计算机中的图形和图像

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。

计算机图形图像处理的关键技术计算机图形图像处理是指利用计算机技术对图形和图像进行处理、分析和修改的一种技术。

它包括图形和图像的获取、存储、传输、处理和显示等一系列过程，并且涵盖了图形学、图像处理、计算机视觉和人机交互等多个学科。

计算机图形图像处理的关键技术有许多，下面将重点介绍几项代表性的技术：1. 图像获取：图像获取是指通过摄影、扫描、传感器等方式将现实世界中的图像转换为数字形式。

在图像获取过程中，关键技术包括光学设计、成像传感器、图像采集卡等。

2. 图像增强：图像增强是指通过一系列的算法和处理手段，提高图像的质量、增强图像的细节和对比度等。

常用的图像增强技术包括直方图均衡化、滤波、锐化、去噪等。

3. 图像压缩：图像压缩是指将图像的数据表示方式从原始形式转换为较小的表示形式，以便存储、传输和显示。

常见的图像压缩技术有无损压缩和有损压缩，其中有损压缩可以在一定程度上降低图像质量以减少文件大小。

4. 特征提取：特征提取是指从图像中提取有用的特征信息，用于图像分类、目标检测、图像识别等任务。

常用的特征提取方法包括边缘检测、角点检测、纹理特征提取等。

5. 图像分割：图像分割是将图像分成若干个区域或目标的过程，以便进一步分析和处理。

常用的图像分割技术有阈值分割、区域生长、边缘检测等。

6. 三维重建：三维重建是指从二维图像中恢复出三维场景的形状和结构信息。

常见的三维重建方法包括立体视觉、结构光、时序影像等。

7. 虚拟现实：虚拟现实是一种基于计算机图形图像处理技术的交互式仿真技术，使用户可以在虚拟的环境中进行实时交互。

虚拟现实技术包括虚拟环境建模、虚拟现实交互设备、虚拟场景渲染等。

计算机图形图像处理的关键技术涉及到图像获取、图像增强、图像压缩、特征提取、图像分割、三维重建和虚拟现实等多个方面，这些技术的不断发展和创新，使得计算机图形图像处理在多个领域具有广泛的应用前景。

关于计算机领域中图形与图像的差异分析随着计算机技术的不断发展，多媒体技术被广泛应用于人们的生活中，图形与图像在生活中随之到处可见。

从概念上来看，图形与图像之间既有联系又有区别。

在计算机领域中，只有正确理解图形与图像之间的关系才能更好地应用并正确处理需要的多媒体文件。

1 图形与图像的概念上的区别图形又称矢量图，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。

图像又称位图，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[1]。

与图像不同，在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特点，在计算机还原时，相邻的特点之间用特定的很多段小直线连接就形成曲线，若曲线是一条封闭的图形，也可靠着色算法来填充颜色。

它最大的优点就是方便进行移动、旋转、压缩和扭曲等变换，主要用于表示工程制图、线框型的图画、美术字等。

常用的矢量图形文件有3DS（用于3D造型）、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版）等图像由一些排列的像素组成，在计算机中的存储格式有BMP、PCX、TIF、GIFD等，一般数据量比较大。

它除了可以表达真实的照片外，也可以表现复杂绘画的某些细节，并具有灵活和富有创造力等特点[2]。

2 图形与图像特点的区别2.1 描述方式不同图形的描述是指用一组数学指令来描述图形的内容，比如图形是平面还是三维、具体形状、某个点的数学坐标等，并且图形可以被任意缩小和放大，图形本身不会失真。

图形由专业人员借助绘图软件绘制而成，来自于计算机内部软件编辑产生。

图像的描述是指在某一区域像素点的个数、颜色、强度。

由于描述图形文件存储量过于庞大，在放大和缩小时，图像可能会失真。

图像是拍摄人员采集外部信息在计算机上进行编辑而成的。

2.2 适用范围不同说到图形，大多数人会联想到数学，从某种意义来说，图形就是以数学坐标系来表示的，因此比较适用于图形结构简单、颜色比较单调的个体，因此在工程制图、AutoCAD、数学图形、PRO-E等应用中图形被广泛应用。

名词解释：计算机图形学（CG）是利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科。

或者说计算机图形学研究关于计算机图形对象的建模、处理与绘制等方面的理论和技术。

图形：计算机图形学的研究对象广义上讲，图形是指能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，它包括人眼观察到的自然景物、拍摄到的图片、绘图工具得到的工程图、用数学方法描述的图形等等。

即对图像、图片、绘图、照片、插图等的统称。

矢量图：由短的直线段（矢量）组成的图形（又叫线图、图形、Graphics ）点阵图：由一系列点（象素）组成的图形（又叫点图、图像、Image）Virtual Reality 或称虚拟环境（Virtual Environment)是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。

齐次坐标：用n＋1维向量表示一个n维向量.如n维向量(P1,P2, …,Pn)表示为（hP1,hP2, hPn,h），其中h称为哑坐标。

几何变换是指对图形的几何信息经过平移、比例、旋转等变换后产生新的图形，是图形在方向、尺寸和形状方面的变换。

错切变换也称剪切、错位、错移变换，用于产生弹性物体的变形处理。

复合变换又称级联变换，指对图形做一次以上的几何变换。

用户域：指程序员用来定义草图的整个自然空间（WD），也称为用户空间、用户坐标系。

是连续的、无限的。

窗口区：指用户指定用户域中输出到屏幕上的任一区域（Window）。

在计算机图形学中，是将在用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域。

窗口区W小于或等于用户域WD，任何小于WD的窗口区W都叫做WD的一个子域。

目的是为了使规格化设备坐标系（NDC）上所显示的世界坐标中物体有一个合适的范围与大小。

将窗口内的图形在视区中显示出来，必须经过将窗口到视区的变换（Window-V iewport Transformation）处理，这种变换就是观察变换（V iewing Transformation）。

计算机图形与图像的区别与联系作者：李桂春来源：《科技资讯》2016年第11期摘要：计算机中的图形与图像有着很大区别又有密不可分的内在联系。

由于计算机图形和图像技术的处理在我国的兴起和发展比较晚，我们对图形和图像的研究还远远不够，因此，研究计算机图形和图像处理方式，认识图形和图像之间的区别和联系，普及计算机图形与图像知识非常必要。

本文针对计算机图形和图像的区别与联系进行了分析和探讨，希望对加强我国计算机图形与图像技术的研究开发和应用能够有所帮助。

关键词：计算机；图形与图像；区别与联系；中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）04（b）-0000-00随着时代的进步和社会的发展，人们的生活水平越来越高，我国社会经济的发展越来越迅猛，与此同时，科学技术也在不断的飞速发展中，随着计算机技术的全面发展，计算机图形和图像已经广泛应用到我们生活工作的每个角度，人们无时无刻不在接触着各种各样的图形和图像，但是，大部分用户对图形和图像的概念还是非常模糊，也经常把计算机图形和图像混为一谈，这种认识上的错误，不仅影响计算机图形图像技术的普及和发展，也阻碍图形和图像技术的推广和应用。

所以，理解和掌握计算机图形和图像的内在关系，对于计算机图形图像技术的发展和应用都有着非常重要的意义。

只有这样，才能根据实际情况，实现对计算机图形和图像的合理运用。

1计算机图形与图像的概念1.1计算机图形的概念图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图，是用计算机技术绘制的直线、圆、矩形、曲线以及图表等等。

其基本单元是锚点和路径，不论放大多少倍，图形的边缘都是平滑的，不会影响图像的输出质量，对其任意缩放，效果一样清晰。

1.2计算机图像的概念图像又称位图。

它是通过扫描仪和摄像机等输入设备捕捉实际的画面而形成的数字图像。

数字图像是由像素点阵构成的，如果将其放大到一定程度，就会出现马赛克效果，每个小方格被称为一个像素，也可称为栅格。

计算机图形图像的基本概念计算机图形主要指可用于计算机处理的，以数字的形式记录的数字化图形，数字图形与数字图像是数字媒体中常用的两个基本概念。

计算机产生的图像是数字化的图像，简单地说数字图像是用数字或数学公式来描述的图像。

它与传统图像有很大的不同，传统图像是用色彩来描述的，而色彩本身没有任何数字概念。

传统电视屏幕上所见的图像，是模拟图像，它是用电频来描述的。

电脑显示屏上的图像，是数字图像，它是…种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的图形。

它不仅包含着诸如形、色、明暗等外在的信息显示属性，而且从产生、处理、传输、显水的过程看，还包含着诸如颜色模型、分辨牢像素深度、文件大小、真／伪彩色等计算机技术的内在属性。

在数字媒体中，图形与图像主要是指静态的数字媒体形式，根据计算机对图像的处理原理以及应用的软件和使用环境的不同，静态数字图像可以分为矢量图(形)和点阵图(像)两种类型。

认识它们的特色和差异，有助于创建、输入、输出、编辑和应用数字图像。

1．图形曙光云计算图形通常指由外部轮廓线条构成的矢量图，它用一系列指令集合来描述图形的内容，如点、直线、曲线、圆、矩形等。

一幅矢量因由线框形成的外框轮廓、外框轮廓的颜色以及外框所封闭的颜色所决定。

矢量图通常用Drsw程序编辑，可对矢量图形及图元独立进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换操作。

由于矢量因可以通过公式计算获得，所以矢量图文件体积一般较小，不会因图形尺寸大而占据较大的存储空间；同时，矢量图与分辨牢无关，进行放大、缩小或旋转操作时部图形不会失真，图形的大小和分辨率都不会影响打印清晰度。

因此，矢量图形尤其适用于描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：文字、几何图形、T程图纸、微标、图案等。

2．图像计算机图像通常指由像素构成的点阵图，也称位阁或栅格图。

点阵因与矢量图不同，它是内扫描仪、数码相机等输入设备捕捉实际的画面或由图像处理软件绘制的数字图像。