系列四 圖形圖象

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1、系列四圖形圖象圖形圖像一.光和顏色世界是五彩繽紛的，紅橙黃綠青藍(lán)紫，各種各樣的顏色印入我們眼簾。每個物體都有每個物體的色彩，要想將一幅圖像轉(zhuǎn)換成計算機(jī)的二進(jìn)制碼，我們首先要對光和顏色加以了解。1.光的本質(zhì)學(xué)完高中物理的人知道，光的本質(zhì)是電磁波。通常意義的光是指可見光，它的電磁波頻率在3.84*10^14-7.89*10^14Hz之間，相應(yīng)的在真空中的波長為780-380nm之間。而由高中物理還知，光具有超出人們經(jīng)驗想像的波粒二相性，光既是一種連續(xù)的波，又是一種間斷的粒子，這確實大大超出了人們的想像。你不可不驚

2、奇于科學(xué)家們的能力和勇氣，他們的研究內(nèi)容往往是與慣常的常識相違背，讓初見到他成果的人，無論如何也不相信他在說真話。但終究真理不是假的，慢慢地人們認(rèn)識到了它的正確性，但由此一些科學(xué)家生前沒被認(rèn)可，活在抑郁當(dāng)中，而等到他們死后卻大受追捧。話說回來光的認(rèn)識過程絕對不是一個簡單的過程，從牛頓到愛因斯坦，其間多少大科學(xué)家為之皺眉頭。好像我偏離了主題，是的，我要講的是多媒體技術(shù)中的圖形圖像部分，不應(yīng)該去講物理史。好了光的本質(zhì)就是這樣。2.顏色這很奇怪，光既然是電磁波，和收音機(jī)的廣播，本質(zhì)上沒有區(qū)別，而我們卻看到了不同顏色

3、的光。這涉及了一個問題，顏色是怎么回事。生理學(xué)研究表明，人的視網(wǎng)膜上有兩類視覺細(xì)胞:一類是對微弱光敏感的桿狀體細(xì)胞，另一類是對紅色、綠色和藍(lán)色敏感的三種錐體細(xì)胞。從這個意義上來說，顏色只存在于人的眼睛和大腦里，對于客觀的光來說，它是沒有顏色的，它只是不同波長的電磁波。人能看到五彩繽紛的色彩，看來那是人的天賦。光的波長與對應(yīng)的人視覺的色彩列舉如下紅色-700nm橙色-620nm黃色-580nm綠色-546nm青色-480nm藍(lán)色-436nm紫色-380nm當(dāng)然人們看到的自然界的光，大多不是單一波長的光，而是由不

4、同波長的光混合而成。通常人們對顏色的感知用色調(diào)、飽合度和亮度來度量。(1)色調(diào)色調(diào)表示光的顏色，它取決于光的波長。物體發(fā)射或反射光，光波進(jìn)到人們的眼睛里，由視覺系統(tǒng)綜合得到顏色，不同的波長對應(yīng)不同的顏色，而這就是色調(diào)。(2)飽合度飽合度也稱純度或彩度，它是指彩色的深淺或鮮艷程度，通常指彩色中白光含量的多少。對于同一色調(diào)的彩色光，飽合度越深，顏色越純。比如當(dāng)紅色加進(jìn)白光后，由于紅色被沖淡成粉紅色。飽合度的增減還會影響到顏色的亮度，由于在紅色中加入了白光，所以顏色更亮了。所以，在某色調(diào)的彩色光中摻入別的彩色光，會

5、引起色調(diào)的變化，摻入白光引起飽合度的變化。色調(diào)與飽合度合起來統(tǒng)稱色度，它表示顏色的類別與深淺程度。(3)亮度假設(shè)把一個彩色體放在室外，你在晴朗碧日里看和在暗晦陰天里看會有兩個感覺，這兩個感覺的差別就是亮度的差別。亮度就是表示某種顏色在人視覺上引起的明暗程度它直接與光的強(qiáng)度有關(guān)。在這一部分里還有一個重要的概念，它不屬于光和顏色范疇，但它與圖像在顯示器上顯怎樣示出來的有很大關(guān)系，屬于圖形圖像基礎(chǔ)范疇，因此就把它放在這一部分里。色彩模式我們是怎樣讓彩色圖像在顯示器或電視機(jī)上顯示的呢?我想，說實話，這個問題應(yīng)該在我們

6、每個人小時候都問過，這確實是一個誘人并有難度的問題。當(dāng)然在這里我也不可能解決，那是一個涉及電子學(xué)、物理學(xué)的問題。我在這里講的是這個問題的一個層面，那就是色彩模式。色彩模式是指在計算機(jī)上顯示或打印圖像時表示顏色的數(shù)字方法。計算機(jī)顯示器采用RGB模式，彩色電視系統(tǒng)采用YUV/YIQ模式，另外還有其它一些色彩模式的表示方法。(1)RGB模式計算機(jī)顯示器使用的是陰極射線管(CathodeRayTube，CRT)。CRT使用3個電子槍分別產(chǎn)生紅色(Red)、綠色(Green)、藍(lán)色(Blue)3種波長的光，并以各種不同

7、的相對強(qiáng)度綜合起來產(chǎn)生顏色。從理論上講，任何一種顏色都可以由紅綠藍(lán)三色按一定比例混合而成。當(dāng)這三種基本顏色以等量相加時，如果這三種顏色的光強(qiáng)都很大，那么混合而成的就是白色，如果光強(qiáng)比較小，那么混合出來的就是灰色，顯然沒有一種光發(fā)出，就是黑色。現(xiàn)在使用的彩色電視機(jī)和計算機(jī)顯示器都是用這三種基本顏色混合來產(chǎn)生各種顏色的。我們可以推想掃描儀將彩色圖像輸入到計算機(jī)就是顏色顯示的一個逆過程，將每一點的顏色分解成紅綠藍(lán)三種基本顏色，每一種顏色數(shù)據(jù)代表它的強(qiáng)度，當(dāng)這三種基本顏色的數(shù)據(jù)在計算機(jī)上又重新混合時，就顯示出了原來的

8、顏色。(2)CMYK模式CMY模式使用的是青色(Cyan)、品紅(Magent)、黃色(Yellow)這三種基本顏混合來產(chǎn)生彩色。它與紅綠藍(lán)不同的是，這三種等量混合時產(chǎn)生的是黑色，也就是正好與紅綠藍(lán)三基色相反。這種模式是在打印時用的，考慮到顏料的反光顯色與顯示器的發(fā)光顯色截然不同，因此在打印時CMY色彩模式更方便。由于在實際上同量的CMY混合并不能產(chǎn)生完備的黑色或灰色，因此在印刷時常加一種真正的黑(