单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第4章,图形图像信息处理技术,第4章,图形图像信息,处理技术,4.1,图,图,像,像色,彩,彩的,空,空间,表,表示,一、,色,色彩,的,的基,本,本概,念,念,人们,对,对颜,色,色的,感,感觉,有,有四,个,个要,素,素：,即,即光,源,源，,物,物体,、,、眼,睛,睛和,大,大脑,它,是,是人,正,正确,判,判断,色,色彩,的,的必,要,要条,件,件,1、,光,光的,分,分类,光是,一,一种,波,波，,它,它有,波,波长,、,、频,率,率和,波,波速,，,，按,照,照人,的,的视,觉,觉光,可,可分,为,为可见,光,光和不可,见,见光两类,光,与,与波,长,长的,关,关系,如,如图a,所,所示,由,图,图a,可,可知,可,可见,光,光的,波,波长,为,为380,780nm,由,物,物理,学,学可,知,知，可见,光,光是,有,有颜,色,色的，其,波,波长,与,与颜,色,色的,关,关系,如,如图b,所,所示,电磁,波,波谱,与,与可,见,见光,谱,谱,图b,可,可见,光,光谱,图a 电磁波谱,380nm,780nm,380,780,2、,可,可见,光,光的,分,分类,(1),单,单,色,色光,光,光谱,中,中不,能,能再,分,分解,的,的色,光,光称,为,为单,色,色光,。
如,红,红、,绿,绿、,蓝,蓝等,2),复,复,色,色光,有,有单,色,色光,混,混合,而,而成,的,的光,如,阳,阳光,等,等3、,三,三基,色,色（,三,三原,色,色）,原,原理,实验,发,发现,，,，自,然,然界,的,的各,种,种颜,色,色光,，,，都,可,可由,红,红(R),、,、绿(G)、,蓝,蓝(B),三,三种,颜,颜色,光,光按,不,不同,比,比例,混,混合,而,而成,；,；同,样,样绝,大,大多,数,数颜,色,色光,也,也可,以,以分,解,解成,红,红、,绿,绿、,蓝,蓝三,种,种颜,色,色的,光,光由,由于,这,这三,种,种色,光,光本,身,身相,互,互独,立,立人,人们,把,把这,三,三种,颜,颜色,称,称作,三,三原,色,色（,或,或三,基,基色,）,）这,这个,原,原理,就,就称,作,作三基色原理如下图所,示,示,三原色原理,示,示意图,注：三基色,的,的选择并不,唯,唯一，事实,上,上，只要三,种,种单色相互,独,独立就可以,作,作为三基色,例如青（Cyan),、,、品红(Magenta)、黄(Yellow)也可以,作,作为三基色,见右上图,所,所示C,Y,M,4、三色学,说,说理论（三,刺,刺激理论）,在人眼视网,膜,膜上有三种,不,不同类型的,锥,锥体神经细,胞,胞，它们分,别,别对红、绿,、,、蓝有很高,的,的敏感度，,每,每种神经细,胞,胞的兴奋都,会,会引起一种,原,原色的感觉,。
如当一种,神,神经细胞处,于,于兴奋状态,，,，而另外两,种,种相对处于,抑,抑制状态，,那,那么就产生,一,一种原色觉,，,，如果两种,或,或三种神经,细,细胞都处于,兴,兴奋状态，,那,那么就产生,综,综合色觉当,当光进入人,眼,眼后，在三,种,种锥体细胞,的,的作用下，,产,产生不同颜,色,色的光感这,这就是三色,学,学说理论，,也,也叫三刺激,理,理论5、色彩的,三,三要素,色彩可用色调、饱和度和亮度来描述，人,眼,眼看到的任,一,一彩色都是,这,这三个特性,的,的综合感觉,这三个特,性,性称作色彩,的,的三要素色彩连续变,化,化的色环,色调：是由可见,光,光谱中各分,量,量成分的波,长,长决定的，,它,它反映颜色,的,的种类，是,色,色彩光的基,本,本特性，如,红,红色、棕色,就,就是指色调,把太阳光,带,带中色调按,一,一定顺序衔,接,接起来就形,成,成一个色调,连,连续变化的,色,色环如右图,所,所示饱和度：指的是颜,色,色的纯度，,或,或者说是指,颜,颜色的浓淡,程,程度，它取,决,决于色彩光,中,中白光的含,量,量，对于同,一,一色调的彩,色,色光，饱和,度,度越高，颜,色,色就越浓，,白,白光含量也,就,就越少。
通常我们把,色,色调和饱和,度,度通称为色度亮度：是光作用,于,于人眼时所,引,引起的明亮,程,程度的感觉,，,，它与被观,察,察物体的发,光,光强度有关,一般来说,，,，彩色光能,量,量大则显得,亮,亮，反之则,暗,暗饱和度与亮,度,度有关，如下图所,示,示,同一物体因,受,受光不同会,产,产生明度上,的,的变化,6、物体的,分,分类,（1）发光,物,物体,（2）吸光,物,物体,7、物体的,颜,颜色,物体由于内,部,部物质的不,同,同，受光线,照,照射后会产,生,生光的分解,现,现象，一部,分,分光线被物,体,体吸收，其,余,余的被物体,反,反射出来人,人眼看到的,物,物体颜色，,实,实际上是由,发,发光物体发,的,的光或吸光,物,物体反射出,来,来的那部分,光,光构成的颜,色,色二、色彩模,型,型(色彩空,间,间）,所谓色彩模,型,型就是定量,颜,颜色的方法,，,，某种色彩,模,模型所标定,的,的所有颜色,就,就构成了一,个,个颜色空间,在不同的,领,领域，人们,采,采用的色彩,模,模型往往不,同,同常用的,色,色彩模型有,：,：,1、RGB,模,模型,根据三基色,原,原理，用红,色,色（Red,）,）、绿色（Green,）,）、蓝色（Blue）,三,三种基本颜,色,色按不同比,例,例混合相加,，,，就可以构,成,成自然界中,的,的各种颜色,，,，这种颜色,模,模式称为RGB模型。
由,由于这种模,型,型中的颜色,是,是通过三基,色,色混合相加,而,而得，故它,又,又被称为加,色,色法，目前,，,，彩色电视,机,机、计算机,彩,彩色显示器,都,都是采用RGB模型原,理,理制作的(其定量色彩,可,可有拾色器,完,完成）它们的基本工作原,理,理是利用阴极,射,射线管中的,三,三个电子枪通过发射出,三,三种不同强,度,度的电子束,，,，使屏幕内,侧,侧覆盖的红,、,、绿、蓝磷,光,光材料发光,而,而产生色彩,的,的RGB,模,模型可用下,图,图的单位立,方,方体直观地,描,描述出来由图可知，,任,任一色彩F,都,都可以用R,、,、G、B三,色,色的不同分,量,量相加混合,而,而成即：,Fr R+g G+b B,2、HSB模型,画家们习惯,于,于用色相（Hue）、,饱,饱和度（Saturation）,和,和亮度（Brightness）,来,来描述色彩,空,空间这种,色,色彩空间称,作,作HSB模,型,型它可用,下,下图来描述,3、YUV,模,模型,它主要是为,解,解决黑白电,视,视与彩色电,视,视兼容而使,用,用的一种模,型,型称作YUV模型其,其中Y表示,亮,亮度，U、V表示色差,。
所为色差,是,是指RGB,三,三原色分量,与,与亮度信号,之,之差它实,现,现了亮度信,号,号和彩色信,号,号的分离其,其转换关系,如,如下,4、CMY,模,模型(颜料的三基,色,色是青、品,红,红、黄）,从理论上说,，,，任何一种,颜,颜料的色彩,都,都可以用青,（,（Cyan,）,）、品红（Magenta）和黄,（,（Yellow）这三,种,种基色颜料,，,，按不同的,比,比例混合而,成,成这种色,彩,彩表示方法,称,称作CMY模型在这个模,型,型中，由于,颜,颜料不纯或,油,油墨不易完,全,全混合等原,因,因，用等量,的,的CMY三,基,基色合成黑,色,色时往往不,能,能生成真正,的,的黑色，为,此,此，在印刷,术,术中，人们,通,通常用真正,的,的黑色油墨,来,来取代彩色,中,中的黑色成,分,分以获得,更,更真实的黑,色,色效果所,以,以CMY又可写成CMYK这种模型,主,主要用于彩,色,色打印机和,彩,彩色印刷系,统,统中实际应用中,，,，一幅图像,在,在计算机中,用,用RGB模,型,型显示；用RGB或SHB模型编,辑,辑处理；打,印,印输出时要,转,转换成CMY模型；如,果,果要印刷，,则,则要转换成CMYK模,型,型，用于套,印,印彩色印刷,品,品。
4.2 图,形,形图像的基,本,本概念,图形和图像,是,是反映客观,事,事物的两种,不,不同的表现,形,形式，一般,来,来说用计算,机,机绘制的图,称,称作图形，用摄影机,、,、扫描仪等,获,获得的图称,作,作图像一、图形,图形又称作,矢,矢量图形,（,Vector-Based Image）,是利用基本,图,图元绘制出,来,来的，这些图元有,点,点、直线、,圆,圆、椭圆、,矩,矩形、弧和,多,多边形等在计算机,中,中，图形主,要,要通过绘图,软,软件绘制，,它,它以图元为,单,单位，可对,它,它进行放大,、,、缩小、旋,转,转、删除等,一,一系列编辑,操,操作二、图像,图像是通过,扫,扫描仪、数,码,码相机、摄,像,像机等设备,导,导入到计算,机,机中的它将,图,图像分成若,干,干点，每个,点,点称作一个,象,象素，每个,象,象素用若干,个,个二进制数,记,记录它的颜,色,色、亮度等,信,信息并将,每,每个象素的,内,内容按一定,的,的规则排列,起,起来构成文,件,件的内容用,用这种形式,表,表示的图像,称,称作位图图像,（Bit-Mapped Image）,，简称为图像三、图形,与,与图像的特,点,点,见下页,矢量图形的,特,特点,数据量小：因为图形文,件,件中记录的,是,是绘制图形,中,中图元的命,令,令序列。
放大、缩小,、,、旋转等变,换,换操作后不,会,会产生失真,：,：因为它是以,数,数学方法描,述,述的一种由,几,几何元素组,成,成的图形有专门的矢,量,量图绘制软,件,件：如Adobe Illustrator,、,、AutoCAD、FreeHand等位图图像的,特,特点,数据量大：因为,每个像素都,被,被分配一个,特,特定位置和,颜,颜色值颜,色,色数目越多,，,，数据量越,大,大,图像自然、,逼,逼真：因为,它是用像素点来描述的图,像,像因此表,现,现细腻、逼,真,真在变换操作,时,时易出现失,真,真：因为放大,时,时是把每个,像,像素点放大,见右图,四、位图图,像,像与矢量图,形,形的区别,矢量图中，,图,图形的颜色,数,数目与文件,的,的大小无关,；,；图像中使,用,用颜色的数,目,目越多，文,件,件则越大对同一幅图,画,画来说，矢,量,量图形的数,据,据远远小于,位,位图图像，,但,但矢量图形,不,不如位图图,像,像表现的自,然,然、逼真矢量图在进,行,行放大、缩,小,小、旋转时,不,不会产生失,真,真，而图象,则,则会产生失,真,真现象简单的图使,用,用矢量图,形,描述好一些,，,，复杂的图,使,使用位图好,一,一些。
五、图像的,主,主要属性,1、分辨率,显示器分辨,率,率,：,是指显示器,上,上,能够,显示的像素,数,数目，,比如1024768,表,表示屏幕可,以,以显示768行，1024列，即7681024个象,素,素屏幕显,示,示的象素数,目,目越多，显,示,示出来的图,像,像就越细腻,图像分辨率,：是指一副,图,图像所使用,的,的像素数目,，,，比如分辨,率,率为320,240的,一,一副图像（见下页图像）；表示它,是,是由240,行,行，320列，即240320个象素组,成,成它既反,映,映了图像的,精,精细程度，,又,又反映了图,像,像在屏幕中,的,的大小在屏幕分辨,率,率一定的条,件,件下，图像,分,分辨率越高,，,，它在屏幕,上,上显示的就,越,越大分辨率为320240的一副图,像,像如下：,2、颜色深,度,度,颜色深度：,是图像文件,中,中记录一个,像,像素所需要,的,的二进。
