计算机图像基础

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总结计算机图形学基础知识

什么是位图？

  • 位图图形也称为光栅图形，由排列为矩形网格形式的小方块（像素）组成
  • 位图图像用图像的宽度和高度来定义，以像素为量度单位，每个像素包含的位数表示像素包含的颜色数
  • 由于位图图形与分辨率有关，因此不能很好地进行缩放。当放大位图图像时，这一特性显得尤为突出。通常，放大位图有损其细节和品质
  • 位图图像可分为几种常见的文件格式。这些格式使用不同类型的压缩算法减小文件大小，并基于图像的最终用途优化图像品质，如 BMP 图片

什么是矢量图？

  • 由以数学方式生成的几何形状（如直线、曲线和多边形）组成
  • SVG 图片

什么是透明位图和不透明位图？

  • 使用 GIF 或 PNG 格式的位图图像可以对每个像素添加一个额外字节（Alpha 通道）
  • GIF 图像允许使用一位透明度，这意味着您可以在 256 色调色板中指定一种透明的颜色。而 PNG 图像最多可以有 256 级透明度。当需要将图像或文本混合到背景中时，此功能特别有用

什么是图像分辨率？

  • 图像的像素尺寸，它决定图像中包含的精细细节的级别。分辨率通常表示为用像素数表示的宽度和高度

什么是图像位深、色深？

  • 在某一分辨率下，每一个像素点可以有多少种色彩来描述，单位为 “bit”(位)。典型的色深是 8-bit、16-bit、24-bit 和 32-bit。深度数值越高，可以获得更多的色彩
  • 24 位色被称为真彩色，R、G、B 各 8bit，常说的 8bit，色彩总数为 1670 万
  • 8-bit 索引颜色 (256 色)=38KB
  • 24-bit 真彩色 (16,777,216 色)=182KB

什么是像素？

  • 像素是组成图像的最基本单元。它是一个小的方形的颜色块
  • 一个图像通常由许多像素组成，这些像素被排成横行或纵列，每个像素都是方形的。当你用缩放工具将图像放到足够大时，就可以看到类似马赛克的效果，每个小方块就是一个像素

如何计算图像占用的空间大小？

  • 大小 = 分辨率_* 位深 / 8_
  • 例如一副 32 位 1024_x768 像素的图片，其大小为：1024__*****_768*32/8=3145728 个字节（byte）

如何计算图像 DPI？

  • DPI：指每英寸的像素，也就是扫描精度。DPI 越低，扫描的清晰度越低
  • 由于受网络传输速度的影响，web 上使用的图片都是 72dpi，但是冲洗照片不能使用这个参数，必须是 300dpi 或者更高 350dpi。例如要冲洗 46 英寸的照片，扫描精度必须是 300dpi，那么文件尺寸应该是 (4300)(6300)=1200 像素 * 1800 像素
  • 一般显示器为 96 DPI，印刷所需位图的 DPI 数则视印刷网线数而定。一般 150 线印刷质量需要 350 DPI 的位图。而这里的 D（dot）就是像素（pixel）

图像的有损压缩和无损压缩？

  • 图片文件格式有可能会对图片的文件大小进行不同程度的压缩，图片的压缩分为有损压缩和无损压缩两种
  • ** 有损压缩：** 指在压缩文件大小的过程中，损失了一部分图片的信息，也即降低了图片的质量，并且这种损失是不可逆的，我们不可能从有一个有损压缩过的图片中恢复出全来的图片。常见的有损压缩手段，是按照一定的算法将临近的像素点进行合并
  • ** 无损压缩：** 只在压缩文件大小的过程中，图片的质量没有任何损耗。我们任何时候都可以从无损压缩过的图片中恢复出原来的信息

图像的 alpha 通道？

  • 指一张图片的透明和半透明度，一个使用 32 个比特存储的位图，红绿蓝及阿尔法通道各以 8 个比特表示。在这种情况下，阿尔法通道还可以表示 256 级的半透明度
  • alpha 通道不包含颜色信息，只包含透明度信息。该通道总是被看作是一个灰度图像。颜色通常用 RGB 值表示。阿尔法通道的深度通常与图像的颜色通道相同
  • 例如，如果你把前景元素的不透明度降低到 alpha = 40%，在两个图层重叠的地方，底层的颜色将在 60% 的不透明度下变得可见。由此产生的混色效果将给观看者带来一种全新的颜色的错觉

BMP 格式的图片文件？

  • BMP 是英文 Bitmap（位图）的简写，它是 Windows 操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种 Windows 应用程序所支持。这种格式不使用任何形式的压缩算法，因此文件大小通常较大

GIF 格式的图片文件？

  • 图形交换格式 (GIF) 是一种传送 256 色（8 位颜色）图像的方式
  • GIF 是无损的，采用 GIF 格式保存图片不会降低图片质量。GIF 格式的图片大小要远小于 BMP 格式的图片

JPEG 格式的图片文件？

  • 由联合图像专家组 (JPEG) 开发，JPEG（通常写成 JPG）图像格式使用有损压缩算法允许 24 位颜色深度具有很小的文件大小。
  • 有损压缩意味着每次保存图像，都会损失图像品质和数据，但会生成更小的文件大小。由于 JPEG 能够显示数百万计的颜色，因此它是照片的理想格式。控制应用于图像的压缩程度的功能使您能够控制图像品质和文件大小

PNG 格式的图片文件？

  • 可移植网络图形 (PNG) 格式是作为受专利保护的 GIF 文件格式的开放源替代格式而开发的。PNG 最多支持 64 位颜色深度，允许使用最多 1600 万种颜色
  • 与 JPG 不同，PNG 使用无损压缩，这意味着保存图像时不会丢失图像数据。PNG 文件还支持 Alpha 透明度，允许使用最多 256 级透明度

TIFF 格式的图片文件？

  • 标签图像文件格式 (TIFF) 是在引入 PNG 之前的首选跨平台格式。TIFF 格式的缺点是，因为 TIFF 有多种不同变体，但没有一种阅读器能够处理所有版本
  • IFF 文件以.tif 为扩展名。其数据格式是一种 3 级体系结构，Ti 内部结构可以分成三个部分，分别是：文件头信息区、标识信息区和图像数据区
  • 在各种地理信息系统、摄影测量与遥感等应用中，要求图像具有地理编码信息，例如图像所在的坐标系、比例尺、图像上点的坐标、经纬度、长度单位及角度单位等

SVG 格式的图片文件？

  • SVG 是可缩放矢量图形，SVG 图片由直线和曲线以及绘制它们的方法组成。当你放大一个 SVG 图片的时候，你看到的还是线和曲线，而不会出现像素点。这意味着 SVG 图片在放大时，不会失真，所以它非常适合用来绘制企业 Logo、Icon 等

DAT 格式的图片文件？

  • 由特定应用程序创建的通用数据文件。它可能包含二进制或文本格式的数据。DAT 文件通常只能由创建它们的应用程序访问