圖像基本原理.

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1 圖像基本原理

2 何謂 圖像 ? 簡言之，圖像包含了圖形與影像。 圖形 影像 電腦如何表示一個圖形？ 由點、線、圓、三角形等幾何圖形所構成的圖案。
幾何圖形大多能利用製圖工具如 : 圓規、尺等來繪製 影像 泛指不規則、不容易用幾何圖形來表示的圖案。 人的眼睛所看到的自然景色、建築物等景象，則可以利用照相機來拍攝或用畫筆將之繪出 電腦如何表示一個圖形？ 數位化

3 電腦儲存圖像的方法 『向量式』 的表示法 『點矩陣式』 的表示法 目前的電腦圖像虔理軟體大多採用 『點矩陣式』 的表示法。
記錄圖像的座標及圖形種類與相關參數 表示一個圓，可以記錄其圓心、半徑以及它是個圓形。 對於幾何圖形，這個方式相當的簡便；但是對於照片、自然景色等影像圖案，則不容易以這個方法表示。 『點矩陣式』 的表示法 將整個圖像分割成為如棋盤式的方格點，進而儲存每一個點的資訊 可以表示幾何圖形及照片、自然景色等影像圖案 目前的電腦圖像虔理軟體大多採用 『點矩陣式』 的表示法。

4 專有名字 像素 圖像大小 解析度 像素的長寬比 深度 構成一張圖像的基本單位的 『點』 ，稱之為 『像素( Pixel) 』
一張圖像可以視為一堆密密麻麻相鄰的點所構成。 例如一個圍棋棋盤如果用黑、白棋子填滿棋盤的方格就可以構成一個含l9 x 19 個像素的圖案。 圖像大小 一張圖像的長度和寬度。(640*480，1024*768) 解析度 單位面積所包含的像素個數。 在圖像大小不變的情形下，所含的點愈多，點也就愈小，解析度愈高，圖像看起來就會愈精細。所須儲存空間就愈大。 像素的長寬比 一個像素長度和寬度的比例。 深度 用來表示一個像素所佔用的位元數。 對於黑白的棋子，由於顏色只有兩種，因此記錄方格上的棋子顏色只需1個位元。 同理，方格內可能填入的顏色愈多，用來表示一個像素所需的位元數也就愈多。

5 圖像顏色的顯示原理 單色圖像而言，其構成的基本顏色就是黑白兩色 彩色圖像則根據光的合成原理，由紅色、綠色、藍色等三原色所構成

6 6級色彩表示方式 單色 ( Mono ) : 256 灰階 (256 Graylevel) : 16 色 256 色
即一個像素只有黑或白兩種情形，因此只需要1個位元便可以表示一個像素的顏色資訊。 256 灰階 (256 Graylevel) : 雖然也是由黑白兩色所構成但是依明暗廈分成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 16 色的表示模式為最簡單的彩色模式，要表示 16 種顏色的狀況，需要 4 個位元 ( 24 = 16 ) 。 256 色 由於 256 種顏色的色彩表示能力已相當豐富，可以將一般的圖像表現的相當逼真，因此，這個模式是一般彩色圖像最常採用的模式。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。（28 = 256） 64K 種顏色 ( 又稱為 Hi-Color ) 每一個像素可以表現出 64 X 1024 : 種顏色。 本模式下，一個像素需要 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 種明暗廣的變化總共可以組合出 64K 種顏色。 全彩模式 (又稱 True Color ) 紅色、藍色、綠色各佔 8 個位元，因此庫種原色各有 256種明暗廣的鑾化，可以表現出的顏色共有 2z4 = ( 16．7M ，也就是一千六百多萬) 種顏色，因此稱為 『全形模式』 。這個方式類以於電視所用的「紅、綠、藍 ( 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。

7 像素內容以外… 圖像構成的基本要素加以記錄，這些要素包括 : 圖像的長寬所佔的像素點數。 圖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。

8 掃瞄過程 掃描器讀取圖片反射回來的光點。 圖片上每一吋能讀取的光點愈多，掃瞄影像的解析度（精確度）就愈高。
解析度的範圍由每吋 75 點至 2400點（dpi）不等。 如果要把影像印出來，解析度的設定值越高越好。 如果要在螢幕上放大影像，較高的解析度會使出現的影像較為平滑。

9 影像品質與檔案大小 如果用 150 dpi的解析度進行掃瞄，如果需要 300KB的磁碟空間，如果用 300dpi 的解析度進行掃瞄，就需要 600KB的磁碟空間。 圖像的品質主要取決於它的解析度和所使用的色彩模式 圖像儲存所需空間 = 圖像高 (點數) X圖像寬 (點數) X像素深度 (位元組)。

10 實例 300點X 200點的單色圖形 300點X 200點的全彩圖形所需空間則為 同樣大小的圖
所需的儲存空間僅需 300 x 2OO X l/8 = 7500 位元組 ; 300點X 200點的全彩圖形所需空間則為 300 X 2O0 X 3 = 位元組。 同樣大小的圖 18 點/吋 150 X1OO X l = 位元組： 72 點/吋則需 300 X 2OO X l = 位元組

11 壓縮 圖像壓縮的方法可以分為 『無損壓縮』 及略損壓縮』 兩類。 無損壓縮 略損壓縮 壓縮後的圖像經過還原後仍然會和原來的圖像完全相同。
無損壓縮的壓縮比率約 2 ~ 5 倍 略損壓縮 無法將壓縮後的圖像還原成和原來完全相同，利用人的眼睛對色彩些微的差異往往感覺不出來 略損壓縮力法的壓縮效果比較好，因此一般圖像檔格式都是略損壓縮格式。 略損壓縮的壓縮比率約10 ~ 100倍。

12 常見圖型檔案 BMP圖檔格式 由美國微軟Microsoft公司所推出，主要是用在Windows視窗環境下之圖形介面作業，它可以支援單色或彩色圖案， 亦可提供壓縮或不壓縮的方式來儲存圖元資料，壓縮主要是以RLE(RUN-Length Encoded) 方式來進行 圖檔處理時並無太複雜的計算過程

13 TIFF檔案格式 TIFF (Tagged Image File Format)檔案格式
由AHusCo.和Microsoft以及一些其他的公司所共同研發訂定而成 目前可以說是工業界數位影像格式的標準，具有彈性、擴充性、可攜性及可增補性，因此有越來越多的和影像處理有關的廠商採用TIFF檔案格式 其相關的工具程式也越來越多。但是TIF檔案格並非沒有缺點，由於它的兼容並蓄的特性，使得它本身的複雜性很高，在管理上或程式撰寫上都比其它的檔案格式來得困難。

14 GIF檔案格式 GIF (Graphics Inter Format)檔案格式 CompuServe公司所訂定，是WWW常用的影像檔案格式
具有通用調色盤及局部調色盤之待點，最多可諸存256色 採用修改式的LZW壓縮能進行影像編碼，使得整個影像壓縮效率更高。

15 JPG檔案格式 由Joint Photographic Experts Group所制定
主要是用於靜態視訊影像的壓縮處理，最多可以做到80：1的壓縮比，因此最常在WWW使用 一個影像如果處理成JPG檔案，可以比GIF檔案佔用更小的記憶容量 在壓縮時先將顯像切割成許多8×8的小方塊，然後進行離散餘弦轉換(DCT)，最後經過霍夫曼(Huffman)編碼，而成壓縮過的資料。

16 3D 環場網頁-Pixmaker 拍攝 按 Snap 輸入圖像 按 Switch 結合影像 按 Publish 發佈網頁、圖片等
用任何相機拍攝 縮略圖編輯與調整工具 鏡頭設置的自動測試功能 選用輸入檔案的格式，輸入檔案格式包括：.jpg, .bmp, 和.pcd 友好、直觀以及使用簡單的圖形使用介面 支持1600 x 1200像素圖像 按 Snap 輸入圖像 按 Switch 結合影像 按 Publish 發佈網頁、圖片等