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计算机图形学基础 光栅图像

大多数计算机图形图像是在某种光栅显示器上呈现给用户的。光栅显示器将图像显示为像素的矩形阵列。一个常见的例子是平板电脑显示器或电视,它有一个小的发光像素的矩形阵列,可以单独设置为不同的颜色,以创建任何所需的图像。不同的颜色是通过混合不同强度的红、绿、蓝光实现的。大多数打印机,如激光打印机和喷墨打印机,也是光栅设备。它们以扫描为基础:没有像素的物理网格,但图像是通过在网格上的选定点沉积墨水而按顺序排列的。

像素是 “图片元素 “的简称。

光栅在图像的输入设备中也很普遍。数码相机包含一个由感光像素网格组成的图像传感器,每个像素都记录了落在其上的光线的颜色和强度。桌面扫描仪包含一个像素的线性阵列,在被扫描的页面上扫过,每秒进行多次测量以产生一个像素网格。

打印机中的颜色更加复杂,涉及至少四种颜料的混合物。

因为光栅在设备中非常普遍,所以光栅图像是存储和处理图像的最常见方式。光栅图像只是一个2D数组,它存储每个像素的像素值——通常将一种颜色存储为三个数字,分别代表红色、绿色和蓝色。存储在存储器中的光栅图像可以通过使用存储图像中的每个像素来控制显示的一个像素的颜色来显示。

或者,也许是因为光栅图像非常方便,所以光栅设备很流行。

但我们并不总是想以这种方式显示图像。我们可能想改变图像的大小或方向,纠正颜色,甚至想把图像贴在一个移动的三维表面上。即使在电视中,显示器也很少有与被显示的图像相同的像素数。诸如此类的考虑打破了图像像素和显示器像素之间的直接联系。最好的办法是把光栅图像看作是对要显示的图像的独立设备描述,而把显示设备看作是接近该理想图像的一种方式。

除了使用像素阵列外,还有其他描述图像的方法。矢量图像的描述是通过存储形状的描述–由线条或曲线限定的颜色区域,而不参考任何特定的像素网格。从本质上讲,这相当于存储了显示图像的指令,而不是显示图像所需的像素。矢量图像的主要优点是它们与分辨率无关,可以在非常高的分辨率设备上很好地显示。相应的缺点是它们在显示之前必须经过光栅化处理。矢量图像通常用于文本、图表、机械图纸和其他应用,在这些应用中,清晰和精确很重要,不需要摄影图像和复杂着色。

在本章中,我们讨论光栅图像和显示的基础知识,特别注意标准显示的非线性问题。如何做到的细节。

或者说:你必须知道你的图像中的那些数字究竟意味着什么。像素值与光强度有关,当我们在后面的章节中讨论计算图像时,必须牢记这一点。

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