图形与图像基础

附录计算机图形图像基础知识本附录将为初学讲述计算机图形图像基础知识，以便于顺利地学习和应用AutoCAD开展建筑设计与绘图工作。

A.1认识计算机图形图像计算机中的图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。

而图像是由像素点阵构成的位图。

图形占用存储空间小，在计算机屏幕上生成视图需要复杂的计算过程。

图像则相反，占用存储空间大，但是在屏幕上显示时计算过程简单。

另一方面，图形对于自然景物描述困难，而图像却是表现自然景色的主要工具，建筑效果图就是由它来描述的。

在实际应用中，图形是用几何形状表述的物体外观。

几何形状包括：点、线、面、体等。

从计算机处理技术来看，图形主要分两类，一类是类似于照片的明暗图，也就是通常说的真实感图形；另一类是由线条组成的图形，如工程图、等高线地图、曲线的线框图等，在建筑设计中所绘制的蓝图就属于这一类，如AutoCAD软件就是一个典型的以矢量图形来工作的。

建筑效果图具有图像的所有特征，如图A-1所示。

初学者需要注意到位图像是一个区域内带有属性的像素点的集合。

以及像素具有三大属性：明度、色相、饱和度（彩度、纯度），这些可在制作或编辑图像时加以设置。

颜色是图像的重要特性，它直接表达了图像或图像区域所对应的景物表面性质，而人们的视觉也是从颜色来识别物体的自然特征，如果没有颜色的变化图像就不能表现自然景物，而图形则可以使用单一的颜色来表述对象。

图A-1 建筑效果图具有图像的所有特征颜色在图形与图像中的地位是不可取代的，它也是图像的一个特征。

而图像特征可以是人为定义的某些特征。

在建筑效果图这一类的图像中，常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征，参阅与本教程配套的《上机操作与实践》电子教案可更加详细地了解它们。

A.2 图形与图像的特点计算机中的图形是一种矢量图形，它是以数学方程的方式来记录以点、线、面、体，等对象，而这些对象所要表示的正是几何体的轮廓线。

由于这种图形只记录线条端点的坐标、线段的粗细和色彩等数据，因此保存图形的文件容量小；另一方面，在屏幕上放大也不会失真。

图像与图形的区别一、知识体系：二、通过实验分析图像与图形的区别：1、打开一张图形文件，如下图。

放大图像，再观察。

2、再打开一张图像文件，转化成pbm位图图像。

当放大时，在观察。

基本概念图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。

即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等；而图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像，是由像素点阵构成的位图。

数据描述图形：用一组指令集合来描述图形的内容，如描述构成该图的各种图元位置维数、形状等。

描述对象可任意缩放不会失真。

图像：用数字任意描述像素点、强度和颜色。

描述信息文件存储量较大，所描述对象在缩放过程中会损失细节或产生锯齿。

屏幕显示图形：使用专门软件将描述图形的指令转换成屏幕上的形状和颜色。

图像：是将对象以一定的分辨率分辨以后将每个点的信息以数字化方式呈现，可直接快速在屏幕上显示。

适用场合图形：描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：几何图形、工程图纸、CAD、3D造型软件等。

图像：表现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等，通过图像软件可进行复杂图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效果。

编辑处理图形：通常用Draw程序编辑，产生矢量图形，可对矢量图形及图元独立进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换。

主要参数是描述图元的位置、维数和形状的指令和参数。

图像：用图像处理软件（Paint、Brush、Photoshop等）对输入的图像进行编辑处理，主要是对位图文件及相应的调色板文件进行常规性的加工和编辑。

但不能对某一部分控制变换。

由于位图占用存储空间较大，一般要进行数据压缩。

技术关键图形：图形的控制与再现。

图像：对图像进行编辑、压缩、解压缩、色彩一致性再现等。

一、存储方式的区别：图形存储的是画图的函数；图像存储的则是像素的位置信息和颜色信息以及灰度信息。

二、缩放的区别：图形在进行缩放时不会失真，可以适应不同的分辨率；图像放大时会失真，可以看到整个图像是由很多像素组合而成的。

第3章图像处理技术与应用3.1 图像基础知识3.2 图像处理软件Photoshop CS3.1 图像基础知识图形与图像图像的基本属性色彩与颜色模型图像的数字化图像文件的格式图形图像组成用计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画圆、画矩形等。

由像素点组成,每个像素点用若干二进制位表示其颜色、亮度和饱和度等属性。

优点任意缩放不变形适合表现自然界真实的景象缺点不适合描述复杂图形及真实世界所需存储空间比较大1．图形与图像2．图像的基本属性⏹像素：组成图像的基本单位，数字化过程中最小的采样点。

⏹图像大小：构成图像横向和纵向的像素点数目。

⏹分辨率：72ppi，打印时一般设为300ppi。

⏹像素深度：每个像素点所用二进制的位数，RGB彩色图像至少为24位，每个像素点可以有 224（约1600多万）种颜色中的一种。

3．色彩与颜色模型（1）色彩的产生物体本身是无色的，是光使物体有了颜色。

例如：在3ds Max的场景中放置了一个茶壶和一盏泛光灯，不同灯光颜色下茶壶所呈现的颜色。

色彩的三要素：色相、亮度和饱和度饱和度增加亮度增加色相①色相：色彩的外在表现，如红色、绿色和蓝色等。

②亮度：人眼感觉到的颜色明亮程度。

③饱和度：色彩的纯度，即颜色的深浅程度。

三原色（三基色）⏹光色三原色：红绿蓝（R G B）①任何颜色都可以用红、绿、蓝3种颜色按不同的比例混合而成；②红绿蓝是白光分解后的主要色光，符合人眼的视觉生理效应；③红绿蓝相互独立，其中一种色光不能由另外两种混合而成。

⏹印刷三原色：青色、品红色、黄色（C M Y）⏹颜料三原色：红黄蓝(符合人眼的感觉实际)颜色模型：描述和表示颜色的一种抽象的数学模型。

⏹计算机处理图像：RGB模型⏹印刷彩色图像：CMYK模型⏹彩色电视信号传输：YUV或YIQ模型RGB颜色模型的色彩空间（4）颜色模型和色彩空间色彩空间：用特定的颜色模型可以生成的颜色范围。

⏹Lab颜色模型：固定的色彩空间，与设备无关；⏹RGB、CMYK、HSB和HSL等颜色模型：与设备有关，不同设备可能具有不同的色彩空间。

第一章平面图形图像设计基础一．选择题1．图像分辩率的单位通常是（）A．DPI B．PPM C．PPI D．RPM2．Photoshop7.0中，默认的单位是（）A．英寸B．厘米C．点D．像素3．下列说错误的是（）A．RGB颜色模型常用于电视机、显示器的色彩显示B．CMYK颜色模型特别适合于印刷C．灰度模式最多可以使用255级灰度D．多通道模式右以使用256级灰度，常用于特殊打印4．CMYK颜色中没有的是（）A．青色B．洋红C．蓝色D．黄色5．（）颜色模式最多可以使用256种颜色，而且只能进行有限的编辑。

A．灰度B．双色调C．索引D．多通道6．2×2英寸、100PPI的图像含有的像素个数是1×1英寸、50PPI的图像的（）倍。

A．2 B．8 C．4 D．167．下列（）是Photoshop图像最基本的组成单元。

A．节点B．色彩空间C．像素D．路径8．图像必须是何种模式，才可以转换为位图模式（）A．RGB B．灰度C．多通道D．索引颜色9．下列不依赖于设备的色彩模式是（）A．RGB B．CMYK C．Lab D．索引颜色10．Photoshop中保存图层、通道等信息的图像格式是（）A．TIF B．PSD C．JPEG D．BMP11．在Photoshop中输出图像用于网页时多数使用的格式是（）A．TIFF B．JPEG C．PNG D．BMP二．填空题1．计算机图形图像主要分为两类：和。

2．位图图像又称为，图像表现为若干颜色网格，这些颜色网格称作。

3．矢量图形由一些直线、圆、矩形等线条和曲线（称为矢量对象）组成，这些线条和曲线是由定义的。

4．图像大小可以表示为图像中的乘积的形式。

5．图像在屏幕上显示时的大小取决于图像的像素大小、以及。

6．位深度又称为或，指用于表示每个像素颜色信息的单位为。

7．若某个像素的位深度取值为，则该像素只可能有黑或白两种可选颜色。

8．RGB颜色又称，RGB颜色模式常用于、的色彩显示。

图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。

即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等；而图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像，是由像素点阵构成的位图。

图形：用一组指令集合来描述图形的内容，如描述构成该图的各种图元位置维数、形状等。

描述对象可任意缩放不会失真。

图像：用数字任意描述像素点、强度和颜色。

描述信息文件存储量较大，所描述对象在缩放过程中会损失细节或产生锯齿。

图形在伸缩变化的时候，可以保持不失真；但是图像发生放大时，会有马赛克效应，缩放的时候，也会造成图像失真。

图形：使用专门软件将描述图形的指令转换成屏幕上的形状和颜色。

图像：是将对象以一定的分辨率分辨以后将每个点的信息以数字化方式呈现，可直接快速在屏幕上显示。

图形：描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：几何图形、工程图纸、CAD、3D 造型软件等。

图像：表现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等，通过图像软件可进行复杂图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效果。

图形：通常用Draw程序编辑，产生矢量图形，可对矢量图形及图元独立进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换。

主要参数是描述图元的位置、维数和形状的指令和参数。

图像：用图像处理软件（Paint、Brush、Photoshop等）对输入的图像进行编辑处理，主要是对位图文件及相应的调色板文件进行常规性的加工和编辑。

但不能对某一部分控制变换。

由于位图占用存储空间较大，一般要进行数据压缩。

图形：图形的控制与再现。

图像：对图像进行编辑、压缩、解压缩、色彩一致性再现等图像是用具有一定灰度级的点阵描述的图。

图形是用几何要素和操作过程（点，线，长方、椭圆、指定点填充等等）描述的图。

如BMP图就是典型的图像文件，而图元文件就是典型的图形文件。

所以图像文件一般比图形文件大得多。

图像的优点在于获得比较简单，用数码相机拍照多方便，而用鼠标在计算机上画图就比较困难；而图形的优点在于获得进一步的信息比较方便。

图形图像基础知识什么是图形图像图形图像是一种可视化的表达方式，通过使用线条、形状、颜色和纹理来呈现出视觉信息。

它广泛应用于各个领域，包括计算机图形学、计算机视觉、游戏开发、动画制作等。

图形图像可以通过计算机生成、处理和显示，也可以通过摄影和扫描等手段获取和存储。

图形图像的主要元素图形图像由不同的元素组成，这些元素共同构成了图像的形状、颜色和纹理等特征。

1. 点点是图形图像的基本元素，它没有大小和形状，只有位置坐标。

点可以用来表示图像中的一个像素，像素是图像的最小单位。

2. 线线由一系列连接的点组成，它具有长度、方向和位置。

直线是最简单的线段，它由两个端点确定。

曲线是由多个点连接而成的线段，它可以是直线段或弯曲线段。

3. 形状形状是由一系列连接的线段或曲线组成的封闭图形。

常见的形状包括矩形、圆形、椭圆形等。

形状可以有填充颜色和边框颜色。

4. 颜色颜色是图形图像的一个重要特征，它可以通过RGB值或颜色模型来表示。

常见的颜色模型包括RGB模型、CMYK模型以及灰度模型。

颜色可以用来填充形状、添加纹理以及绘制渐变效果。

5. 纹理纹理是图形图像的一种特殊效果，它可以为形状或图像添加表面细节。

纹理可以是有规律的图案，也可以是随机的像素集合。

纹理可以用来模拟实物的质感，增加图像的真实感。

图形图像的生成和处理1. 图像生成图像可以通过计算机生成，具体方法包括绘制基本图元、生成几何形状、应用纹理等。

计算机生成的图像可以基于数学模型，也可以基于图像处理算法。

2. 图像处理图像处理是一种对图像进行操作和改变的方法，常见的图像处理操作包括缩放、旋转、裁剪、滤镜等。

图像处理可以改变图像的大小、形状、颜色和纹理等特征。

3. 图像显示图像显示是将图像在屏幕上或其他输出设备上显示的过程。

图像显示可以通过色彩空间转换、色彩映射、混合和渲染等技术来实现。

图像显示技术的发展使得图形图像在多媒体、游戏和虚拟现实等领域得到了广泛应用。

图形图像的应用领域图形图像广泛应用于各个领域，以下是一些主要的应用领域：1. 计算机图形学计算机图形学研究如何使用计算机生成、处理和显示图像。

图形与展开图（基础）知识讲解【学习目标】1．理解立体图形与平面图形的概念，并能对具体图形进行识别或判断；2. 掌握并形成正确的正视图、侧视图（左视图、右视图）、俯视图的概念，并加以描述；3. 认识立体图形与平面图形的关系，一个立体图形按不同方式展开可得不同的表面展开图；4．通过观察和动手操作，经历和体验图形的变化过程，培养实验操作的能力，发展空间观念．【要点梳理】要点一、立体图形与平面图形的概念1.立体图形：图形的各部分不都在同一平面内，这样的图形就是立体图形，如圆柱，圆锥，长方体，球等，见下图.要点诠释：常见的立体图形有两种分类方法：2.平面图形：有些几何图形(如线段、角、三角形、圆等)的各部分都在同一平面内，它们是平面图形．要点诠释：(1) 常见的平面图形有圆和多边形，其中圆是由曲线围成的封闭曲线，多边形是由线段所围成的封闭图形，按着组成多边形的边的个数，多边形可分为三角形、四边形、五边形、六边形等．（2）在多边形中，三角形是最基本的图形，每一个多边形都可以分割成若干个三角形．3.几何图形：把从实物中抽象出的各种图形统称为几何图形．要点诠释：（1）几何图形是从实物中抽象得到的，只注重物体的形状、大小、位置，而不注重它的其它属性，如重量，颜色等.（2）几何图形包括立体图形和平面图形.（3）立体图形和平面图形是两类不同的几何图形，它们既有区别又有联系．要点二、立体图形的视图1. 平行投影：一般地，用光线照射物体，在某个平面(地面或墙壁等)上得到的影子，叫做物体的投影.只要有光线，有被光线照到的物体，就存在影子.太阳光线可看做平行的，像这样的光线照射在物体上，所形成的投影叫做平行投影.由此我们可得出这样两个结论：(1)等高的物体垂直地面放置时，如图1所示，在太阳光下，它们的影子一样长.(2)等长的物体平行于地面放置时，如图2所示，它们在太阳光下的影子一样长，且影长等于物体本身的长度.2.三视图的概念（1）视图：视图是一种特殊的平行投影，从某一角度观察一个物体时，所看到的图像叫做物体的一个视图.（2）正面、水平面和侧面：用三个互相垂直的平面作为投影面，其中正对我们的面叫做正面，正面下面的面叫做水平面，右边的面叫做侧面.（3）三视图：从正面、上面和侧面（左面或右面）三个不同的方向进行平行投影，从正面得到的投影，称为主视图；从上面得到的投影，称为俯视图；从侧面得到的由左向右的投影，称为左视图.通常将主视图、俯视图与左视图称做一个物体的三视图.要点诠释：三视图之间的大小是相互联系的，遵循主视图与俯视图的长对正，主视图与左视图的高平齐，左视图与俯视图的宽相等的原则.如图(2)所示.3.由三视图想象几何体的形状由三视图想象几何体的形状，首先应分别根据主视图、俯视图和左视图想象主体图的前面、上面和左侧面，然后综合起来考虑整体图形.要点诠释：由物体的三视图想象几何体的形状有一定的难度，可以从如下途径进行分析：(1)根据主视图、俯视图和左视图想象几何体的前面、上面和左侧面的形状以及几何体的长、宽、高；(2)根据实线和虚线想象几何体看得见和看不见的轮廓线；(3)熟记一些简单的几何体的三视图会对复杂几何体的想象有帮助；(4)利用由三视图画几何体与由几何体画三视图为互逆过程，反复练习，不断总结方法.要点三、立体图形的表面展开图有些立体图形是由一些平面图形围成，将它们的表面适当剪开，可以展开成平面图形，这样的平面图形称为相应立体图形的展开图．要点诠释：(1)不是所有的立体图形都可以展成平面图形．例如，球便不能展成平面图形．(2)不同的立体图形可展成不同的平面图形，即同一个立体图形，沿不同的棱剪开，也可得到不同的平面图．反过来，平面图形也可以折叠成立体图形.【典型例题】类型一、立体图形与平面图形的概念1．如图所示，请写出下列立体图形的名称．【思路点拨】可以联系生活中常见的图形及基本空间想象能力，描述各种几何体的名称．【答案与解析】解：(1)五棱柱；(2)圆锥；(3)四棱柱或长方体；(4)圆柱；(5)四棱锥．【总结升华】先根据立体图形的底面的个数，确定它是柱体、锥体还是球体，再根据其侧面是否为多边形来判断它是圆柱(锥)还是棱柱(锥)．举一反三：【变式】如图所示，下列各标志图形主要由哪些简单的几何图形组成?【答案】(1)由圆组成；(2)长方形和正方形；(3)菱形(或四边形)；(4)由圆和圆弧组成（或由一个圆和两个小半圆组成）．类型二、立体图形的视图2．如图所示的是一个三棱柱，试着把从正面、左面、上面观察所得到的图形画出来．【思路点拨】注意观察的角度和方向.【答案与解析】解：从正面观察这个三棱柱，看到的图形是长方形；从左面观察它，看到的图形是长方形；从上面观察，看到的图形是三角形．因此，从三个方向看，得到的图形如图所示．【总结升华】若要画出从不同方向观察物体所得的图形，方向、角度一定要选准．因为从不同方向观察得到的图形往往不同．举一反三：【高清课堂：多姿多彩的图形397362三视图例3】【变式1】画出下列几何体的主视图、左视图与俯视图.【答案】主视图左视图俯视图【变式2】（2012·山西）如图所示的工件的主视图是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】从物体正面看，看到的是一个横放的矩形，且一条斜线将其分成一个直角梯形和一个直角三角形．3. (浙江嘉兴)已知一个几何体的三视图如图所示，则该几何体是( )A．棱柱 B．圆柱 C．圆锥 D．球【答案】B【解析】此题可采用排除法．棱柱的三视图中不存在圆，故A不对；圆锥的主视图、左视图是三角形，故C不对；球的三视图都是圆，故D不对，因此应选B．【总结升华】平面展开图中，含有三角形，一般考虑棱锥或棱柱；如果只有两个三角形，必是三棱柱；如果含长方形，一般考虑棱柱；如果含有圆和长方形，一般考虑圆柱；如果含有扇形和圆，一般考虑圆锥．举一反三：【变式】（2012·北京）右图是某个几何体的三视图，该几何体是（）A．长方体 B．正方体 C．圆柱 D．三棱柱【答案】D类型三、立体图形的表面展开图4．如图四个图形中，每个均由六个相同的小正方形组成，折叠后能围成正方体的是( )【答案】C【解析】可动手折叠发现答案．【总结升华】正方体沿着不同棱展开，把各种展开图分类，可以总结为如下11种情况：巧记正方体的展开图口诀:“一四一”“一三二”，“一”在同层可任意, “三个二”成阶梯,“二个三”“日”相连,异层必有“日”，“凹”“田”不能有，掌握此规律，运用定自如．举一反三：【变式】说出下列四个图形(如图所示)分别是由哪个立体图形展开得到的?【答案】 (1)正方体；(2)圆柱；(3)三棱柱；(4)四棱锥．。

数字图像基础1.1 数字图像及其类型1．图形与图像“图形”在英文中称为“graphic”，是一种说明性的视觉符号。

它是在特定思想意识支配下对某一个或多个元素组合的一种蓄意刻画，通过可视性的设计形态来表达创造性的意念，也就是给设计思想以形状，再通过视觉形象进行信息传递的载体。

图像是指各种图形和影像的总称。

可以说图像就是任意二维或三维景物呈现在人们心目中的影像，它代表客观世界中物体生动的图形表达，图像是通过不同的亮度和颜色来表现原景物的内容和相关信息的。

一幅图像在一定的光学条件下具有三大质量特征：即层次、色彩和清晰度。

文字和图形可以看成是图像的特例。

2．模拟图像对图像信息可采用光学、电子等模拟信号表示，称为模拟图像。

模拟图像能更直观地表现图像的信息和特征，也是印刷复制品的最终表现形式。

可以说模拟图像就是实物图像，是“看得见、摸得着”的图像，比如照片、照相底片、印刷品图片、画稿等。

3．数字图像数字图像是被数字化的、存储在磁记录介质上的、可以被显示、打印和进行其他输出的图像。

数字图像可以看成一个矩阵或一个二维数组，这是在计算机上表示的方式。

形象地说一幅数字图像就像纵横交错的棋盘，棋盘行和列的数目就表示图像的大小，我们说指纹图像大小是640×640，实际上就表示图像有640行和640列。

棋盘的格子就是图像的基本元素，称为像素。

每个像素一般都取0~255的整数，代表这个格子的亮度。

取值越大，则越亮，反之，则越暗。

正是或明或暗、密密麻麻的格子形成了在计算机上所见的指纹图像、人像和其他各种黑白图像。

图1.1.1是指纹图像在计算机上的数组表示，图1.1.2是指纹的“地形图”。

数字图像可以由许多不同的输入设备和技术生成，例如数码相机、扫描仪、坐标测量机等，也可以从任意的非图像数据合成得到，例如数学函数或者三维几何模型。

Photoshop CC述 2图1.1.1 指纹图像在计算机上的数组表示图1.1.2 指纹的“地形图”4．数字图像的类型1）矢量图矢量图是用一组指令集合来描述图形的内容，这些指令用来描述构成该图形的所有直线、圆、圆弧、矩形、曲线和文字等图元的位置、维数、形状和其他一些特性。