计算机图形的基本概念

计算机图形的基本概念

1图形表现—位图与矢量图

在二维平面领域，对图形的表现方式有两种方式，一种是位图形式，即由像素点构成的图形，每个像素是图形横向和竖向分成的像素方块，每个方块记录像素图形的颜色和亮度值，这类图形色彩表现细腻、层次分明，能丰富、细腻、准确的进行设计表现，是建筑装饰设计师首选的图形表现形式，但位图图形有图像精度要求，在原有画面品质的基础上，图形显示经不起放大处理，存储文件大。另外一种是矢量图形，矢量图形是描述性的结构记录片，记录能力取决于记录的种类，常见的记录种类有直线、曲线、多个线段连成的折线、圆、椭圆、多边形等，每一种记录类型包含一些属性，如颜色、线宽、是否填充、是否透明等，取决于图片的复杂程度，画面质量不受图形大小的限制，所需文件的存储空间小。但矢量图通常针对表现线条类的图像使用，当图形色彩要求细腻、变化有层次时便无能为力了。

在二维位图编辑软件中，Photoshop是首选的功能最为强大的位图处理软件。

2图形颜色——黑白、灰度和彩色

如果每个图片的方块中的颜色只有两种，，即黑色和白色，这种图片叫黑白图。

如果一张图片的所有方格中颜色都是深浅不同的灰色，将这些灰色用一个8位二进制数据来记录，最小是0，表示黑色，最大是255，表示白色，其中的中间调分别用0到255间的数值来表示，颜色越深，数值越小，颜色越浅，数值越大，这种图片叫灰度图。

彩色图比较复杂，常用的色彩表现方法是RGB方法和CMYK方法，R、G、B分别代表红、绿、兰三种颜色，每个颜色有0-255阶亮度变化。C、M、Y、K分别代表青、品红、柠黄、黑四种染料，是印刷工业常用的颜色表示方法，在计算机图形处理时经常使用。

若使用RGB方式表示每个像素方格的颜色，可以表现约1600万种颜色，这些颜色中，有些是人眼所不能分辨的。

还有HSB表现方法、Lab方法等，因不常使用和换算复杂，在此不做介绍。

上述几种色彩表示方法的色彩范围不同，一般来说，Lab方法表示的色彩范围最大。

这些色彩表现方法可以相互转换，，但在转换过程中会丢失部分像素，产生部分失真，也可以转换为灰度图，但会丢失色彩数据，转换过程是不可逆的；灰度图也可以转换为黑白图，同样是不可逆的。

3 图像的尺寸、像素与分辨率

位图图形的尺寸是指位图图形横向和竖向的尺寸大小。

像素是指被图形横向和竖向分成的像素方块，是位图图形显示的最小单位，每个像素可以是黑白、灰色和不同彩色的颜色。

分辨率是指每英寸、每厘米或每毫米的像素数量，分辨率越高，图形清晰度越好，但图形文件就越大，处理图形的时间也越长。

4 效果图输出设置——像素尺寸

效果图的图形尺寸和像素是依据设计要求由渲染图形的软件来决定的，渲染输出的图形尺寸以像素为单位设置，设置依据是图形尺寸确定后的分辨率值，由于效果图多数是喷绘或打印输出，一般来说以分辨率为150作为效果图渲染输出的参考尺寸。

效果图渲染输出的像素尺寸是可以从Photoshop中推算出来的。

例：某效果图输出尺寸为297mm×210mm(A4幅面)，打印输出分辨率为150，那么该效果图的渲染图形输出尺寸是多少？

进入Photoshop的操作界面，使用【文件】/【新建】命令, 弹出【新建】对话框,输入宽度210mm、高度297mm和分辨率150，按【确定】进入操作界面，然后单击【图像】/【图像大小】命令，弹出【图像大小】对话框，该对话框上部显示出该图像尺寸、分辨率所对应的像素尺寸，这个尺寸就可以作为效果图渲染输出的像素尺寸。

5 图形文件的常用格式

对数字图像进行存储、处理、传播必须采用一定的图像格式，也就是把图像的像素按照一定的方式进行组织和存储，把图像数据存储成文件就得到图像文件。图像文件格式决定了应该在文件中存放何种类型的信息，文件如何与各种应用软件兼容，文件如何与其它文件交换数据。

在效果图应用中，常用的图形格式有以下几种：

BMP图像文件格式

BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。

由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。

BMP 是Windows 位图可以用任何颜色深度（从黑白到 24 位颜色）存储单个光栅图像。Windows 位图文件格式与其他 Microsoft Windows 程序兼容。它不支持文件压缩，也不适用于 Web 页。

TIFF图像文件格式

TIFF (TaglmageFileFormat)图像文件是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。TIFF格式灵活易变，它又定义了四类不同的格式：TIFF-B适用于二值图像：TIFF-G适用于黑白灰度图像；TIFF-P适用于带调色板的彩色图像：TIFF-R适用于RGB真彩图像。

TIFF支持多种编码方法，其中包括RGB无压缩、RLE压缩及JPEG压缩等。

TIFF是现存图像文件格式中最复杂的一种，它具有扩展性、方便性、可改性，可以提供给IBMPC等环境中运行、图像编辑程序。

GIF文件格式

GIF(Graphics Interchange Format)的原义是"图像互换格式"，是CompuServe 公司在1987年开发的图像文件格式。GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续

色调的无损压缩格式。其压缩率一般在50%左右，它不属于任何应用程序。目前几乎所有相关软件都支持它，公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。

GIF图像文件的数据是经过压缩的，而且是采用了可变长度等压缩算法。所以GIF 的图像深度从lbit到8bit，也即GIF最多支持256种色彩的图像。GIF格式的另一个特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单的动画。

JPEG文件格式

JPEG是joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名为"．jpg"或"．jpeg"，是最常用的图像文件格式，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，它的压缩技术十分先进，是用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，压缩比越大，品质就越低。

JPEG格式的应用非常广泛，特别是在网络和光盘读物上，都能找到它的身影。目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式，因为JPEG格式的文件尺寸较小，下载速度快。

JPEG 不适用于所含颜色很少、具有大块颜色相近的区域或亮度差异十分明显的较简单的图片。

TGA格式

TGA格式(Tagged Graphics)是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，文件后缀为"．tga"，已被国际上的图形、图像工业所接受。TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有很大影响，是计算机生成图像向电视转换的一种首选格式。

TGA图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图形、图像文件，一般图形、图像文件都为四方形，若需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时，TGA可就派上用场了! TGA格式支持压缩，使用不失真的压缩算法。是一种比较好的图片格式用PSD文件格式

这是Photoshop图像处理软件的专用文件格式，文件扩展名是．psd，可以支持图层、通道、蒙板和不同色彩模式的各种图像特征，是一种非压缩的原始文件保存格式。扫描仪不能直接生成该种格式的文件。PSD文件有时容量会很大，但由于可以保留所有原始信息，在图像处理中对于尚未制作完成的图像，选用PSD格式保存是最佳的选择。