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        光栅图形 编辑

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        什么是光栅图形

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        计算机图形学和数字摄影中,光栅图形是一种将二维图像表示为矩形矩阵或正方形像素网格的机制,可通过计算机显示器、纸张或其他显示介质查看。从技术上讲,光栅的特征在于图像的宽度和高度(以像素为单位)以及每个像素的位数。光栅图像以不同的传播、制作、生成和获取格式存储在图像文件中。

        在印刷和印前行业知道光栅图形作为contones(从连续色调)。相比之下,线条艺术通常在数字系统中实现为矢量图形。

        移调隐蔽光栅组织的图像(打包格式相对昂贵的操作与每像素小于一个字节);在之前或之后组合额外的光栅线反射(几乎免费),相当于在一个方向或另一个方向上旋转90°图像。

        许多光栅操作直接映射到线性代数的数学形式,其中矩阵结构的数学对象是中心关注点。

        数据模型

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        光栅模型的基本策略是将平面细分为二维正方形阵列,每个正方形称为单元或像素(来自“图片元素”)。在数码摄影中,平面是投影到CCD传感器上的视野;在计算机艺术中,平面是一个虚拟画布;在地理信息系统中,平面是地球表面的投影。每个方形像素的大小,称为分辨率或支持度,在整个网格中是恒定的。

        然后为每个像素存储单个数值。对于大多数图像,该值是可见颜色,但其他测量值也是可能的,甚至是定性类别的数字代码。每个栅格网格都有一个指定的像素格式,每个数字的数据类型。常见的像素格式有二进制、灰度、调色和全彩色,其中颜色深度决定了所表示颜色的保真度,而颜色空间决定了颜色覆盖范围(通常小于人类色觉的全范围))。大多数现代颜色光栅格式使用24位(超过1600万种不同颜色)表示颜色,红色、绿色和蓝色各8位(0-255)。用于遥感和天文学的数字传感器通常能够检测和存储可见光谱以外的波长;VeraC.Rubin天文台的大型CCD位图传感器在单张图像(6.4GB原始图像)中捕获3.2吉像素,超过六个颜色通道,超出了人类色觉的光谱范围。

        光栅图形应用

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        图像存储

        大多数计算机图像以光栅图形格式或压缩变体存储,包括万维网上流行的GIF、JPEG和PNG。甲栅格数据结构是基于一个(通常是矩形的,基于正方形的)镶嵌在2D的平面到细胞中,每个包含单一的值。要将数据存储在文件中,必须对二维数组进行序列化。最常见的方法是行主格式,其中xxx行(通常是顶部)的单元格从左到右列出,紧接着是第二行的单元格,依此类推。

        在右侧的示例中,曲面细分A的单元格覆盖在点模式B上,从而产生一个象限计数数组C,表示每个单元格中的点数。出于可视化的目的,已使用查找表为图像D中的每个单元格着色。以下是作为串行行主数组的数字:

        13001128014330202174154220312222305193334508028432322723210152137

        要重建二维网格,文件必须在开头包含一个标题部分,其中至少包含列数和像素数据类型(尤其是每个值的位数或字节数),以便读者知道每个值的结束位置开始阅读下一篇。标头还可以包括行数,地理参考地理数据,或其它参数的元数据标签,如那些在指定的Exif标准。

        光栅图形

        分辨率

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        光栅图形依赖于分辨率,这意味着它们不能在不损失外观质量的情况下放大到任意分辨率。此属性与矢量图形的功能形成对比,矢量图形的功能可以轻松扩展到渲染它们的设备的质量。光栅图形比矢量图形更实用地处理照片和照片般逼真的图像,而矢量图形通常更适合排版或图形设计。现代计算机显示器通常显示大约72到130像素/英寸(PPI),一些现代消费打印机可以解析2400点/英寸(DPI)或更多;为给定的打印机分辨率确定最合适的图像分辨率可能会带来困难,因为打印输出的细节可能比观看者在监视器上所能看到的要高。通常,150到300PPI的分辨率适用于4色印刷(CMYK)打印。

        但是,对于通过抖动(半色调)而不是通过叠印(几乎所有家庭/办公室喷墨和激光打印机)执行颜色混合的打印技术,打印机DPI和图像PPI具有非常不同的含义,这可能会产生误导。因为,通过抖动过程,打印机从几个打印机点中构建单个图像像素以增加颜色深度,因此打印机的DPI设置必须设置得远高于所需的PPI,以确保足够的颜色深度而不牺牲图像分辨率。因此,例如,以250PPI打印图像实际上可能需要1200DPI的打印机设置。


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        词条目录
        1. 什么是光栅图形
        2. 数据模型
        3. 光栅图形应用
        4. 图像存储
        5. 分辨率

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