第一章 数字图形基础知识.doc

第一章数字图形基础知识计算机产生的图形是数字化的图形, 它与传统图形的最大区别是构成它的元素不同。当代最重要的未来学家尼葛洛庞帝在他 20 世纪末的巨著《数字化生存》第一部“比特的时代”中写道:“要了解‘数字化生存’价值和影响, 最好的办法就是思考‘比特’和‘原子’的差异[1] ”。他把“比特”( bit ) 称作“信息的 DNA ”, 认为它正在迅速取代原子而成为人类生活中的基本交换物。传统视觉图形与数字图形的存在方式, 也完全适用这样的划分: 传统图形是原子的, 它用物理的线条和色彩描述; 数字图形是比特( bit )的,它用虚拟的线条和色彩描述。图形的存在方式造就了它的个性, 也构成了不同图形之间的差异和特点。根据计算机对图像的处理原理以及应用的软件和使用环境的不同,数字图形可以分为矢量图形和点阵图形两大类型。 以矢量图存在的数字图形矢量图也叫向量图,也称“面向对向图形”,矢量图形是用数字方程描述的图, 它由矢量定义的直线、曲线和色彩组成, 根据轮廓的几何特性进行描述。基于矢量绘图的程序如 CorelDRAW , Adobe I11ustrator , Freehan d 等。 物件(图元) “图元”( Primitives )是矢量图中可用来构成更复杂物体的基本元素或部件。最常见的矢量图图元有直线、折线、曲线、螺旋线、矩形、圆形、多边形、不规则形等。一张复杂的矢量图是由很多个不同大小和形状的“图元”构成的。矢量图的数量越多、图形就越复杂、图形文件就越大。 1图 1-1 矢量图-图元 矢量图的组成矢量图是数字图形两大类别中的一类。它本身没有构成图形的“像素”,只是当图形在计算机的显示器或打印机上输出时,矢量图才被硬件赋予虚拟点的方式呈现出来。矢量图的组成方式与点阵图不同, 它不是由像素矩阵式排列, 而是计算机按矢量的数字模式描述的结果。因此, 它不受像素的制约, 可以放大很多级数,很适合表现无标度的分形图形的层层勘套和无穷的细部。 矢量图的优、缺点(一) 优点由于矢量图的结构特点, 它没有构成图形的最小单位: 像素, 而是一种矢量描述的图形。因此,矢量图无论在显示屏或打印机上放大多少倍。它的边缘看上去都是光滑的, 不会出现锯齿状。这是矢量图的最明显的优点之一。 2图 1-2 矢量图的优点 A。矢量图 b、c、d ,是 a 的各个局部。图 1-3 矢量图的优点 B。把矢量图 b、c、d 各个局部放大, 让它成与 a 同样大小, 曲线都是圆滑的。 3 矢量图是由计算机按矢量的数字模式描绘的, 因此它的文件大小对图形的尺寸不敏感, 不会因图形尺寸的大小而占据较大的存储空间。这是矢量图的最明显的优点之二。一个3mm 直径的圆形与一个 30000 mm 直径的圆形在 corel DRAW 12 里, 它们的文件大小都是 , 所占用的空间是完全一样大的。不含有点阵图的纯矢量图占据的存储器空间很小, 一幅由上百个物件组成的复杂的矢量图,图形文件可能只有几百 K 字节大小,而把它转换成相同尺寸、相同分辨率的点阵图后, 文件可能会增大到这个矢量图的几十倍甚至几百倍。(二)缺点矢量图的文件兼容性不大好, 不同的软件有不同的文件格式, 并且很多是不能通用的。如: *.cdr 是 corel DRAW! 的文件格式, *.dwg 是 auto CA D 的文件格式, *.ai 是 Illustrator 的文件格式, *.max 是 3DS MAX 的文件格式,还有各种不同软件产生的三维矢量图的文件格式。矢量图的文件对软件的版本有严格的级别要求, 一般高版本可以兼容低版本,但低版不能兼容本高版本。有时即使是同一软件的同一版本,中文版和英文版也不能兼容。如 corel DRAW! 就是典型的例子。矢量图的文件对文本字体也非常敏感, 要求有相应的字库与之匹配, 如果你在自己家里画了一个矢量图, 其中包含有“方正舒体”的字体, 当你把这个文件拷贝到学校机房的计算机里打开时, 若是那里的计算机没有安装有“方正舒体”字库, 计算机系统会提示你将用一种其他的字体替代。因此, 我们在拷贝文件的时候, 要把矢量图中的字体转为“曲线”方式, 以避免在其他计算机上打开它时出现字体不匹配的情况。这样做也存在一种不足, 就是转为“曲线”方式的字体不能再重新编辑。我们往往在拷贝文件的时候, 要多拷贝一份没有转为“曲线”方式的, 最好是把这种字库一起拷贝带走。矢量图的缺点是看上去不“真实”,有明显的人工绘制的痕迹,显得有些呆板。复杂的矢量图,在某种场合下可能会出现打印和显示问题,有时打印出的是乱码,有时只能打印出其中的一部分而漏掉另一部分。 以点阵图存在的数字图形点阵图由称为像素的细小方块形成的网格组成,也