像素物理基础知识 

2007-04-30 09:48 发布

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1、像素(Pixel)和分辨率(Resolution)

首先,让我们从电脑显示器屏幕上的基本单位棗像素说起。对用户来说,像素指的是显示器在某种分辨率状态下所能表达图象的最小单位。你可以把它简单的理解为一种类似于马赛克的东西。像素的大小与你当前的显示分辨率有关,现在所有的SVGA显示器都支持多种分辨率,比如通常所说的640x480、800x600等。许多人错误的将像素的大小与显示器的点间距(Dot Pinch)混淆了,其实它们指的不是同一个东西。当你用放大镜观察显示器屏幕时,你会发现图象实际是由许许多多红,绿,蓝整齐排列的小点组成,你可能会认为这就是像素,那么你就错了。这实际上是显示器光栅的一个扫描点,它是荧光屏后部的三束电子枪发射电子透过一层致密的网打到荧屏反面而发出的荧光,人们常说的0.28的彩显意即:屏幕上相临两个扫描点的平均间距为0.28毫米。一个像素是由若干个这样的扫描点组成的。专业的说,在某种分辨率状态下,显示器的水平(垂直)像素的个数,实际上等于一次水平(垂直)扫描期间,电子束的通短强弱状态能够发生变化的次数。一台彩显所能达到的最大分辨率受到这台彩显的尺寸和点距的限制。

显然,显示器型号越大,点间距越小,则它所能达到的分辨率就越高,那么,它所显示的图象就越清晰,表现得越细腻。

B Color Smilies

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  • zhigu
    zhigu 2007-4-30 09:50:00
    2、RGB色彩

    现实生活中,我们所能分辨的所有颜色都能用三原色:红、绿、蓝合成出来,称为RGB色彩模式。用RGB方式合成颜色主要用于发光设备,如计算机显示器。通过分别调节红,绿,蓝三束电子枪的强度,就可产生一个广泛的色彩范围。由于色彩的产生来源于RGB三种色彩光强度的叠加,所以,这种方法被称为彩色叠加。

    值得一提但与我们的DirectDraw编程基本上没有什么关系的另一种色彩表示模式是CMYK色彩模式,代表青,粉,黄三种可减基色,加上黑色作对比,常用于打印,感光材料,胶片等。每种基本色从照射到打印页的白光中吸取某些色彩,由于CMYK方式通过从白光中吸取特定的色彩,所以被称为彩色削减。此外,还有HSI(也称HSL)色彩模式,它代表Hue , Saturation 和 Intensity 。Hue 是我们所认为的色调,如红橙黄绿青蓝紫等,Saturation描述该色调颜色的饱和度,Intensity 描述亮度。

    RGB 颜色方式对于显示器来说是唯一适用的彩色混合方法,而CMYK则是适用于打印和印刷的彩色混合方法,HSI 则是一个很直观的定义彩色的方法。现在的许多图形软件中都同时具有这三种定义颜色方法的应用。但是,不论用那种方法给颜色取值,最终都必须转化为RGB方式才能为显示器所认识接收并显示出来。

  • zhigu
    zhigu 2007-4-30 09:50:00
    4、位深度(Bit depth)

    计算机中,一个字节(Byte)是由8个位(Bit)组成的。位深度指的是用来描述某状态值所使用的计算机位的个数。在DirectDraw中,通常用位深度来代表位图中的颜色值所使用的位个数,从另一个意义上讲,位深度表示了位图中颜色的丰富程度。

    1字节等于8位二进制数,所以一字节所能表达的十进制整数的范围是从0到255,即一字节能且最多只能反映出256(2的8次方)种不同的状态。在位图中,如果用其中每一种状态代表图象中某一个点的颜色,那么最多可以得到256种不同的颜色,这就是我们常见的8位(256色)的位图。同理,如果用1位二进制数来表示某一点的颜色,那么只能得两种(2的1次方)颜色,这就是一幅两位的黑白位图;如果用四位二进制数则产生16种颜色(2的4次方),这是一幅4位(16色)的位图,用24位产生16M种颜
    色(2的24次方)等,这就是一幅24位真彩位图。由于每幅图形文件都用确定的位数来代表颜色(1、2、4、8、16、24或32位),所以我们所见的图片颜色数都为2的n次方(n=位深度)。

    显然,一幅图象的位深度越高,那么它所能表现的颜色也越多,色彩也就越丰富。通常,在一般情况下,8位(256色)的图片已可满足需要,但在一些要求高质量图象的场合,16或24位的图象是必须的。当然,颜色位深度的增加,也势必带来所需存储空间的膨胀,没有经过压缩的相同大小的24位图象所需的存储空间是8位图象的3倍,这也会带来文件读取和操作速度的降低,所以在需要高速度显示图象的场合,使用低位深度的图象是必要的。

  • zhigu
    zhigu 2007-4-30 09:51:00
    5、抖动处理(Dithering)*也就是利用视觉补偿达到最好的视觉效果。

    在低位深度的图象中,由于颜色总数的限制,有些颜色无法显示出来,为了模拟出那些颜色以提高显示效果,广泛采用了一种称作抖动处理(dithering)的方法,也称半色调处理(Halftoning)。它是指用交替的点图案去模拟在图象中不能使用的颜色的过程。单色图象是最简单的格式,一般由黑色和白色组成,在一些单色图象如黑白照片和有深浅的图案中,会使用各种灰度,这种图象常被称为灰度图象(GrayscaleImage)。由于人眼会把一个很细致的黑白相间的图案解释成灰色,所以灰度图象也可使用单色文件格式,数据仍然可以是黑和白。使用黑色或某一种单色的点获得连续的该色灰度的过程就是抖动处理。抖动处理被更多的用在那些低位数彩色图象文件中,与不采用这种处理相比,它具有更好的显示效果。

  • zhigu
    zhigu 2007-4-30 09:51:00
    6、调色板(Palette) *读过这个多少明白一些关于换调色板的基础知识


    显示器及显示卡与显示器的接口都采用模拟方式来处理色彩,因此,它们都具有几乎无限的色彩显示和传输能力,但主机和显示卡只能用数字方式来表示和处理色彩,在用数字方式表示色彩时,如果要获得更丰富,更细腻的色彩就需要增加色彩的位深度,这就需要更大容量的显示存储器,相应的也就需要更高的处理速度,同时分辨率的提高也对显示存储器的容量提出了很高的要求。

    为了尽量降低对显存的需求,在Windows中可以使用一种间接的色彩表示方法,这就是调色板(Palette)表示法。它的含义是:用一个颜色索引(Color Index)来代表各个像素点的颜色,而不是直接用红,绿,蓝三基色的亮度值来确定每个像素点的颜色。色彩表(Color table)是一个包含了若干颜色索引和该索引所对应的真实颜色值的表,这个色彩表就是调色板。

    这种方法就好比给学校里的每一个学生规定一个专用的学号,在很多场合,并不需要知道某个同学的实际姓名,只要知道他的学号即可,显而易见,使用学号无疑会给学校的学员管理工作带来了极大的便利。调色板就好比一张记载了学生学号及其姓名的名册,颜色索引值就是学生的学号,RGB颜色值就是学生的姓名。

    使用调色板的好处就在于:索引值占用较少的数据位(1、2、4或8位),而真实颜色值占用较长的数据位(24位,即3字节,分别代表红,绿,蓝三基色的颜色亮度值,从0到255)。由于使用了调色板,既提高了图象显示效率,又减少了对显存的需求。

    调色板的颜色索引主要采用4或8两种位深度:4位位深度可有16种不同取值,对应于显示器的16色显示模式,这时一屏最多只能显示16种不同的颜色;8位位深度可有256种不同的取值,对应于显示器的256色显示模式,一屏最多只能显示256种颜色。于是,问题就开始出现了,当你在16色模式下显示一幅256色或更高位深度的的图象时,你将会看到本应色彩鲜艳的图片变得面目全飞,罪魁祸首就是调色板,由于它使得同时显示在屏幕上的不同颜色最多只能有16种(对应于16色模式下),于是Windows首先从图象中挑选了16种使用频率最高的颜色指定给调色板,对于所有其它的颜色,从调色板中挑选一个最接近的颜色显示出来。在256色模式下,要同时显示两幅不同调色板的256色位图时,也会发生这种图象失真的情况。

  • zhigu
    zhigu 2007-4-30 09:52:00
    11、精灵动画(Sprite animation)*终于明白为什么图块必须都是矩形……


    精灵动画被广泛的用于多媒体及游戏软件中。从最基本的意义上说,精灵是一个可以在背景屏幕上四处移动的图象,通常,这个图象的形状是不规则的。它的实现方法可以简单的这样来描述:将精灵画在可见的背景页面上,然后将所画的上一个精灵从页面上抹去,再将精灵画在页面的另一个地方,依次类推。于是,对观察者来说,精灵在屏幕上就动起来了。

    然而,在绝大多数情况下,我们所使用的精灵图象并不是规则的矩形,它们可能是多边形,也可能是一个支离破碎、完全不规则的图形。这就给我们实现精灵动画带来一个巨大的挑战,因为所有的blit函数所使用的都是规则的矩形区域,只有对于矩形区域,才能使blit操作更高效、流畅和便于调用。

  • CG.忧伤远逝
    CG.忧伤远逝 2012-4-25 15:34:17
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