圖像基本原理

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

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。

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。

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 : 65536 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 = 16777216 ( 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。

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。

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。

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)。

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 = 180000 位元組。 同樣大小的圖 18 點/吋 150 X1OO X l = 15000 位元組： 72 點/吋則需 300 X 2OO X l = 60000 位元組

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。

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

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。

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。

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。

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