图像编程补充：计算机图形学和数字图像处理概念

旧城等待， 2024-04-17 11:48 24阅读 0赞

## 一、计算机图形学 ##

国际标准化组织（ISO）的定义：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

### 1.1什么是计算机图形学 ###

> 图形的构成要素：  
> 图形的广义概念：能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。  
> 图形的构成要素：
> 
>  *  几何要素（几何属性）：点、线、面、体
>  *  非几何要素（视觉属性）：明暗、色彩、纹理、透明性、线型、线宽

### 1.2主要研究内容 ###

> 一般来说，要在计算机上生成一幅表示物体的图形，有三个要素：
> 
>  *  造型技术：在计算机中建立所要生成图形的物体的模型，即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系。
>  *  绘制技术：按照给定的观察点及观察方向将物体模型在计算机屏幕上显示出来。
>  *  人机交互技术：为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界面。
> 
> 致可分为以下几类：  
> 基于图形设备的基本图形元素的生成
> 
> 1.  图形的几何变换
> 2.  自由曲线和曲面
> 3.  几何造型技术
> 4.  三维形体的实时显示
> 5.  真实感图形的生成
> 6.  自然景物的模拟生成——分形几何
> 7.  科学计算可视化和三维数据场的可视化

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### 1.3主要应用领域 ###

#### 1、图形用户界面（GUI） ####

图形用户界面如菜单、对话框、图标和工具栏等，提高了用户接口的直观性和友好性，也提高了软件的执行速度。

#### 2、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）——工业领域 ####

*  CAD/CAM是CG在工业界最广泛、最活跃的应用领域
 *  飞机、汽车、船舶、机电、轻工、服装的外形设计
 *  集成电路、印刷电路板的设计
 *  建筑和环境设计
 *  基于工程图纸的三维形体重建

#### 3、计算机动画——商业领域 ####

#### 4、事务和商务数据的图形显示 ####

*  绘制表示经济信息的各类二维、三维统计管理图表。
 *  信息可视化：信息流量，商业统计数据，股市行情等。

## 二、数字图形的概念 ##

### 2.1基本概念 ###

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### ![6dd3bf1a2a4845f48d258db384adad62.png][]![dec3109513924135b8b8bfc5abba0b28.png][]2.2 图像处理与图像分析的关系 ###

![606d8d13ec3048d3bbef44941ff70b11.png][]

### 2.3模拟图像与数字图像 ###

模拟图像：连续的图像  
数字图像：通过对时间上和数值上连续的模拟图像采用数字化（离散化）技术所得到的  
图像处理: 对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的需求  
图像处理方法：光学方法、电子学方法

### 2.4相关概念 ###

图像获取  
将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程，包括“扫描”、“采样”与“量化”三个步骤，但通常将“扫描”合并到“采样”阶段，合并为两个过程。

数字图像

是由连续的模拟图像采样和量化而得到的。组成数字图像的基本单位是像素，所以数字图像是像素的集合。

像素为元素的矩阵，像素的值代表图像在该位置的亮度，称为图像的灰度值。

数字图像处理的两种方法：  
方法1 空域法  
方法2 **变换域法**

![5597f98e86d54ee5b7685f361aa3dbab.png][]

### 2.5图像格式 ###

数字图像的数据结构

![9dfd194e6f054d27ab5c24ae1bf2de2b.png][]

常用图像格式

#### JPEG格式 ####

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#### GIF格式 ####

![0a4e398b03074bd4b6fdf299b1f80ca2.png][]

#### TIFF格式 ####

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#### PNG格式 ####

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#### BMP格式 ####

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