什么是光柵圖形
編輯在計算機圖形學和數字攝影中,光柵圖形是一種將二維圖像表示為矩形矩陣或正方形像素網格的機制,可通過計算機顯示器、紙張或其他顯示介質查看。從技術上講,光柵的特征在于圖像的寬度和高度(以像素為單位)以及每個像素的位數。光柵圖像以不同的傳播、制作、生成和獲取格式存儲在圖像文件中。
在印刷和印前行業知道光柵圖形作為contones(從連續色調)。相比之下,線條藝術通常在數字系統中實現為矢量圖形。
移調隱蔽光柵組織的圖像(打包格式相對昂貴的操作與每像素小于一個字節);在之前或之后組合額外的光柵線反射(幾乎免費),相當于在一個方向或另一個方向上旋轉90°圖像。
許多光柵操作直接映射到線性代數的數學形式,其中矩陣結構的數學對象是中心關注點。
數據模型
編輯光柵模型的基本策略是將平面細分為二維正方形陣列,每個正方形稱為單元或像素(來自“圖片元素”)。在數碼攝影中,平面是投影到CCD傳感器上的視野;在計算機藝術中,平面是一個虛擬畫布;在地理信息系統中,平面是地球表面的投影。每個方形像素的大小,稱為分辨率或支持度,在整個網格中是恒定的。
然后為每個像素存儲單個數值。對于大多數圖像,該值是可見顏色,但其他測量值也是可能的,甚至是定性類別的數字代碼。每個柵格網格都有一個指定的像素格式,每個數字的數據類型。常見的像素格式有二進制、灰度、調色和全彩色,其中顏色深度決定了所表示顏色的保真度,而顏色空間決定了顏色覆蓋范圍(通常小于人類色覺的全范圍))。大多數現代顏色光柵格式使用24位(超過1600萬種不同顏色)表示顏色,紅色、綠色和藍色各8位(0-255)。用于遙感和天文學的數字傳感器通常能夠檢測和存儲可見光譜以外的波長;VeraC.Rubin天文臺的大型CCD位圖傳感器在單張圖像(6.4GB原始圖像)中捕獲3.2吉像素,超過六個顏色通道,超出了人類色覺的光譜范圍。
光柵圖形應用
編輯圖像存儲
大多數計算機圖像以光柵圖形格式或壓縮變體存儲,包括萬維網上流行的GIF、JPEG和PNG。甲柵格數據結構是基于一個(通常是矩形的,基于正方形的)鑲嵌在2D的平面到細胞中,每個包含單一的值。要將數據存儲在文件中,必須對二維數組進行序列化。最常見的方法是行主格式,其中xxx行(通常是頂部)的單元格從左到右列出,緊接著是第二行的單元格,依此類推。
在右側的示例中,曲面細分A的單元格覆蓋在點模式B上,從而產生一個象限計數數組C,表示每個單元格中的點數。出于可視化的目的,已使用查找表為圖像D中的每個單元格著色。以下是作為串行行主數組的數字:
13001128014330202174154220312222305193334508028432322723210152137
要重建二維網格,文件必須在開頭包含一個標題部分,其中至少包含列數和像素數據類型(尤其是每個值的位數或字節數),以便讀者知道每個值的結束位置開始閱讀下一篇。標頭還可以包括行數,地理參考地理數據,或其它參數的元數據標簽,如那些在指定的Exif標準。
分辨率
編輯光柵圖形依賴于分辨率,這意味著它們不能在不損失外觀質量的情況下放大到任意分辨率。此屬性與矢量圖形的功能形成對比,矢量圖形的功能可以輕松擴展到渲染它們的設備的質量。光柵圖形比矢量圖形更實用地處理照片和照片般逼真的圖像,而矢量圖形通常更適合排版或圖形設計。現代計算機顯示器通常顯示大約72到130像素/英寸(PPI),一些現代消費打印機可以解析2400點/英寸(DPI)或更多;為給定的打印機分辨率確定最合適的圖像分辨率可能會帶來困難,因為打印輸出的細節可能比觀看者在xxx器上所能看到的要高。通常,150到300PPI的分辨率適用于4色印刷(CMYK)打印。
但是,對于通過抖動(半色調)而不是通過疊印(幾乎所有家庭/辦公室噴墨和激光打印機)執行顏色混合的打印技術,打印機DPI和圖像PPI具有非常不同的含義,這可能會產生誤導。因為,通過抖動過程,打印機從幾個打印機點中構建單個圖像像素以增加顏色深度,因此打印機的DPI設置必須設置得遠高于所需的PPI,以確保足夠的顏色深度而不犧牲圖像分辨率。因此,例如,以250PPI打印圖像實際上可能需要1200DPI的打印機設置。
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