数字图像的基础知识及素材的获取

数字图像基础数字图像定义：数字图像可以定义为与之相对应的物体的数字表示。

通常用一个二维数组表示一幅图像，也可以认为一幅图像就是一个二维矩阵。

二维矩阵的每个位置对应于图像上的每个像素点，而二维矩阵每个位置上存储的数值对应于图像上每个像素点所具有的信息，比如：灰度等等。

既然数字图像可以用二维矩阵来表示，那么数字图像的处理就可以认为是对对二维矩阵的操作。

图像的数字化：将一幅图像进行数字化的过程就是在计算机上创建生成一个二维矩阵的过程。

数字化过程包括三个步骤：扫描、采样、量化。

扫描：就是按照一定的先后顺序（如：行优先）对图像进行遍历的过程。

像素是遍历过程中寻址的最小单位，对应于数组寻址的单位。

采样：即遍历过程中在在图像的每个最小寻址单位即像素位置上测量灰度值，采样的结果是得到每一像素的灰度值。

量化：就是将采样得到的像素灰度值经过模数转换等器件转化为离散的整数值。

数字图像处理中的基本图像类型：二值图像：二值图像的矩阵仅有两个值构成即“0”和“1”。

0 表示黑色，1表示白色。

因此二值图像在计算机中的数据类型为一个二进制位。

灰度图像：灰度图像的二维矩阵每个元素的值可能都不一样，它有一个范围【0~255】，其中0表示纯黑色，255表示纯白色，中间数字表示由黑到白的过度。

其数据类型一般为8位无符号数。

索引图像：索引图像可以表示彩色图像，其结构比较复杂，除了存储图像数据的二维矩阵以外，还有一个存储RGB 颜色的二维矩阵，称为颜色索引矩阵（COLORMAP ）。

存储数据的二维矩阵里面存储的仍然是图像各个像素的灰度值，而颜色索引矩阵是一个【256】【3】形式的二维矩阵，256对应于0~255个灰度值，而每行的三个分量表示对应于每个灰度值的像素点，它的RGB 分量的值。

例如：COLORMAP[38][0~2]表示灰度值为38的像素点的RGB 各分量值。

由于每个像素只有256个灰度值，而每个灰度值决定了一种颜色，所以索引图像最多有256种颜色。

数字图像资源的获取、处理与应用数字图像在多媒体课件和教学网站中应用十分广泛，从界面、插图到背景，都会使用到数字图像。

数字图像的色彩丰富，生动形象，可以真实地重现生活情境，承载的信息量丰富，可以提供高质量的感知材料。

数字图像是帮助学生分析理解教材、概念或现象最常用的媒体形式之一。

本次实验中，我们将学习数字图像资源的获取、加工处理以及在多媒体课件和主题学习网站制作中应用数字图像资源的方法。

【实验目的】1.了解数字图像资源的常用格式2.学会数字图像资源获取的一般方法3.能够对数字图像资源进行简单的加工处理4.学会在多媒体课件、主题学习网站制作中应用数字图像的方法【实验类型】基础型实验【实验任务】运用本实验中学习的数字图像获取与处理技术，制作一个自己所学专业相关课程教学课件的主界面，并运用于课件或网站中。

要求做到：1. 根据课件教学主题的要求，设计好课件主界面的大小、主色调、图案及所需要的图像和文字素材等。

2. 采取多种图像素材获取方法获取图像素材，并利用Photoshop软件对获取的素材进行合成与处理，达到图像合成自然，主题突出，色彩和谐的视觉效果，并符合所选课程主题要求。

3. 运用于PowerPoint或Dreamweaver制作的课件或网站中。

【实验环境】1．能够连接Internet互联网的多媒体计算机；2．每机需配置数码照相机、扫描仪各一台；3．PhotoShop、Snagit、Microsoft PowerPoint、Macromedia DreamWeaver等软件以及扫描仪、数码相机驱动程序。

【实验指导】一、常用数字图像文件的格式不同文件格式的数字图像，其压缩方式、存储容量及色彩表现不同，在多媒体教学课件中的使用也有所差异，因而，我们首先必须了解一些常用数字图像文件的格式。

1. BMP文件格式BMP（bitmap-file）文件格式，又称为位图文件格式，是Windows中的标准图像文件格式，在 Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。

第一章数字图形基础知识计算机产生的图形是数字化的图形，它与传统图形的最大区别是构成它的元素不同。

当代最重要的未来学家尼葛洛庞帝在他20世纪末的巨著《数字化生存》第一部“比特的时代”中写道：“要了解‘数字化生存’价值和影响，最好的办法就是思考‘比特’和‘原子’的差异 [1]”。

他把“比特”（bit）称作“信息的DNA”，认为它正在迅速取代原子而成为人类生活中的基本交换物。

传统视觉图形与数字图形的存在方式，也完全适用这样的划分：传统图形是原子的，它用物理的线条和色彩描述；数字图形是比特（bit）的，它用虚拟的线条和色彩描述。

图形的存在方式造就了它的个性，也构成了不同图形之间的差异和特点。

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，数字图形可以分为矢量图形和点阵图形两大类型。

1.1 以矢量图存在的数字图形矢量图也叫向量图，也称“面向对向图形”，矢量图形是用数字方程描述的图，它由矢量定义的直线、曲线和色彩组成，根据轮廓的几何特性进行描述。

基于矢量绘图的程序如CorelDRAW，Adobe I11ustrator，Freehand等。

1.1.1 物件（图元）“图元”（Primitives）是矢量图中可用来构成更复杂物体的基本元素或部件。

最常见的矢量图图元有直线、折线、曲线、螺旋线、矩形、圆形、多边形、不规则形等。

一张复杂的矢量图是由很多个不同大小和形状的“图元”构成的。

矢量图的数量越多、图形就越复杂、图形文件就越大。

图1-1 矢量图－图元1.1.2 矢量图的组成矢量图是数字图形两大类别中的一类。

它本身没有构成图形的“像素”，只是当图形在计算机的显示器或打印机上输出时，矢量图才被硬件赋予虚拟点的方式呈现出来。

矢量图的组成方式与点阵图不同，它不是由像素矩阵式排列，而是计算机按矢量的数字模式描述的结果。

因此，它不受像素的制约，可以放大很多级数，很适合表现无标度的分形图形的层层勘套和无穷的细部。

1.1.3 矢量图的优、缺点（一）优点由于矢量图的结构特点，它没有构成图形的最小单位：像素，而是一种矢量描述的图形。

数字图像常用知识综述1 数字图像概述随着数字技术的不断发展和应用，现实生活中的许多信息都可以用数字形式的数据进行处理和存储，数字图像就是这种以数字形式进行存储和处理的图像。

利用计算机可以对它进行常规图像处理技术所不能实现的加工处理，还可以将它在网上传输，可以多次拷贝而不失真。

发布一个Web网页或者制作多媒体产品时，图像信息的合理利用总能带来文字所不能比拟的效果；而数码影像的采集和输出更是每时每刻都离不开数字图像处理，所以我们必须对种类繁多的图形图像文件有正确的认识，对于所涉及的各方面知识有清晰的理解。

现在，我就对数字图像及其所涉及的各方面知识作一些分析总结，以便于更好的应用。

1.1 图像的数字化人眼能识别的自然景象或图像原是一种模拟信号，为了使计算机能够记录和处理图像，必须首先使图像数字化，数字化后的图像称为数字图像。

图像数字化是电脑图像处理之前必做的基本步骤，一般分为采样与量化处理两个步骤。

采样实际上就是要用多少点来描述一张图像，要使图像更清晰，就需要使用更多的点来表示图像，也就是使这幅图像具有更高的分辨率；量化则是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点，这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数；采样与量化后，就得到了数字化的图像。

1.2 数字图像类型数字化图像按照记录方式可以分为两大类：位图和矢量图。

位图图像和矢量图形没有好坏之分，只是用途不同而已。

认识他们的特色和差异，有助于创建、输入、编辑输出和应用数字图像。

因此，整合位图图像和矢量图形的优点，才是处理数字图像的最佳方式。

⑴位图图像（Raster Image）位图图像也叫作光栅图，它是使用通常被我们称为像素的一格一格的小点来描述图像，而计算机的屏幕其实就是一张包含大量像点的网格，每个像素都被分配一个特定位置和颜色值。

Photoshop以及其他的绘图软件一般都使用位图图像。

由于位图图像由像素组成，在处理位图图像时，您编辑的是像素而不是对象或形状，也就是说，编辑的是每一个点。