影像原理
從畫面的內容來看
具規則特性的幾何形狀
如具規則特性的幾何形狀，如圓形、方形等圖案所構成的畫面
不規則形狀的畫面
自然界的景像較多
從電腦儲存影像的角度來看
向量式
點陣式
向量式影像表示方法
記錄影像的座標及圖形種類與相關參數
以一個空心方塊為例：
視為四條由一串的連續點所構成的直線組成的圖形
若 1 代表黑色，0 代表白色則電腦儲存的結果為：
{00000000, 01111110, 01000010, 01000010, 01000010, 01000010, 01111110, 00000000}
點陣式
不管圖形的內涵，將整個影像分割成為如棋盤式的方格點，進而儲存每一個點的資訊
以一個空心方塊為例：
以 {圖形種類, 起點座標, 長度, 寬度} 表示，結果為：
{方形, (1, 1), 6, 6}
向量式 vs. 點陣式
向量式
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點陣式
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畫面特性
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以幾何圖形構成
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表達任意內容的影像
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表示方式
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將幾何圖案記錄為物件，並依物件種類賦與不同的屬性
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以「點陣式」方式表示，每個點必須記錄其顏色值
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優點
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1.改變屬性值即可改變圖形
2.儲存空間小
3.處理速度快
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1.可作各式影像處理
2.效果逼真
3.用途廣泛
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向量式 vs. 點陣式
向量式
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點陣式
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缺點
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表現不規則內容的影像時十分困難
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1.缺乏物件導向觀念，後續的編修不便
2.放大或縮小影像內容時會實質地破壞或改變了影像的內容
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應用領域
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1.建築、機械製圖、流程圖繪製等幾何繪圖
2.虛擬實境、3D 影像繪圖
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應用範圍廣。如：相片的保存、處理，各種影像的製作、編輯
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特殊的影像表示方法─碎形幾何
利用一組具有規律形態的幾何圖案，配合數學式子的描述，可用以表現任意內容的影像
數位影像常見專有名詞
像素
影像大小
解析度
深度
像素
構成一張影像的基本單位就是『點』，稱之為『像素』(pixel)
一張影像可以視為一堆密密麻麻相鄰的點所構成
以圍棋棋盤為例：用黑、白棋子填滿棋盤的方格即構成一個含 19 ×19 個像素的圖案
影像大小
指一張影像的長度和寬度
單位可以用像素的個數來表示
解析度
單位面積所包含的像素個數
在影像大小不變的情形下，所含的點愈多，點就愈小，解析度愈高，影像看起來就愈精細。
深度
表示一個像素所需佔用的位元數
方格內可填入的顏色愈多，用來表示一個像素所需的位元數也就愈多
影像顏色的顯示原理
每一個像素必須將其所具有的色彩資訊表現出來
就單色影像而言，構成的基本顏色就是黑白兩色
彩色影像則根據光的合成原理，由紅色、綠色、藍色等三原色構成
色彩的表示
單色 (Mono)
256 灰階 (256 Gray level)
16 色
256 色
65536 種顏色 (又稱為 Hi-Color)
全彩模式 (又稱 True Color)
單色 (Mono)
一個像素只有黑或白兩種情形
只需要一個位元便可以表示一個像素的顏色資訊
256 灰階 (256 Gray level)
由黑白兩色構成，但是依明暗度分成 256 個層次，因此稱為 256 灰階
一個像素要能表示 256 種不同的黑白明暗度需要 8 個位元 (28=256)
16 色
最簡單的彩色模式
表示 16 種顏色的狀況需要 4 個位元
(2^4=16)
調色盤:
256 色
是一般彩色影像最常採用的模式
要表示 256 種不同顏色，和 256 灰階一樣，一個像素需要 8 個位元
65536 種顏色(Hi-Color)
這個模式中的每一個像素可以表現出 65536 種顏色
本模式下一個像素以 16 個位元來表示其色彩的資訊，其中紅色佔 5 個位元、藍色佔 5 個位元、綠色佔 6 個位元，所以紅色、藍色、綠色各有 32、32、64 種明暗度的變化總共可以組合出 65536 種顏色
全彩模式(True Color)
紅色、藍色、綠色各佔 8 個位元，因此每種原色各有 256 種明暗度的變化，可以表現出的顏色共有 224=16777216 (16.7M，也就是一千六百多萬) 種顏色
類似電視所用的『紅、藍、綠 (RGB)』三槍投影映像管的原理，可以真實的表現出一個點的顏色出來
影像構成的基本要素
影像的長寬所佔的像素點數
影像所採用的色彩模式
如果是 16 色或是 256 色的色彩模式時則必須記錄所採用的調色盤
關於影像品質
取決於解析度和所使用的色彩模式
愈高的解析度與愈多種類的色彩模式所需要的記憶儲存容量也愈大
計算儲存影像所需的記憶空間大小：
影像儲存所需空間＝
影像高(點數)×影像寬(點數)×像素深度(位元組)
計算影像品質
以一個寬 400 像素、高 300 像素的影像為例：
單色：400×300×1/8＝15,000 位元組
全彩：400×300×3＝360,000 位元組
參考自：par.cse.nsysu.edu.tw/~tsengkt/course/
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