整壓縮比。JPG文件的顯示比較慢，仔細(xì)觀察圖像的邊緣可以看出不太明顯的失真。因為JPG的壓縮比很高，非常適用于要處理大量圖像的場合。JPG支持灰度圖像、RGB真彩色圖像和CMYK真彩色圖像。第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期六6.5.3圖形圖像文件格式PNG格式。PNG（portablenetworkgraphic，可移植的網(wǎng)絡(luò)圖像）文件格式是由ThomasBoutell、TomLane等人提出并設(shè)計的，是一種位圖文件存儲格式，它是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的一種圖像文件格式，用于取代格式較為簡單、專利限制嚴(yán)格的GIF圖像文件格式。而且，這種圖像文件格式在某種程度上甚至還可以取代格式比較復(fù)雜的TIFF圖像文件格式。它的特點主要有：壓縮效率通常比GIF要高，提供Alpha通道控制圖像的透明度，支持Gamma校正機(jī)制