數(shù)字化圖形圖像的基本知識

1．1圖形與圖像的基本概念圖形和圖像在圖形圖像處理領(lǐng)域，“圖形”一般是指用計算機(jī)繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等；而“圖像”則是指由輸入設(shè)備捕捉實際場景畫面產(chǎn)生的數(shù)字圖像。圖形和圖像都是用于對客觀存在的物體進(jìn)行一種相似性的生動的模仿或描述。其中，除了能被人眼觀察到的各種平面圖像外，還包括視覺無法觀察的其他物理圖像和空間物體圖像，以及由數(shù)學(xué)函數(shù)和離散數(shù)據(jù)所描述的連續(xù)或離散圖像。

數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理是指用計算機(jī)及其他有關(guān)的數(shù)字技術(shù)對圖像施加某種運(yùn)算和處理，從而達(dá)到某種預(yù)期的目的。具體來說，數(shù)字圖形圖像的處理是指電子計算機(jī)為信息處理的核心，借助各種輸入、輸出和存儲設(shè)備，以各種圖形圖像處理軟件為操作工具，完成對圖形圖像的采集、繪制、建模、變換、存儲、加工、傳輸和輸出等工作。位圖和矢量圖位圖是以記錄屏幕上圖像的每一個黑白或彩色的像素來反映圖像。每一個像素有特定的位置和顏色值。位圖適用于具有復(fù)雜色彩、明暗多變、虛實豐富的圖像，例如照片、繪畫等。使用位圖格式的繪畫程序叫做位圖繪畫程序，例如AdobePhotoshop，它以與屏幕相對應(yīng)的存儲位來記憶和處理圖像，把圖形作為點的集合。由于位圖依賴于分辨率，所以放大和以高清晰度打印時，容易出現(xiàn)鋸齒狀的邊緣。像素的多少決定了位圖圖像文件的大小和圖像細(xì)節(jié)的豐富程度。位圖由數(shù)字陣列信息組成，用以描述圖像中各像素點的強(qiáng)度與顏色。位圖適合于表現(xiàn)含有大量細(xì)節(jié)(如明暗變化、場景復(fù)雜和多種顏色等)的畫面，并可直接、快速地在屏幕上顯示出來。位圖占用存儲空間較大，一般需要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。矢量圖的特點是，繪畫程序中物體定位、形體構(gòu)造建立在以數(shù)學(xué)方式記錄構(gòu)件(圖形元素)的幾何性質(zhì)上，例如直線、曲線、圓形、方形的形狀和大小。它不是記錄像素的數(shù)量，在任何分辨率下輸出時都同樣清晰，例如CorelDRAW就是使用這種格式的軟件。矢量格式更適合于以線條物體定位為主的繪制，通常用于計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)矢量圖是用一組指令集合來描述圖形的內(nèi)容，這些指令用米捕捉該圖的所有直線、圓、圓弧、矩形、曲線等圖元的位置、維數(shù)和形狀。在屏幕上顯示矢量圖形，要由專門軟件將描述圖形的指令轉(zhuǎn)換成在屏幕上顯示的形狀和顏色。用于產(chǎn)生和編輯矢量圖形的程序通常稱為繪圖程序，這種程序可以產(chǎn)生和操作矢量圖形的各個成分，并對矢量圖進(jìn)行移動、縮放、旋轉(zhuǎn)和扭曲等變換。但是，用矢量圖格式表示復(fù)雜圖像(如人物或風(fēng)景照片)所占用的存儲空間很大，因此矢量圖主要用于表示線框型的圖畫、工程制圖、美術(shù)字等。絕大多數(shù)CAD和三維造型軟件使用矢量圖形作為基本的圖形存儲格式。矢量圖最明顯的優(yōu)點是，它在任何分辨率下輸出時都同樣清晰。位圖圖像雖然看起來好像位圖的色彩更飽滿一些，但經(jīng)過放大后它就會顯示出色點，而矢量圖形經(jīng)過放大后，清晰度不會產(chǎn)生太大變化。圖形圖像文件從原始數(shù)據(jù)生成圖形圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過了一系列變換過程，每個變換過程都可能產(chǎn)生不同于輸入數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要按一定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，形成一系列描述圖形數(shù)據(jù)的文件，這類文件稱為圖形圖像文件。圖形圖像文件以BMP、GIF、CDR等擴(kuò)展名來區(qū)分。在圖形圖像生成過程中有多種類型的數(shù)據(jù)，如模型數(shù)據(jù)、場景數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)等，因此，圖形圖像文件所描述的圖形層次就不同。在同一個描述層上，由于每種圖形軟件包使用自己的格式保存圖形數(shù)據(jù)，隨著圖形應(yīng)用軟件包的不斷增多，圖形文件的格式也會越來越多，雖然國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)為解決圖形信息的共享問題，建立了一系列圖形文件標(biāo)準(zhǔn)(如CGM)，但是這些標(biāo)準(zhǔn)較難得到廣大用戶和廠商的支持，從而形成了目前多種圖形文件共存的局面。圖形圖像文件有以下特點：

(1)數(shù)據(jù)量大。由于現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取手段日趨先進(jìn)和多樣化，可以得到的數(shù)據(jù)越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)量也大大增加。

(2)結(jié)構(gòu)性強(qiáng)。數(shù)據(jù)在本質(zhì)上分為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)兩種。模擬信息可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字系統(tǒng)中的最基本單位為位(b)，其他結(jié)構(gòu)單位都以位為基礎(chǔ)。在較低層次上可以是“構(gòu)造塊”(如浮點數(shù)、整數(shù)和字符)；在較高層次上可以是記錄或結(jié)構(gòu)，而圖形文件就是由特定的結(jié)構(gòu)或記錄組成的。每種圖形文件都按自己的方式組織圖形信息，由于圖形文件包含的數(shù)據(jù)量大，所以很多圖形文件都使用一定的壓縮算法來壓縮圖形數(shù)據(jù)。數(shù)字圖像的分辨率分辨率是指在單位長度內(nèi)所含有的點陣(像素)數(shù)，分辨率可以分為圖像分辨率、設(shè)備分辨率、屏幕分辨率和位分辨率等。1．圖像分辨率圖像分辨率是指每英寸圖像所含點或像素的數(shù)量，其單位為dpi，例如常用的300dpi表示每英寸含有300個點或像素。分辨率的大小直接影響到圖像的質(zhì)量，分辨率越高，圖像越清晰，所生成的文件也越大，處理的時間也越長，對設(shè)備的要求也越高，所以在實際制作圖像時要根據(jù)需要來選擇分辨率，不能盲目提高分辨率。

2．設(shè)備分辨率設(shè)備分辨率又稱為輸出分辨率，指的是各類輸出設(shè)備每英寸上可產(chǎn)生的點數(shù)，如噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)、繪圖儀的分辨率，這種分辨率通過dpi來衡量。

3．屏幕分辨率屏幕分辨率是指屏幕上顯示的像素數(shù)量，比如屏幕分辨率為800X600，表示能顯示800x600個像素。如果計算機(jī)的分辨率設(shè)置得很高，在同樣大小的屏幕上就顯示了更多的像素，由于顯示器大小不變，所以每個像素的面積都變小了，整個圖形也隨著變小，但是同一屏幕上顯示的內(nèi)容卻大大增加了。

4．位分辨率位分辨率又叫做位深，用來衡量每個像素存儲的信息位元數(shù)。該分辨率決定圖像的每個像素中存放的顏色信息。如一個24位的RGB圖像，表示該圖像的原色R、G、B各用了8位，三者共用了24位。而在RGB圖像中，由于每個像素都要記錄R、G、B三原色的信息，所以每個像素所存儲的位元數(shù)為24。圖像處理技術(shù)的分類圖形圖像處理技術(shù)主要依賴于具體的處理方法。從理論上講，它包括圖像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機(jī)對圖像進(jìn)行分析、處理和識別。下面簡單介紹這些技術(shù)。1圖像增強(qiáng)技術(shù)圖像增強(qiáng)技術(shù)主要用于控制圖像的對比度，突出圖像的重要細(xì)節(jié)部分，改善整體視覺的質(zhì)量。一般情況下，采用灰度直方圖修改技術(shù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)。2圖像平滑技術(shù)圖像平滑處理技術(shù)主要用于圖像噪聲處理，即去除實際成像過程中，因成像設(shè)備和環(huán)境所造成的圖像失真，提取出其中的有用信息。實際所獲得的圖像在形成、傳輸、接收和處理過程中，不可避免地存在著外部干擾和內(nèi)部干擾，如光電轉(zhuǎn)換過程中敏感元件靈敏度的不均勻性、數(shù)字化過程的量化噪聲、傳輸過程中的誤差以及人為因素等，均會使圖像變質(zhì)。因此，去除噪聲，恢復(fù)原始圖像是數(shù)字圖像處理中的一個重要內(nèi)容。3圖像數(shù)據(jù)編碼和傳輸技術(shù)數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，一幅512×512個像素的數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量為256KB，若假設(shè)每秒傳輸25幀圖像，則傳輸?shù)男诺浪俾士蛇_(dá)52．4Mb／s。高信道速率意味著高投資，也意味著普及難度的增加。因此，傳輸過程中，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮顯得非常重要。數(shù)據(jù)的壓縮主要通過圖像數(shù)據(jù)編碼和變換壓縮完成。4邊緣銳化技術(shù)圖像邊緣銳化處理主要是為了加強(qiáng)圖像的輪廓邊緣和細(xì)節(jié)，形成完整的物體邊界，達(dá)到將物體從圖像中分離出來或?qū)⒈硎就晃矬w表面的區(qū)域檢測出來的目的。這項技術(shù)是早期視覺理論和算法中的基本問題，也是影響實際視覺效果的重要因素之一。5圖像分割技術(shù)圖像分割是指將圖像分成若干部分，每一部分對應(yīng)于某一物體表面。在進(jìn)行分割時，每一部分的灰度或紋理應(yīng)符合某一種均勻測度度量，其本質(zhì)是對像素進(jìn)行分類。分類的主要依據(jù)包括像素的灰度值、顏色、頻譜特性、空間特性或紋理特性等。圖像分割是圖像處理技術(shù)的基本方法之一，被廣泛應(yīng)用于諸如染色體分類、景物理解系統(tǒng)、機(jī)器視覺等方面。6圖像識別技術(shù)圖像識別過程實際上是一個標(biāo)記過程，即利用識別算法來辨別場景中已分割好的各個物體，給這些物體賦予特定的標(biāo)記，它是視覺系統(tǒng)必須完成的一個任務(wù)。圖形圖像處理技術(shù)的應(yīng)用圖像處理的主要功能是將獲得的低質(zhì)量圖像(如存在反差小、模糊、變形、劃痕等缺陷的圖像)用計算機(jī)處理后，變成更適合人眼觀察或儀器檢測的圖像。圖形圖像處理技術(shù)是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而開拓出來的一個新的計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。目前，作為人的視覺替代和擴(kuò)展的計算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、文化藝術(shù)和通信等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并取得了許多重大的成就。下面簡要介紹一些最典型的應(yīng)用領(lǐng)域。

1．計算機(jī)輔助設(shè)計及制造(CAD／CAM)

采用CAD／CAM技術(shù)可使產(chǎn)品開發(fā)人員實現(xiàn)從最初的外觀設(shè)計及美術(shù)創(chuàng)意，到模具加工生產(chǎn)出正式產(chǎn)品的全過程“一條龍”服務(wù)，極大縮短了開發(fā)周期，迅速占有市場；同時又降低了高技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)難度，提高了該產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。而且由于其開發(fā)流程主要是在圖形工作站及數(shù)控機(jī)床上完成的，人為介入部分較少，更易于管理。對于當(dāng)今激烈競爭的技術(shù)市場，新產(chǎn)品是否能夠快速地?fù)屨际袌?，已?jīng)與商家所能得到的利潤直接掛鉤?？傊贑AD領(lǐng)域，大到一幢樓房，小到一個零部件，圖形工作站都以其直觀化、高精度、高效率顯示出強(qiáng)有力的競爭優(yōu)勢。

2．平面設(shè)計平面設(shè)計是指通過文字、圖形和圖像的靈活組合產(chǎn)生出多種視覺效果以表達(dá)不同情感的印刷品或宣傳品。平面設(shè)計廣泛應(yīng)用于廣告、包裝、服裝、標(biāo)志、網(wǎng)頁設(shè)計、招貼和海報等傳播媒體上，它是其他一切藝術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)，也是應(yīng)用普及程度較高的行業(yè)。

3．動畫設(shè)計計算機(jī)動畫是一種用計算機(jī)產(chǎn)生運(yùn)動圖像的技術(shù)。計算機(jī)在動畫制作中的應(yīng)用主要分為計算機(jī)輔助動畫(即二維動畫)和計算機(jī)生成動畫(即三維動畫)兩大類。三維動畫與二維動畫最大的區(qū)別是，三維動畫中的各個對象不是簡單地由外部輸入，而是由設(shè)計者根據(jù)三維數(shù)據(jù)在計算機(jī)內(nèi)部生成。其運(yùn)動軌跡和運(yùn)動的設(shè)計也是在計算機(jī)內(nèi)部以三維數(shù)據(jù)確定的。也就是說，三維動畫是首先在計算機(jī)中建立角色、實景的三維數(shù)據(jù)(初始數(shù)據(jù))，然后設(shè)定運(yùn)動軌跡和動作的三維數(shù)據(jù)，所以其間的畫面生成就可以完全由計算機(jī)完成。在動畫生成之后，還可以在計算機(jī)中架起攝像機(jī)、調(diào)整鏡頭、設(shè)置照明裝置、打上各種照明“燈光”，對角色、實物賦予材質(zhì)，使其真正成為一個“實物”，然后進(jìn)行拍攝，形成栩栩如生的動畫。

4．建筑效果圖目前，建筑效果圖制作十分熱門，并形成了一個新興的職業(yè)。例如，室內(nèi)裝潢效果圖可用于投資很大的裝潢工程施工之前，通過三維軟件模擬并制作出多角度的照片級效果圖，讓用戶觀察裝潢后的效果，使用戶對其裝修方案事先進(jìn)行確認(rèn)，從而在一定程度上，避免了糾紛。如果對效果不滿意，可以及時更改裝修方案，也能節(jié)約時間與資金。建筑效果圖的制作軟件多為3dsmax、3DSVIZ或Lightscape等。不過，由于種種限制，建筑效果圖制作目前一般只提供計算機(jī)渲染出來的靜態(tài)的圖片，其發(fā)展趨勢是采用三維漫游動畫的形式。5．GISGIS(地理信息系統(tǒng))所面向的客戶群主要是城市規(guī)劃單位、環(huán)保部門、地理地質(zhì)勘測院、研究所等。使用GIS，用戶可以實時地、直觀地了解項目地點及周圍設(shè)施的詳情，如路燈柱、地下排水管線等。這些大數(shù)據(jù)量的作業(yè)一般在具有專業(yè)圖形處理能力的工作站上才能高效率地展開。

6．模擬仿真模擬仿真是指使用計算機(jī)軟件對已實現(xiàn)的設(shè)計進(jìn)行完整測試和訓(xùn)練，模擬實際物理環(huán)境下的工作情況。比如，在軍事領(lǐng)域，模擬仿真技術(shù)是訓(xùn)練戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員、坦克駕駛員以及模擬海上航行的有效手段；在科研開發(fā)領(lǐng)域，它使設(shè)計者在制作樣機(jī)之前，就可以在圖形工作站上進(jìn)行仿真運(yùn)行，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，以便對設(shè)計進(jìn)行修改。計算機(jī)平面設(shè)計簡介計算機(jī)平面設(shè)計是指以計算機(jī)作為工具，利用多種不同的計算機(jī)設(shè)備和軟件來輔助和完成平面設(shè)計工作。Graphiedesign一般譯為“平面設(shè)計”，事實上，在現(xiàn)代漢語中還沒有一個現(xiàn)成的詞能夠與其準(zhǔn)確地對應(yīng)，因為英文Graphiedesign包含了文字、書寫、圖表、圖形、繪畫等多種形式設(shè)計內(nèi)涵。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，平面設(shè)計被賦予了更新的概念，已經(jīng)集計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和藝術(shù)創(chuàng)意設(shè)計于一體。

1．計算機(jī)平面設(shè)計的特點計算機(jī)平面設(shè)計使人人都有可能成為藝術(shù)家和設(shè)計師，在藝術(shù)領(lǐng)域展示出無窮的拓展魅力，改變了傳統(tǒng)的視覺語言，引發(fā)了藝術(shù)觀念與視覺形式的革命。計算機(jī)平面設(shè)計的主要特點表現(xiàn)在以下幾方面：

(1)用計算機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計工具?，F(xiàn)代平面設(shè)計以計算機(jī)作為主要創(chuàng)作工具，既結(jié)合了各種傳統(tǒng)繪畫工具的特點，又能體現(xiàn)多種新的藝術(shù)風(fēng)格，使創(chuàng)作技法不斷推陳出新。比如，Photoshop和CorelDRAw的出現(xiàn)就極大地促進(jìn)了攝影業(yè)、印刷業(yè)、出版業(yè)的發(fā)展。

(2)信息處理能力強(qiáng)大。計算機(jī)在文字錄入、圖像掃描、圖像存儲、圖像編輯、特效處理等方面具有超強(qiáng)的處理能力，在圖文混排、圖像輸出等方面的操作也更加方便快捷。

(3)使平面設(shè)計走向產(chǎn)業(yè)化。計算機(jī)在平面設(shè)計中的應(yīng)用，極大地改變了平面設(shè)計的作業(yè)環(huán)境，使藝術(shù)創(chuàng)作逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。

(4)促進(jìn)設(shè)計創(chuàng)意。計算機(jī)革新了設(shè)計師的藝術(shù)語言與表現(xiàn)手法，同時促進(jìn)了創(chuàng)意的萌發(fā)機(jī)制與深化過程，許多以往想得到卻做不到的事現(xiàn)在都能在計算機(jī)上輕易實現(xiàn)。計算機(jī)在給平面設(shè)計帶來巨大便利的同時，也產(chǎn)生很多弊端。特別是人們在享受它的方便，迷信它的功能時，往往會逐漸喪失對事物的敏銳性和批判性，變得懶惰和無暇思考。過多地依賴計算機(jī)技術(shù)，狂熱地追求新技術(shù)，讓技術(shù)的魅力超過思想的火花，很容易扼殺人們的藝術(shù)創(chuàng)造力。計算機(jī)歸根到底只能作為一種表現(xiàn)手段，而真正起決定作用的還是創(chuàng)作者的觀念與思路。必須強(qiáng)調(diào)，平面設(shè)計與其他學(xué)科不同，它是一種綜合藝術(shù)，牽涉到計算機(jī)技術(shù)、軟件工程、藝術(shù)設(shè)計、展示設(shè)計等方面。設(shè)計者既要關(guān)注計算機(jī)科技的最新發(fā)展，又要為藝術(shù)夯實人文的根基，強(qiáng)調(diào)藝術(shù)的創(chuàng)造性與個性風(fēng)格，這樣才能使藝術(shù)煥發(fā)出更奪目的光芒。2．計算機(jī)平面設(shè)計的基本要素平面設(shè)計的基本要素是點、線、面和色彩，這些要素是組成形狀、空間和動態(tài)的基礎(chǔ)，也是表現(xiàn)出不同視覺效果和情感的關(guān)鍵。

(1)點?！包c”有大小、形狀和深淺之分，對于計算機(jī)平面設(shè)計，“點”還有光點、墨點和像素點之分。

(2)線?！熬€”是點的移動軌跡，有直線、曲線、虛線和自由線之分。“線”不僅有長度、寬度，還有深淺、虛實的變化。

(3)面。“面”是線的移動軌跡，它是物體的外表?！懊妗庇袑嵜婧吞撁嬷?，當(dāng)然還可以使用計算機(jī)形成別出心裁的特效面。計算機(jī)三維圖形和動畫設(shè)計簡介三維或簡稱3D，也就是z軸、y軸和z軸。以往的圖像處理只是在x、y的二維(2D)平面上制作，而三維則多了z軸，使圖形有了前后及景深的效果，可以從任何角度觀看對象，讓對象呈現(xiàn)三維立體效果。人的肉眼所看到的景像是一種具有層次、深度的立體影像。但是，一般人們所說的3D游戲，實際上并非真正的三維；顯卡雖以羔、y、z軸來處理資料，然而輸出至屏幕時仍須再次轉(zhuǎn)換成二維，因為屏幕先天即是二維，所以這種三維可稱為“平面3D”1．三維造型所謂三維造型就是三維物體的空間描述，即將三維物體的形狀、屬性等按某種方式存儲在計算機(jī)中。在AutoCAD中，二維對象都是處于xy平面中，因此賦予一個圖形對象z軸方向的值，即可得到一個三維對象。獲得一個三維對象的過程稱為三維建模，根據(jù)建模的方法和結(jié)果的不同，三維模型一般分為線框模型、表面模型和實體模型3類。

1)線框模型線框模型就是用線(包括棱線和轉(zhuǎn)向輪廓線)來表達(dá)三維物體，這是一種對三維物體的最簡單描述。用這種方法建模簡單，不需要專門的三維命令，只需要二維命令加坐標(biāo)變換即可完成。2)表面模型表面模型就是用面來表達(dá)三維物體，根據(jù)面的特點，可以將面分為直紋曲面、拉伸曲面、旋轉(zhuǎn)曲面、邊界曲面、網(wǎng)格曲面等。表面模型比線框模型進(jìn)了一步，它不僅包括線的信息，還包括面的信息，從而可以進(jìn)行消隱、著色等操作，使物體具有較為真實的立體感覺。同時還能進(jìn)行面積計算、表面交線求算等操作，因而應(yīng)用范圍較為廣泛。3)實體模型實體模型簡單理解就是實心的物體，它不僅有了體的信息，通過其體的邊界還表達(dá)出了線和面的信息。因此實體模型能夠解決三維形體的所有問題，如消隱、剖切、渲染，也能進(jìn)行質(zhì)量、體積、表面積、重心、慣性矩的計算，甚至還能運(yùn)用光照、紋理技術(shù)表現(xiàn)物體的質(zhì)感，因而在廣告設(shè)計、三維動畫等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。2．三維動畫所謂三維動畫，是指利用計算機(jī)進(jìn)行動畫的設(shè)計與創(chuàng)作，產(chǎn)生真實的立體場景與動畫。與傳統(tǒng)的二維手工制作的動畫相比，計算機(jī)首次真正地使三維動畫成為可能，極大地提高了工作效率，增強(qiáng)了動畫制作效果。利用計算機(jī)進(jìn)行三維動畫的創(chuàng)作，不僅使動畫制作擺脫了傳統(tǒng)的手工勞動的煩瑣，把人真正地解放出來，也使動畫制作跨入一個全新的時代。一般說來，傳統(tǒng)的手工動畫制作要完成1分鐘的動畫制作，必須手工繪制720張以上的圖片；盡管其中某些制作技巧可以節(jié)省部分工作量，但是制作過程還是相當(dāng)煩瑣的，一般人根本無法參與這樣的動畫制作活動。而借助于一臺普通的PC，就可以使每個人都擁有屬于自己的個人動畫“工作室”，使每個人都能享受到自己動手制作動畫的樂趣；同時使每個人都有了充分展示自己的才華、進(jìn)行創(chuàng)造性勞動的機(jī)會，因此計算機(jī)動畫制作很受歡迎。從制作的角度看，計算機(jī)動畫技術(shù)主要涉及幾何造型技術(shù)和圖像處理技術(shù)，特別是運(yùn)動控制和渲染技術(shù)。在運(yùn)動控制技術(shù)中，關(guān)鍵幀技術(shù)如同傳統(tǒng)的手工動畫一樣，由動畫師繪制一些靜態(tài)的關(guān)鍵畫面，然后按一定的補(bǔ)插規(guī)則完成一個序列畫面，實現(xiàn)動態(tài)的效果?？傊S動畫的出現(xiàn)使計算機(jī)動畫有了強(qiáng)大的生命力。首先，三維動畫不僅僅是具有三維尺寸的“立體”動畫，也不僅僅是擺脫了制作中間畫、描線上色等繁雜的工作，更主要的是，它使動畫制作進(jìn)入了一個全新時代。目前，三維動畫在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國內(nèi)外實際情況，三維動畫主要在影視廣告制作、建筑效果圖制作、計算機(jī)游戲制作、模擬訓(xùn)練、教育等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。1.2圖形圖像處理的設(shè)備數(shù)字化圖形圖像的處理工作是借助于圖形圖像處理系統(tǒng)來完成的，其中計算機(jī)及必要的外圍設(shè)備是進(jìn)行圖形圖像處理系統(tǒng)的物理設(shè)備，也是進(jìn)行圖形圖像處理的物質(zhì)基礎(chǔ)。本節(jié)將介紹圖形圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成的相關(guān)知識，重點介紹各種典型設(shè)備的基本常識和應(yīng)用技巧。．圖形圖像處理系統(tǒng)的組成圖形圖像處理系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。圖形圖像系統(tǒng)的類型按其工作方式的不同分為靜態(tài)自動繪圖系統(tǒng)和動態(tài)交互式繪圖系統(tǒng)兩種類型。

(1)靜態(tài)自動系統(tǒng)。該類系統(tǒng)在圖形圖像處理過程中不允許人工干預(yù)和修改圖形，所繪制的圖形若不滿足要求，需要在圖紙上手工改動或修改程序。這種類型的系統(tǒng)多用于設(shè)計圖形已經(jīng)成熟，或?qū)D形要求不高，不需要對圖形進(jìn)行詳細(xì)修改的場合。

(2)動態(tài)交互式系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可以通過各種輸入設(shè)備實時地動態(tài)地控制繪圖窗口中的圖形內(nèi)容、形式、顏色等。人和計算機(jī)的聯(lián)系是雙向的，可以對圖形不斷進(jìn)行修改，直到創(chuàng)建的圖形令人滿意為止。動態(tài)交互式系統(tǒng)是目前廣泛采用的一類系統(tǒng)。圖形圖像處理的硬件系統(tǒng)圖形圖像處理系統(tǒng)的硬件部分主要包括主機(jī)、輸入和輸出設(shè)備。其中，輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備；輸出設(shè)備則包括顯示器、打印機(jī)或繪圖機(jī)等。早期的計算機(jī)圖形圖像處理的硬件系統(tǒng)均以大型機(jī)系統(tǒng)為主，即以大型機(jī)為主機(jī)，配置字符終端、圖形終端、繪圖機(jī)等外圍設(shè)備，構(gòu)成主從式系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代以來，以工程工作站加網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分布式系統(tǒng)成為主流。近年來，特別是隨著中央處理器性能的飛速提高，個人計算機(jī)(Pc)有逐漸取代工作站的趨勢，成為一般圖形圖像處理系統(tǒng)硬件配置的主流，圖形圖像處理的軟件系統(tǒng)與通用信息處理系統(tǒng)相同，圖形圖像處理系統(tǒng)的軟件部分也分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

1．操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最基本和最重要的系統(tǒng)軟件，它提供人機(jī)接口，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)資源，使得用戶能夠使用機(jī)器上的其他軟件。目前，圖形圖像處理主要涉及PC平臺、蘋果平臺和UNIX平臺的操作，對應(yīng)的操作系統(tǒng)分別是Windows操作系統(tǒng)、．Macintosh操作系統(tǒng)和UNIX操作系統(tǒng)。

2．平面設(shè)計軟件在平面設(shè)計行業(yè)，Photoshop、CorelDRAW、FreeHand、Illustrator、PageMaker等應(yīng)用軟件，總是與“專業(yè)”一詞一起出現(xiàn)。這四大軟件各有所長，各有側(cè)重點，但對于設(shè)計者而言，不同的人會偏愛不同的軟件。而且在很多情況下，它們需要相互配合，才能更高效、更完美地完成設(shè)計和制作工作?！hotoshop在數(shù)碼影像處理的表現(xiàn)上早已享有盛名。利用Photoshop，可以繪制出各種圖形，可以給黑白圖像上色，可以進(jìn)行各種平面圖像處理，可以進(jìn)行格式和色彩模式的轉(zhuǎn)換。普通用戶可以使用Photoshop進(jìn)行照片(不管是自然景色的照片還是人物照片)的處理，經(jīng)過Photoshop的處理后，照片可使用戶得到滿意的效果。

CorelDRAw是Corel公司出品的最新版本的矢量圖形制作工具軟件，它既是一個大型的矢量圖形制作工具軟件，也是一個大型的工具軟件包。CorelDRAw適合用來繪制精密細(xì)致的圖畫、地圖或標(biāo)志，可增強(qiáng)繪制物件后的特效與美感，可讓愛好計算機(jī)繪圖及美術(shù)設(shè)計人士制作出更高水平的作品?！reeHand也主要用于矢量繪圖領(lǐng)域，并一直與Illustrator、CorelDRAW并駕齊驅(qū)，在文字處理方面有著明顯的優(yōu)勢。

Illustrator是Adobe公司的旗艦產(chǎn)品之一，它以強(qiáng)大的功能和體貼用戶的界面占據(jù)了全球矢量編輯軟件中的大量份額；在專業(yè)插圖、多媒體圖像制作、互聯(lián)網(wǎng)制作等方面的功能深受相關(guān)專業(yè)人士的青睞，而且由于運(yùn)用了Adobe的PostScript技術(shù)，使Illustrator不斷占領(lǐng)印刷出版領(lǐng)域。PageMaker是全世界第一套專業(yè)的桌面排版軟件，在影像處理、繪圖或排版等方面具有強(qiáng)大的功能。

3．三維設(shè)計軟件三維軟件根據(jù)制作功能的復(fù)雜程度較易劃分，可以分為小型、中型和大型3類。小型三維設(shè)計軟件數(shù)量很多，如TureSpace、Raydream3D、Extreame3D、CorelDRAW3D、AnimationMaster、Bayce3D、FormZ、Cool3D、Poser，等等。這些軟件最大的特點是價格便宜、體積小、簡便易學(xué)，但缺點是往往只注意某一個方面的功能而忽略了其他特性。中型設(shè)計軟件包括LightScape和LightWave等。LightScape長于渲染，但不能用于制作，只能輸入其他三維軟件的作品賦予材質(zhì)、燈光進(jìn)行渲染，是一流的渲染器，能產(chǎn)生出真彩色照片般的效果，多用于建筑內(nèi)外渲染。LightWave的特點是操作界面簡明扼要，雖然比較容易掌握、擅長渲染，但在造型的柔韌性上較欠缺，功能的全面性稍顯不足。大型三維設(shè)計軟件包括XSI、MAYA和3dsmax。

XSI原名為Softimagel3D，在三維影視廣告方面獨當(dāng)一面，以渲染質(zhì)量超群而著稱，是目前影視廣告業(yè)的首選。XSI是由SGI工作站移植到個人計算機(jī)上的重量級軟件，只能運(yùn)行于NT平臺上，其功能十分強(qiáng)大，特別擅長于造型和渲染。

MAYA是由Alias／Wavefront在工作站軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)的新一代產(chǎn)品，也只能運(yùn)行于NT平臺上，其造型和渲染功能俱佳，甚至超過XSI，特別是其造型功能可謂出神入化，在命令面板、操作、工作方式上則與3dsmax有很多相近之處。3dsmax易學(xué)易用，操作簡便，AN快，功能強(qiáng)大，在國內(nèi)外擁有最大的用戶群。

3dsmax還有一個姊妹軟件——3DStudioVIZ，功能與3dsmax類似，且在建筑方面具有一些3dsmax不具備的功能，專門用于建筑效果圖的制作。但是，其動畫制作功能相對比較簡單，一般僅限于一些建筑物內(nèi)外的三維漫游動畫制作。圖形圖像處理設(shè)備計算機(jī)是圖形圖像處理的中心，與普通辦公應(yīng)用相比，用于圖形圖像處理的計算機(jī)要求更高，特別是在CPU和顯示卡等的配置方面。目前，流行的做法有3種：一是使用專業(yè)級的圖形工作站，二是使用高性能的普通PC，三是使用在圖形圖像設(shè)計領(lǐng)域名氣大的蘋果機(jī)。1圖形工作站工作站是一種以個人計算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計算為基礎(chǔ)，主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形圖像處理能力，為滿足工程設(shè)計、動畫制作、科學(xué)研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計開發(fā)的高性能計算機(jī)。圖形工作站則是一種側(cè)重于圖形圖像處理的工作站，它是一種集大中型計算機(jī)的計算功能、圖形處理功能及靈活的網(wǎng)絡(luò)性能于一體的集成化計算機(jī)系統(tǒng)。IBMIntelliStation圖形工作站便采用了主頻高達(dá)2．8GHz的IntelPentium4處理器、容量達(dá)512KB的L2緩存以及全新NVIDIAQuadroFXl000圖形顯卡。圖形工作站的工作性能、技術(shù)特點與普通計算機(jī)系統(tǒng)相比有所區(qū)別，圖形工作站的主要技術(shù)特點如下：‘運(yùn)算速度快，處理能力強(qiáng)。具有很強(qiáng)的顯示能力。且不少圖形工作站都采用UNIX操作系統(tǒng)，具有豐富的圖形顯示軟件，應(yīng)用了高分辨率彩色光柵掃描技術(shù)和多窗口顯示技術(shù)。提供高性能的網(wǎng)絡(luò)支持。圖形工作站不僅是作為一臺獨立的計算機(jī)系統(tǒng)來使用，更多的是作為網(wǎng)絡(luò)的一部分共享資源。高速高效的人機(jī)接口功能。工作站配有標(biāo)準(zhǔn)接口總線，有多窗口處理系統(tǒng)和菜單功能，有完備的人機(jī)交互手段。多任務(wù)虛擬存儲器的操作系統(tǒng)。大部分工作站采用的是12NIX操作系統(tǒng)，因而其開放性好，可移植性強(qiáng)。2高端PC

隨著微機(jī)硬件的發(fā)展，其CPU的速度已經(jīng)超過了專業(yè)圖形工作站(如SGI)，OpenGL圖形加速標(biāo)準(zhǔn)也出現(xiàn)在PC系統(tǒng)上，與SGI一樣，PC也可以使用昂貴的OpenGL圖形加速卡，整體運(yùn)算能力甚至超過了SGI的02機(jī)型。在軟件系統(tǒng)上，穩(wěn)定的WindowsNT／2000／XP系統(tǒng)已經(jīng)可以和UNIX系統(tǒng)相媲美。另一方面，大多數(shù)原來位于圖形工作站上的大型三維軟件也移植到PC上了.3蘋果電腦在計算機(jī)圖形圖像設(shè)計領(lǐng)域，口碑最佳的無疑是蘋果電腦。Macintosh是蘋果電腦公司(AppleComputer，Inc．)的主要產(chǎn)品。蘋果電腦公司從來都是多媒體領(lǐng)域的先鋒，現(xiàn)在每一項領(lǐng)先的音頻、視頻的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都與蘋果電腦公司密不可分，并且在易用性方面也大大領(lǐng)先于對手。比如，蘋果電腦公司的PowerMacG5是目前世界上最快的個人計算機(jī)，同時也是第一代配備64位處理器的個人計算機(jī)——這意味著它能夠突破4GB存儲容量的限制，可以使用多達(dá)8GB的內(nèi)存.數(shù)字圖像采集設(shè)備圖像采集設(shè)備是指將外界各種圖形圖像信息輸入計算機(jī)內(nèi)部的設(shè)備。目前，常見的圖像采集設(shè)備有數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀、光筆等。數(shù)字圖像輸出設(shè)備除顯示器外，其他圖形輸出設(shè)備是以紙、膠片、塑料薄膜等物質(zhì)為介質(zhì)，輸出人眼可視并能長期保存的圖形的計算機(jī)外部設(shè)備。圖形輸出設(shè)備分為向量型和光柵掃描型兩大類。向量型設(shè)備的作圖機(jī)構(gòu)隨著圖形的輸出形狀而移動并成像，如繪圖機(jī)等；光柵掃描型輸出設(shè)備的作圖機(jī)構(gòu)按光柵矩陣掃描整張圖面，并按輸出內(nèi)容對圖面成像，典型的有印刷機(jī)、打印機(jī)和噴繪機(jī)等。打印機(jī)是一種基本的計算機(jī)輸出設(shè)備，它將計算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)以某種方式輸出到紙質(zhì)載體上供人們閱讀、保存或滿足其他的一些用途。按照采用的打印技術(shù)不同，可以分為很多種類，目前在圖形圖像處理領(lǐng)域應(yīng)用最多的是噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。繪圖儀是計算機(jī)常用的圖形輸出設(shè)備，可以把計算機(jī)所生成的圖形用繪圖筆或墨方式畫在繪圖紙上保存下來。服裝CAD系統(tǒng)中紙樣設(shè)計和放碼系統(tǒng)所制作出的樣片圖，排料系統(tǒng)做成的排料圖，都需要以1：1的比例繪制在繪圖紙上，以供裁剪工序使用。因此大幅面的繪圖儀是服裝系統(tǒng)的重要輸出設(shè)備。彩色噴繪機(jī)在設(shè)計領(lǐng)域，從古代制作商鋪的幌子到近代油漆手繪牌子都是完全的人工作業(yè)，具有很多人為因素，加上油漆本身的性能限制，畫面顯得生硬、粗糙、不美觀，質(zhì)量無法保證。與此相比，絲網(wǎng)印刷有了很大進(jìn)步，但由于涉及制版等工藝，小批量時成本過高，大幅面印刷時技術(shù)仍不過關(guān)，背打燈時也很難保證顏色均勻、準(zhǔn)確。隨著計算機(jī)技術(shù)的引入，局面大為改觀。計算機(jī)彩色噴繪機(jī)充分利用了電子、控制、化工等行業(yè)的優(yōu)勢，使傳統(tǒng)的制作方法無法與之相比，色彩鮮艷，保質(zhì)期長，不受幅面和批量限制，制作方法多樣化，成本低，制作周期短。所以噴繪機(jī)推出短短的幾年時間，已經(jīng)風(fēng)靡各地。圖像處理系統(tǒng)的存儲設(shè)備由于圖像文件的數(shù)據(jù)量較大，除計算機(jī)本身配置的硬盤外，往往還需要采用一些較大容量的移動存儲設(shè)備。主要有刻錄機(jī)、閃存盤、大容量磁盤/驅(qū)動器、MO（磁光盤）驅(qū)動器、移動硬盤等。1.3圖像處理的基本理論數(shù)字圖像處理是指用數(shù)字計算機(jī)及其他有關(guān)的數(shù)字技術(shù)，對圖像進(jìn)行特定的運(yùn)算和處理，從而達(dá)到某種預(yù)期的目的。本節(jié)將介紹數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識、圖像文件、色彩理論等內(nèi)容。數(shù)字圖像處理的研究內(nèi)容圖像就是客觀存在的物體的一種相似性的生動模仿或描述。其中除了能被人眼觀察到的各種平面圖像外，還包括視覺無法觀察的其他物理圖像和空間物體圖像，以及由數(shù)學(xué)函數(shù)和離散數(shù)據(jù)所描述的連續(xù)或離散圖像。在大多數(shù)情況下，要采用離散的技術(shù)處理來自連續(xù)世界的圖像。實際圖像是連續(xù)的，計算機(jī)只能處理離散的數(shù)字圖像，所以要對連續(xù)圖像經(jīng)過采樣和量化以獲取離散的數(shù)字圖像。從理論上講，數(shù)字圖像處理的研究內(nèi)容主要包括圖像數(shù)字化、圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)、圖像編碼、圖像重建和圖像分析等方面。1．圖像數(shù)字化圖像數(shù)字化研究的是如何把一幅連續(xù)的光學(xué)圖像表示成一組數(shù)字，既不失真又便于計算機(jī)分析處理。

2．圖像增強(qiáng)圖像增強(qiáng)用于增強(qiáng)圖像中的有用信息，削弱干擾和噪聲，以便觀察、識別和進(jìn)一步分析處理，增強(qiáng)后的圖像未必與原圖一致。

3．圖像恢復(fù)圖像恢復(fù)是指讓退化、模糊了的圖像復(fù)原，復(fù)原圖像要盡可能地與原圖保持一致。

4．圖像編碼圖像編碼是指在滿足一定的保真度要求下，簡化圖像的表示，從而大大地壓縮了表示圖像的數(shù)據(jù)，以便存儲和傳輸。

5．圖像重建圖像重建是指由圖像投影數(shù)據(jù)重建該圖像。

6．圖像分析圖像分析用于對圖像中的不同對象進(jìn)行分割、分類、識別和描述、解釋。其中，前5個方面的輸入輸出均為數(shù)字圖像，第6個方面的輸入是圖像，而輸出則是圖像的描述或解釋(又稱圖像理解)，或者是對圖像的分類或結(jié)構(gòu)分析(又稱圖像識別)。圖像文件及其屬性目前，流行的計算機(jī)圖像處理軟件很多，這些軟件對各自產(chǎn)生的圖形和圖像文件的存儲方式不同，因此就有了許多的文件格式。各種文件格式通常是為特定的應(yīng)用程序創(chuàng)建的，不同的文件格式可以用擴(kuò)展名來區(qū)分，如PSD、BMP、TIF、JPG和EPS等，這些擴(kuò)展名在文件以相應(yīng)格式存儲時加到文件名中，下面主要介紹位圖圖像常用的文件格式。1．PSD格式

PSD格式是Photoshop的專用文件格式，也是惟一可以存取所有Photoshop特有的文件信息以及所有彩色模式的格式。當(dāng)文件中含有圖層或通道信息時，就必須以PSD格式存檔。PSD格式可以將不同的物件以圖層分離存儲，便于修改和制作各種特效。

PSD格式只支持在Photoshop軟件使用時所產(chǎn)生的圖層、通道、參考線和色彩模式。在保存這類圖像時，若圖像中包含圖層，則Photoshop只允許用PSD格式保存。以.PSD格式保存的圖像可以是沒有底色的圖像(透明底)，若Photoshop中帶有圖層圖像的文件一定要保存為其他格式(如TIF或JPG格式等)的文件，則須事先將圖層與底層合并，這樣生成的圖像不會有透明底。盡管Photoshop在將文件生成PSD格式時，會將文件壓縮以減少占用的磁盤空間，但由于PSD格式所包含數(shù)字信息(如圖層、通道、剪輯路徑等)較多，因此比其他格式的圖像文件要大許多。2．BMP格式

BMP文件是微軟公司W(wǎng)indows的圖像格式，有壓縮和不壓縮兩種形式。它以獨立于設(shè)備的方法描述位圖，可用非壓縮格式存儲圖像數(shù)據(jù)，解碼速度快，支持多種圖像的存儲，常見的各種PC圖形圖像軟件都能對其進(jìn)行處理?？梢灾С?位、8位和24位的格式，并且可以選擇Windows或OS／2兩種格式。3．JPEG格式

JPG／JPEG(聯(lián)合圖像專家組)是一種高效的24位的壓縮圖像文件格式。在存檔時能夠?qū)⑷搜蹮o法分辨的資料刪除，以節(jié)省存儲空間，但這些被刪除的資料無法在解壓時還原，所以JPEG文件并不適合放大觀看，輸出成印刷品時品質(zhì)也會受到影響，這種類型的壓縮文件稱為“失真壓縮”或“破壞性壓縮”。

JPG／JPEG標(biāo)準(zhǔn)由ISO與CCITT(國際電報電話咨詢委員會)共同制定，是面向連續(xù)色調(diào)靜止圖像的一種壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其最初目的是使用64Kb／s的通信線路傳輸720×576分辨率壓縮后的圖像。通過損失極少的分辨率，可以將圖像所需存儲量減少至原大小的10％。由于其高效的壓縮效率和標(biāo)準(zhǔn)化要求，目前已廣泛用于彩色傳真、靜止圖像、電話會議、印刷及新聞圖片的傳送上。由于壓縮時被刪除的資料無法在解壓時還原，所以．JPG文件并不適合放大觀看，輸出成印刷品時品質(zhì)也會受到影響。不過，由于JPG／JPEG的壓縮算法十分先進(jìn)，它對圖形圖像的損失影響不是很大，一幅16M(24位)的JPG／JPEG圖像看上去與照片沒有多大差別。同樣一幅畫面，用JPG／JPEG格式存儲的文件大小是其他類型圖形文件的1／20～1／10。一般情況下，JPG／JPEG文件只有幾十KB，而色彩數(shù)最高可達(dá)到24位，所以它被廣泛運(yùn)用在Intemet上，以節(jié)約寶貴的網(wǎng)絡(luò)傳輸時間。4．GIF格式

GIF是Compuserve公司制訂的一種圖形交換格式。因為Compuserve公司開放使用權(quán)限，所以應(yīng)用很廣，且適用于各式主機(jī)平臺，各軟件皆有支持。這種經(jīng)過壓縮的格式可以使圖形文件在通信傳輸時較為經(jīng)濟(jì)。它所使用的LZW壓縮方式可以將文件的大小壓縮一半，而且解壓時間不會太長?，F(xiàn)今的GIF格式仍只能處理256色，但它的GIF89a格式能存儲成背景透明化的形式，并且可以將數(shù)張圖存成一個檔案，形成動畫效果。

GIF是可在蘋果機(jī)、Amiga、Atati、IBM機(jī)器間進(jìn)行移植的一種標(biāo)準(zhǔn)位圖格式。在顏色深度和圖像大小上，GIF類似于PCX格式；在結(jié)構(gòu)上，GIF類似于TIFF格式。正因為它是經(jīng)過壓縮的圖像文件格式，所以大多用在網(wǎng)絡(luò)傳輸上，速度要比傳輸其他圖像文件格式快得多。它的最大缺點是最多只能處理256種色彩，故不能用于存儲真彩色的圖像文件。

5．PCX格式

PCX是MS-DOS下常用的格式。在Windows應(yīng)用軟件尚未普及時，MS-DOS下的繪圖和排版軟件多用PCX格式。它從最早的16色已發(fā)展到1677萬色以上。

6．TlFF格式

TIFF也是一種應(yīng)用非常廣泛的格式，它可以在許多不同的平臺和應(yīng)用軟件間交換信息，同時它也可以使用LZW方式進(jìn)行壓縮。在Photoshop中以TIFF格式存檔時，可以選擇PC或Mac格式，以及是否進(jìn)行LZW壓縮。目前，它是蘋果機(jī)和PC上使用最廣泛的位圖格式，可以在這兩種硬件平臺上移植。TlFF圖形圖像十分便捷，大多數(shù)掃描儀也都可以輸出TIFF格式的圖像文件。該格式支持的色彩數(shù)最高可達(dá)16種。

LZW是一種無損壓縮方法。是由Aldus為蘋果機(jī)開發(fā)的一種圖形文件格式，最早流行于蘋果機(jī)，現(xiàn)在Windows上主流的圖像應(yīng)用程序都支持該格式。

TlFF格式的特點：存儲的圖像質(zhì)量高，占用的存儲空間也非常大，其大小是GIF圖像的3倍，JPEG圖像的10倍；細(xì)微層次的信息較多，有利于原稿階調(diào)與色彩的復(fù)制。該格式有壓縮和非壓縮兩種形式。在Photoshop中，TIFF格式能夠支持24個通道，它是除Photoshop自身格式外惟一能夠存儲多個四通道的文件格式。不足之處：由于TlFF獨特的可變結(jié)構(gòu)，所以對TIFF文件解壓縮非常困難。

7．EPS格式

EPS是一種應(yīng)用非常廣泛的Postscript格式，常用于繪圖或排版軟件。用EPS格式存檔時，可通過對話框設(shè)定存儲的各種參數(shù)。

8．RAW格式

RAW是一種最原始的文件格式，它的結(jié)構(gòu)是依次記錄所有的像素，因此所占的空間較大。相對而言，RAW格式在各種計算機(jī)間進(jìn)行文件交換時具有較好的彈性。以RAw格式存檔時，可以定義文件頭(Header)的參數(shù)。Header就是在文件開端所保留的參數(shù)，在開啟文件時只要設(shè)定正確的Header參數(shù)即可開啟。

9．MacPaint格式(MPT／MAC)

MacPaint格式經(jīng)常用來將Bitmap圖像傳送到Mac系統(tǒng)中，在AdobePhotoshop中只有Bitmap模式的圖像才能以這個格式存檔，同時圖像的大小不得超過576x720像素。10．SeitexCT格式

Scitex是一種圖像處理及印刷系統(tǒng)，它所使用的SCT格式可用來記錄RGB、CMYK

及灰度模式下的連續(xù)層次。在Photoshop中，用SCT格式建立的文件可以和Scitex系統(tǒng)相互交換。

11．Targa格式

Targa格式多半用于電視轉(zhuǎn)播，同時很多MS-DOS的應(yīng)用軟件也可以支持Targa格式。用Targa格式存檔時，可以設(shè)定分辨率。色彩理論要生成具有高度真實感的圖形，就必須考慮被顯示物體的顏色。對顏色的研究非常復(fù)雜，涉及到物理學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)等領(lǐng)域。要在計算機(jī)上繪制出大自然千變?nèi)f化的綺麗景色，就需要用到不同的計算機(jī)色彩模式和色彩實現(xiàn)方式。本節(jié)將主要介紹這些色彩知識，以便能有效且合理地使用色彩。I顏色的基本概念圖形圖像是人類最容易接受的信息，它具有文字不可比擬的優(yōu)點，認(rèn)識色彩是創(chuàng)建完美圖像的基礎(chǔ)。

1．色彩的來源物體由于內(nèi)部物質(zhì)的不同，受光線照射后，會產(chǎn)生光的分解現(xiàn)象。一部分光線被吸收，其余的被反射或投射出來，成為所見物體的色彩。所以，色彩不僅與光有密切關(guān)系，還與被光照射的物體有關(guān)，也與觀察者有關(guān)。色彩是通過光被人們所感知的，光實際上是一種按波長輻射的電磁能。

2．顏色的描述色彩，可分為無彩色和有彩色兩大類。前者有黑、白、灰，后者有紅、黃、藍(lán)等彩色。有彩色就是具備光譜上的某種或某些色相，統(tǒng)稱為彩調(diào)。與此相反，無彩色就沒有彩調(diào)。描述顏色最簡單的方法是，用顏色名詞給每種顏色賦一個固定的名稱，并冠以適當(dāng)?shù)男稳菰~，如大紅、血紅、鐵銹紅、淺黃、檸檬黃等。于是，人們可以用顏色名詞來交流色知覺信息。但是這種方式不能定量表示色知覺量。在計算機(jī)圖形學(xué)中，需要對顏色進(jìn)行定量分析。物體的顏色與物體本身、光源、周圍環(huán)境的顏色，以及觀察者的視覺系統(tǒng)都有關(guān)系。有些物體(如粉筆、紙張)只反射光線，另外有些物體(如玻璃、水)既反射光，又透射光，而且不同的物體反射和透射光的程度也不同。一個只反射純紅色的物體用純綠色照明時，呈黑色。類似地，從一塊只透紅光的玻璃后面觀察一道藍(lán)光，也是呈黑色。正常人可以看到彩色，全色盲患者則只能看到黑、白、灰色。按照1854年發(fā)表的格拉斯曼(H．Grassmann)定律，從視覺的角度，顏色包含3個要素：色調(diào)(hue)、飽和度(saturation)和亮度(1ightness)。人眼看到的任一彩色光都是這3個特性的綜合效果。這3個特性是色彩的三要素，其中色調(diào)與光波的波長有直接關(guān)系，亮度及飽和度與光波的幅度有關(guān)。色調(diào)與色相繪畫中要求有固定的色彩感覺，有統(tǒng)一的色調(diào)，否則難以表現(xiàn)畫面的情調(diào)和主題。例如，一幅具有紅色調(diào)的畫，是指它在色彩上總體偏紅。計算機(jī)在圖像處理上采用數(shù)字化，可以非常精確地表現(xiàn)色彩的變化。色調(diào)是相對連續(xù)變化的。用圓環(huán)來表現(xiàn)色譜的變化，就構(gòu)成了一個色彩連續(xù)變化的色環(huán)。色調(diào)是各種色彩模式下的色彩原色的明暗，如RGB模式下色彩原色為紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)3種。色調(diào)的調(diào)整是指這3種原色明暗度的調(diào)整。每一種原色的色調(diào)調(diào)整范圍是從0~255，總共有256種色調(diào)。由于RGB模式是一種增色模式，所以在RGB模式下，色調(diào)也代表著原色的明暗度。色相即顏色，對色相的調(diào)整是指由不同原色、不同的色調(diào)值構(gòu)成的色彩。例如，在CMYK色彩模式下由C(100)、M(0Y(100)、K(0)組成綠色，由C(O)、M(100)、Y(100)、K(0)組成紅色等，這些綠色、紅色就是指色相。亮度與明度同一物體因受光不同會產(chǎn)生明度上的變化,不同顏色的光,強(qiáng)度相同時照射同一物體也會產(chǎn)生不同的亮度感覺.明度也可以說是指各種純正的色彩相互比較產(chǎn)生的明暗差別.在純正光譜中,黃色的明度最高,顯得最亮,其次是橙、綠；再次是紅、藍(lán)；紫色明度最低，顯得最暗。飽和度與純度淡色的飽和度比濃色要低一些。色彩飽和度是指物體顏色的彩度或色彩純度，色彩飽和度越低，色彩越淡；色彩飽和度越高，色彩越濃。飽和度還和亮度有關(guān)，同一色調(diào)越亮或越暗，則越不純。飽和度越高，色彩越艷麗、越鮮明突出，越能發(fā)揮其色彩的固有特性。但飽和度高的色彩容易讓人感到單調(diào)刺眼。飽和度低，色感比較柔和協(xié)調(diào)，可混色太雜，則容易讓人感覺渾濁，色調(diào)顯得灰暗。心理學(xué)家曾做過許多實驗：他們發(fā)現(xiàn)，在紅色環(huán)境中，人的脈搏會加快，血壓有所升高，情緒興奮沖動；而處在藍(lán)色環(huán)境中，脈搏會減緩，情緒也較沉靜。有的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，顏色能影響腦電波，腦電波對紅色反應(yīng)是警覺，對藍(lán)色的反應(yīng)是放松。自19世紀(jì)中葉以后，心理學(xué)已從哲學(xué)轉(zhuǎn)入科學(xué)的范疇，心理學(xué)家注重實驗所驗證的色彩心理的效果。不少色彩理論都對此有專門的介紹，這些經(jīng)驗明確地肯定了色彩對人心理的影響。計算機(jī)圖像的色彩模式計算機(jī)中存儲的圖像色彩有許多種模式，大多數(shù)圖像處理軟件都支持的圖像色彩模式有RGB色彩模式、CMYK色彩模式、灰度模式、黑白模式、Lab色彩模式等。不同色彩模式在描述圖像時所用的數(shù)據(jù)位數(shù)不同，位數(shù)大的色彩模式，占用的存儲空間就較大。色彩模式是圖形設(shè)計最基本的知識，每一種模式都有自己的優(yōu)缺點，都有自己的適用范圍，下面介紹主要的色彩模式。1．黑白模式在黑白模式下，位圖圖像中每個像素的色彩由一個數(shù)據(jù)位構(gòu)成，即黑色或白色，介于黑白之間的灰色調(diào)是通過黑白兩色來模擬的，這種色彩模式主要用于表現(xiàn)黑白對比非常鮮明的圖像。

2．RGB模式

RGB是色光的色彩模式，其中R代表紅色，G代表綠色，B代表藍(lán)色，3種色彩疊加形成了其他色彩，因此該模式也稱為加色模式。設(shè)備都是依賴于這種加色模式來實現(xiàn)的。由于3種顏色都有256個亮度水平級，所以3種色彩疊加就形成1670萬種顏色，即真彩色，通過它們足以再現(xiàn)絢麗的世界。

RGB色彩模式是最佳的編輯圖像色彩模式，因為它可以提供全屏幕的24位的色彩范圍，即真彩色顯示。但如果將RGB模式用于打印，有些色彩已經(jīng)超出了打印的范圍，在打印一幅真彩色的圖像時，