查看文章 |
图形数字化编码
2007-06-25 14:56
在计算机中存储和处理图形同样要用二进制数字编码的形式。要表示一幅图片或屏幕图形,最直接的方式是“点阵表示”。在这种方式中,图形由排列成若干行、若干列的像元(pixels)组成,形成一个像元的阵列。阵列中的像元总数决定了图形的精细程度。像元的数目越多,图形越精细,其细节的分辨程度也就越高,但同时也必然要占用更大的存储空间。对图形的点阵表示,其行列数的乘积称为图形的分辨率。例如,若一个图形的阵列总共有480行,每行640个点,则该图形的分辨率为640×480 。这与一般电视机的分辨率差不多。
像元实际上就是图形中的一个个光点,一个光点可以是黑白的,也可以是彩色的,因而一个像元也可以有几种表示方式:
⑴ 最简单的情况
假设一个像元只有纯黑、纯白两种可能性,那么只用一个二进位就可以表示了。这时,一个640×480的像元阵列需要640×480 / 8 = 38400字节=37..5K字节 。
⑵ 多种颜色
假设一个像元至少要有四种颜色,那么至少要用两个二进位来表示。如果用一个字节来表示一个像元,那么一个像元最多可以有256种颜色。这时,一个640×480的像元阵列需要640×480 = 307200字节=300K字节。
由黑白二色像元构成的图形也可以用像元的灰度来模拟彩色显示,一个像元的灰度就是像元的黑的程度,即介于纯黑和纯白之间的各种情况。计算机中采用分级方式表示灰度:例如分成256个不同的灰度级别(可以用0到255的数表示),用8个二进位就能表示一个像元的灰度。采用灰度方式,使图形的表现力增强了,但同时存储一幅图形所需要的存储量也增加了。例如采用上述256级灰度,与采用256种颜色一样,表示一幅640×480的图形就需要大约30万个字节(300KB)。
⑶ 真彩色图形显示
由光学关于色彩的理论可知,任何颜色的光都可以由红绿蓝三种纯的基色(光)通过不同的强度混合而成。今天所谓“真彩色”的图形显示,就是用三个字节表示一个点(像元)的色彩,其中每个字节表示一种基色的强度,强度分成256个级别。不难计算,要表示一个640×480的“真彩色”的点阵图形,需要将近106(1MB)的存储空间。
图形的点阵表示法的缺点是:经常用到的各种图形,如工程图、街区分布图、广告创意图等基本上都是用线条、矩形、圆等基础图形元素构成的,图纸上绝大部分都是空白区,因而存储的主要数据是0(白色用‘0’ 表示,也占用存储),浪费了存储空间。而真正需要精细表示的图形部分却不精确。图形中的对象和它们之间的关系没有明确地表示出来,图形中只有一个一个的点。点阵表示的另一个缺点是:如果取出图形点阵表示的一个小部分加以放大,图的每个点就都被放大,放大的点构成的图形实际上更加粗糙了。
为了节约存储空间并且适合图形信息的高速处理,出现了许多其它图形表示方法。这些方法的基本思想是用直线来逼近曲线,用直线段两端点位置表示直线段,而不是记录线上各点。这种方法简称为矢量表示方法。采用这类方法表示一个图形可以只用很少的存储量。另外,采用解析几何的曲线公式也可以表示很多曲线形状,这称为图形曲线的参数表示方法。由于存在着多种不同的图形编码方法,图形数据的格式互不相同,应用时常会遇到数据不“兼容”的问题,不同的图形编码体制之间必须经过转换才能互相利用
想了解更多电脑知识请登陆电脑知识网http://www.pczhishi.com |
最近读者: