數碼圖像有兩大類,一類是矢量圖,也叫向量圖;另一類是點陣圖,也叫位圖。矢量圖比較簡單,它是由大量數學方程式創建的,其圖形是由線條和填充顏色的塊面構成的,而不是由像素組成的,對這種圖形進行放大和縮小,不會引起圖形失真。
點陣圖很復雜,是通過攝像機、數碼相機和掃描儀等設備,利用掃描的方法獲得,由像素組成的,典型的是以每英寸的像素數(PPI)來衡量。點陣圖具有精細的圖像結構、豐富的灰度層次和廣闊的顏色階調。當然,矢量圖經過圖像軟件的處理,也可以轉換成點陣圖。家庭影院所使用的圖像,動畫片的原圖屬于矢量圖一類,但經過制作中的轉化,已經與其他電影片一樣,也屬于點陣圖一類了。因此,我們在這里主要討論由像素構成的點陣圖。
(1) 像素的含義
雖然人們經常聽到“像素”一詞,也依稀知道一些含義,但不少人對其確切意義和特點并不清楚。像素就是組成數字圖像的最小單元,即一個一個彩色的顏色點。像素一詞是個外來詞,在英文中,像素這個單詞Pixels就是由“Picture(圖像)”和“Element(元素)”兩個單詞的詞頭“Pi-el-”拼合而成的。是構成圖像的元素的意思。從中文來說,像素這個術語是“圖像元素”一詞的簡稱。
一般人都以為像素是一個個的小圓點,但實際上它不是圓的,而是方的。也就是說,數碼圖像是由大量微小的彩色小方塊按照一定的方式排列起來的。這種關于像素是方的而不是圓的看法,是一些圖像處理軟件專家和有關書籍的作者特意明確過,而不是憑空猜測。如果您在計算機上把一幅圖像放得很大,在圖形的邊緣和有斜線的地方,就可以看見像素了,那是階梯狀或馬賽克狀的小方塊,而不是小圓點。
(2) 像素的特性
構成點陣圖圖像的像素具有如下特性:
①像素關系的獨立性:組成圖像的像素具有獨立性,即各個像素之間不是互相關聯的,改變其中一個像素,不會影響其它像素。利用這個特性,可以對圖像像素進行去像素處理或插補新像素的處理,而不會改變原圖像的形貌,但對得到的新圖像質量有一下影響。
②像素數量大小的固定性:一幅圖像的像素多少是固定的,構成圖像的像素數量并不因為顯示圖像時的放大或縮小而改變其數量。一般將像素數量的固定性稱作“像素的固定大小”,這種稱呼與單個像素尺寸的大小混為一談,所以在這里我們特意將這個特性強調成“像素數量大小的固定性”。實際上,作為一個一個的像素塊來說,其大小是可以改變的,整幅圖像的大小也可以隨之改變。
③排列位置的固定性:像素點的排列位置是固定的,單獨的像素點不能隨意移動,如果移動像素,將對整幅圖像造成完全的破壞。最典型的例子是利用圖像處理軟件對畫面進行波紋化處理,像素的相對位置改變了,原始圖像狀態也破壞了。
④像素的位深決定圖像的層次:像素位深是指RGB三原色的比特數(Bit)。彩色圖像中,在R、G、B三個顏色通道中,如果每一種顏色通道占用了8位,即有256種顏色,三個通道就包含了256的3次方的顏色,即1677萬種顏色。對于單獨的一種顏色,需要8個字節來記錄,對于3種顏色來說,就需要24個字節來記錄(8×3=24)。因此,一般的彩色圖像需要24位顏色來表現,成為“真彩色”。根據需要,也可以使用更低的色位,如256色(三色共占8位)或16位色,或者使用更高的色位,如32位、64位等。
圖像分辨率的表達方式也為“水平像素數×垂直像素數”,也可以用規格代號來表示。
不過需要注意的是,在不同的書籍中,甚至在同一本書中的不同地方,對圖像分辨率的叫法不同。除圖像分辨率這種叫法外,也可以叫做圖像大小、圖像尺寸、像素尺寸和記錄分辨率。在這里,“大小”和“尺寸”一詞的含義具有雙重性,它們都可以既指像素的多少(數量大?。?,又可以指畫面的尺寸(邊長或面積的大?。?,因此很容易引起誤解。由于在同一顯示分辨率的情況下,分辨率越高的圖像像素點越多,圖像的尺寸和面積也越大,所以往往有人會用圖像大小和圖像尺寸來表示圖像的分辨率。
根據像素的特點可以得出下面結論:圖象分辨率和圖象尺寸的值一起決定文件的大小及輸出質量,該值越大圖形文件也越大。