《贝贝学苑》玩转电脑之旅——缤纷的数字图像 孙彦清 2000年 第30期 #1  一、数字图像概述   1.图像的数字化   我们在电脑屏幕中看到的图像,和我们平常所见到的一幅画布上的油画,或者贴在大街上的明星招贴画有非常大的不同,前者实质是一段能够被计算机还原显示为一幅图像的数字。将一幅图像转化为一个数字文件,是实现计算机图像处理的前提和基础。   2.数字化图像的获得   数字化的图像目前主要通过数码相机、图像扫描仪等设备从外界获取,当然利用制图软件(如Windows画图、AutoCAD等)直接绘制也可以得到数字图像。   扫描仪:扫描仪是使用最为广泛的数字化图像设备,这个设备能够将一张照片、一幅图纸转换成数字化的图像。扫描仪的种类很多,比如专门用于图纸扫描的滚筒式扫描仪、用于摄影和电影特技制作的底片扫描仪、用于售货的条码扫描仪。不过,一般使用的都是平板扫描仪。   数码相机:数码相机与我们的普通相机一样,可以拍摄实物和风景。数码相机使用电子成像的方式,将获得的图像转换为数字信息(这些数字信息可以传输给计算机处理或者照片打印机打印),而不是一般的胶片信息。   图像制作:电脑里有很多绘图程序和图像处理程序,你可以通过这些程序用鼠标“画”出一幅数字图像。   网络和光盘:对于我们大多数人,如果需要某些图像(如一幅CPU照片),大可不必用上面这些方法来获得。直接从因特网或者一些图像光盘中找就可以了,因为有很多的组织和个人通过因特网和光盘发布各种各样的图像资料,我们常常可以免费使用,或者只花很少的费用。   3.图像的存储方式   数字化图像数据有两种存储方式:位图存储(Bitmap)和矢量存储(Vector)。   大家都知道,我们平常是以图像分辨率(即像素点)和颜色数来描述数字图像的。例如一张分辨率为640×480、16位色的数字图片,就由65536种颜色的307200个像素点组成。   位图:位图方式就是将图像的每一像素点转换为一个数据,当图像是单色(只有黑白二色)时,8个像素点的数据就是一个字节(一个字节就是8个二进制数,1个二进制数存放一个像素点);16色的图像每两个像素点用一个字节存储;256色图像每一个像素点用一个字节存储。这样就能够精确地描述各种不同颜色模式的图像画面。   位图存储模式较适合于内容复杂的图像和真实的照片,但随着分辨率以及颜色数的提高,图像所占用的磁盘空间也就相当大;另外由于在放大图像的过程中,其图像势必要变得模糊而失真,如^30020201a^1所示,放大后的图像像素点实际上变成了像素“方格”。用数码相机和扫描仪获取的图像都属于位图。注意,我们平常提到的JPEG、GIF等图像格式就是经过数据压缩的位图格式。   矢量图像:矢量处理存储的是图像信息的轮廓部分,而不是图像的每一个像素点。例如,一个圆形图案只要存储圆心的坐标位置和半径长度,以及圆的边线和内部的颜色即可。该存储方式缺点是经常耗费大量的时间做一些复杂的分析演算工作,图像的显示速度较慢;但图像缩放不会失真;图像的存储空间也要小得多。所以,矢量处理比较适合存储各种图表和工程设计图。   4.数字图像对硬件的要求   数字图像质量的高低,主要取决于图像输入、输出设备的状况。其中输入设备性能的高低,如数码相机的镜头质量、分辨率、色位数、存储媒体大小等,是影响图像信息源质量的最根本因素。而输出设备(如显示器、打印机等)性能的高低也直接决定图像输出质量的好坏。我们平时做得最多的就是“看图”,就是通过显示器来还原图像,而能否实现高质量图像的“完美”显示,主要靠你的显示器和显卡的能耐了。   我们都知道,显示图形图像首先需要将所要显示的图像像素点阵数据送往显卡的显示缓存区,再由显示器显示出来,所以这时对显存的要求也就比较大。假如有一张分辨率为1024×768,色彩数为16M的图片,若要以85Hz的屏幕刷新速度完美地显示出来,至少得要有一台行频在70KHz以上、视频宽度在95MHz左右的显示器和一块显存在4MB以上的显示卡。如果显示器或显卡不能满足以上要求,这幅图像只能在降低视频或低色彩的情况下显示。   5.图像术语简介   ●像素(Pixel):像素是构成数字图像的最小单位,一幅图像是由若干这样的像素点,以矩阵的方式排列而成。如^30020201b^2所示即为放大后的像素点分布情况。一幅分辨率为1024×768的图像,就是由786432个这样的小方点组成的。像素点的大小,直接与图形的分辨率有关,分辨率越高、像素点就越小。   ●DPI:DPI(Dot Per Inch)是指各类输出设备每英寸上所产生的像素点数,一般用来表示输出设备(如打印机、绘图仪等)的分辨率,即设备分辨率。一台激光打印机的设备分辨率在600~1200DPI之间,数值越高,效果越好。   ●PPI:PPI(Pixel Per Inch)指每英寸的像素数,它一般用于衡量一个图像输入设备(如数码相机)的分辨率的高低,反映了图像中储存信息量的多少,它决定了图像的根本质量。如1024×768 ppi的图像质量远高于640×480 ppi的图像。一幅粗糙的图像也绝不会因为有了一台高DPI的设备而变得细腻起来。   ●显示器最大分辨率:显示器分辨率也就是屏幕上最大可显示的像素数的集合,一般用水平与垂直方向的像素点数来表示,如最大分辨率为1024×768的显示器,其满屏最多可产生786432个像素点。显示器像素点数越多,分辨率也就越高,图像也就越大、越细腻。   ●位(Bit)与颜色(Color):在图像处理过程中,颜色则由数字“位(Bit)”来实现,它们之间的关系是:颜色数=2^n,其中n为所占的位数。我们平常所说的高彩色,即为16位显示模式,65536(64K)种颜色(2^16=65536);或者说24位显示模式下能处理1677万(16M)种颜色(2^24=16777216)的真彩色图像。 #1  二、图像格式简介   现在图像文件的格式真是琳琅满目,但也同时使我们无所适从,下面我就给大家重点介绍几种常用的图像格式,至于那些经常用不到的还要得你自己去了解。   1.BMP格式:BMP格式是Microsoft Windows所定义的图像文件格式,也是标准的位图格式,在Windows窗口系统中被广泛应用,在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式,它也是最不容易出问题的图像格式。BMP只能存储四种图像数据:单色、16色、256色、全彩色,BMP图像数据有压缩或不压缩两种处理方式。其中压缩方式只有RLE4(16色)和RLE8(256色)两种,而由于24位BMP格式的图像文件无法压缩,因而文件尺寸比较大。   2.GIF格式:GIF格式是“Graphics Interchange Format”(图形交换格式)的缩写,是由CompuServe公司设计的。目前,GIF图像文件已经成为网络和BBS上图像传输的通用格式,经常用于像动画、透明图像等。GIF一个文件能够存储多张图像,图像数据用一个字节存储一像素点,采用LZW压缩格式,尺寸较小,图像数据有两种排列方式:顺序排列和交叉排列,但GIF格式的图像最多只有256色。   3.JPEG(JPG)格式:它是由Joint Photographic Experts Group制定的图像压缩格式,其正式名称为“连续色调静态图像的数字压缩和编码”,是一个通用的静态图像压缩编码标准,可以用不同的压缩比例对这种文件格式压缩,其压缩技术十分先进,因此可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。目前这种格式的图像文件,在网络应用中十分广泛,由于它优异的性能,日后是一个很有发展前途的图像格式。   4.TIF(TIFF)格式:TIFF(Tag Image File Format)是由Aldus公司与Microsoft公司共同开发设计的图像文件格式,它是印刷行业的一个基本图像格式,TIFF格式可以存储多幅图像,TIFF除了一般图像处理常用的RGB颜色模式之外,TIFF图像文件还能够接受CMYK、YcbCr等多种不同的颜色模式,可以支持1~24位的存储格式,TIFF还能够提供多种不同的压缩数据的方法,TIFF图像数据可分割成几个部分分别存档。另外PC机和苹果MAC机上同时支持该格式。   5.PCX格式:PCX图像文件是由Zsoft公司在80年代初期设计的,专用于存储该公司开发的PC Paintbrush绘图软件所生成的图像画面数据。目前PCX文件已成为PC机上较为流行的图像文件。PCX使用RLE压缩方法来进行压缩的,占用磁盘空间较少。   6.PSD格式:这是Adobe公司开发的图像处理软件Photoshop中自建的标准图像文件格式,由于Photoshop软件被广泛地应用,所以这个格式也很流行。   7.PCD格式:这是KODAK公司所开发的Photo CD专用存储格式,由于其文件特别大,不得不存在CD-ROM上,但应用特别广。   8.WMF矢量格式:这是微软公司开发的矢量图形格式,在Office等软件中得到大量的应用。   正确选择图像格式:对于我们普通用户,也许并不常常涉及图像的处理,但我们可能经常会遇到传送、交换图片,设置桌面墙纸,打印照片,收集明星照片等等。这个时候就要对了解在什么情况下用什么样的图片格式,而且要学会使用图像文件的格式转换(^30020201g^表1)。 #1  三、网页图像   随着Internet技术的发展,通过互联网获取高质量的图像已成为当今网民们的一大快事。   1.Web图像的特点   由于受到Internet方方面面的限制,人们为了快捷地实现对Web图像的浏览和下载,又不失去美丽图像的欣赏性,往往要对这些图像进行一些特殊的处理,以减小图像的尺寸,加快浏览,这些处理措施包括:网页图片多采用非渐层的色彩,大多数的小尺寸图像的格式和所有的动画图像格式都采用的是GIF,存储各类真实照片的格式一般都采用JPEG格式,使用小尺寸高压缩比的预览图片,采用GIF隔行和JPG渐进显示(^30020201c^3)。   2.Web图像的浏览、下载与应用   目前用于专门介绍各种图像的网站很多,对于存储有较多图像的网站,还提供了图像预览功能。   当IE浏览器中出现你需要的图像后,在图像上右健单击鼠标出现右键菜单,通过该菜单你可以实现对该图像的保存、浏览等(^30020201d^4)。   3.主要图像网址介绍   中国图片网(http:∥www.21pic.com/):这里是企事业单位寻找主页图像的最好去处,它收集了各行各业的一些专业图片,品种特别齐全,包括人、物、天、地等。   多来米图王(http:∥run.myrice.com/):这个网站提供了大量的艺术图片,也有用不完的壁纸图片共你选择。   海市蜃楼图片中心(http:∥photo.hijoinus.com):要找你心目中明星的详细档案,就得来这儿!   中国明星网(http:∥star.ok8.net):这里的明星最全,可谓应有尽有。 #1  四、看图软件介绍   看图软件是一种实用工具,该工具能够将数字图像还原显示在屏幕上。看图软件的功能现在越来越强,不但能看图,有的还能对图像进行一些比较复杂的处理加工。   1.多功能图像浏览的最好工具ACDSee 3.0   安装ACDSee 3.0后,有两个程序可供你选择使用:ACDSee Viewer和ACDSee Browser,其中ACDSee Browser实际上是一个文件管理器;而ACDSee Viewer才是ACDSee图像浏览器。ACDSee目前支持的图像格式达30种之多,还支持常见的影像、声音、ZIP格式的操作。   (1)通过ACDSee Browser选择处理图像   在ACDSee Browser界面左部的“文件夹窗口”选择存放图像的文件夹后,在其右部的“文件窗口”即可显示出该文件夹中的所有文件来,你可以像在一般的文件管理器一样对这些文件进行任意的编辑操作。从^30020201e^5可以看出,“文件窗口”中的图像文件均以不同的颜色显示出来,可以很明显地与非图像文件区分开来。你只要选择目标图像文件,立即会在“图像预览窗口”显示该图像的缩影图像,缩影图像的大小可以通过菜单“View/Preview”或预览图像右键菜单进行比例选择。   通过图像文件的右键菜单选项或图5中的快捷功能按钮,我们可以很轻松地完成对图像的操作,诸如浏览、预览、删除、复制、打印、转换、简单处理等。   (2)通过ACDSee Viewer浏览图像   在ACDSee Browser中选择图像后,可以直接双击文件预览图像(也可选择“View”菜单),也可以通过其它资源管理器选择图像文件后双击,都会立即弹出ACDSee Viewer浏览所选择的图像,如^30020201f^6所示。   在ACDSee Viewer中,可以通过图像右键菜单选项或快捷功能按钮实现对图像的浏览操作,如缩放、复制、移动、删除、打印等,也可以再次回到ACDSee Browser中。   (3)自动欣赏图片   我们可以通过ACDSee Viewer的幻灯(Slide)功能实现图片的自动连续播放。选择图片后,运行菜单选项“Tools/Slide Show/Run”或选择幻灯快捷按钮,即可开启幻灯,自动播放所选文件夹中的图片。   另外,ADCSee的功能是非常多的,比如图像文件的格式转换、图像文件的注释、图像文件的处理等等。   2.独一无二右键浏览图像的Picaview   ACD公司推出的Picaview是一个很有趣的图像浏览软件,它的右键菜单图像浏览功能在其它的软件上还没有见过。   安装Picaview后,它的右键浏览功能就已经集成在Windows资源管理器中,只要右键点击某一图像,会立即在出现的快捷菜单条中出现该图像的缩影。由于Picaview是ACDSee的补充产品,在打印设置、墙纸设置等方面与ACDSee大同小异。不过它有一个缺点,不能在它的浏览窗口直接浏览同一文件夹中的多幅图像,但它的缩放操作还是比较简单实用。   3.又一款很优秀的看图软件Picviewer   Anix公司出品的Picviewer看图软件,目前的最新版本是2.62版,可在它的官方网址Http:∥www.anixsoft.com下载。   Picviewer具有同ACDSee相媲美的图像浏览功能和资源管理功能,其管理器界面同ACDSee相似,同样由目录区、文件区和图像预览区三部分组成,图像浏览窗口相当简洁,但同样可以实现像ACDsee的自动浏览等功能。   Picviewer的幻灯功能我认为要较ACDSee好用,Picviewer还有一个很突出的特点,就是对应用程序图标的提取。   4.在Windows中看图   Windows95/98/NT/2000中没有专门的看图工具,但可以使用Windows中附带的浏览器、画图程序、照片编辑器来看图和进行一些简单的图像处理。但使用上非常的不方便。我们还是强烈建议朋友们使用ACDSee来作为自己的看图工具。 #1  五、主要图像软件的功能介绍   目前图像处理软件的功能已是包罗万象,但它们总是突出其中的某一方面,我把我经常用到的一些图像处理软件的功能,通过下面的图表介绍给大家,供你挑选它们时参考(^30020201h^表2)。