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1、傳統(tǒng)的電腦只能處理文字、數(shù)字，最多是簡單的圖形。近年來，隨著電腦硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和更新，使得計算機處理圖形圖像的能力大大增強。以前要用大型圖形工作站來運行的圖形應(yīng)用軟件，或是特殊文件格式的生成及對圖形所作的各種復(fù)雜的處理和轉(zhuǎn)換；如今，很普遍的家用電腦就完全可以勝任，我們可以輕易的使用PhotoShop、CelDraw、3DMAX或是別的什么軟件做出精美的圖片或是逼真的三維物體，你甚至可以自己去做一個有趣的動畫。在當今信息社會，以多媒體

2、為代表的信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用對人類社會產(chǎn)生的影響和作用愈來愈明顯，愈來愈重要。多媒體的發(fā)展和應(yīng)用，極大地推動了諸多工業(yè)的相互滲透和飛速發(fā)展，逐步改變了整個人類社會的工作結(jié)構(gòu)和生活方式?？梢院敛豢鋸埖卣f，多媒體產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展，將不僅引起計算機工業(yè)的一次革命，也將影響人類社會發(fā)生一場巨大的變革。我們知道，所謂多媒體，即多種信息媒介，通常包括以下幾種：文本、圖形、影像、聲音、視頻、動畫?？梢钥闯?，多媒體的應(yīng)用在很大程度當依賴于豐富

3、多彩的圖形和圖像。也就是說，圖形圖像技術(shù)的飛速發(fā)展也將是必然趨勢，掌握圖形圖像處理技術(shù)對一個計算機操作人員是必要的。計算機圖形學(xué)是研究用計算機生成、處理和顯示圖形的一門科學(xué)。為了生成圖形，首先要有原始數(shù)據(jù)或數(shù)學(xué)模型（如工程人員構(gòu)思的草圖、地形航測數(shù)據(jù)、飛機的，總體方案模型等），這些數(shù)字化的輸入信息經(jīng)過計算機處理后變成圖形輸出。圖形從原始數(shù)據(jù)生成圖象數(shù)據(jù)經(jīng)過了一系列變換過程，每個變換過程都可能產(chǎn)生不同于輸入數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要按一

4、定的結(jié)構(gòu)進行組織，形成一系列描述圖形數(shù)據(jù)的文件，我們把這類文件稱為圖形文件（也稱為圖形圖象文件），而圖象文件是描述圖象數(shù)據(jù)的文件，它是圖形文件的一種特例。在圖形生成過程中有多種類型的數(shù)據(jù)，如模型數(shù)據(jù)、場景數(shù)據(jù)和圖象數(shù)據(jù)等，因此，圖形文件所描述的圖形層次就不一樣，這也是產(chǎn)生多種圖形文件的一個重要原因。另一方面，在同一個描述層上，由于每種圖形軟件包使用自己的格式保存圖形數(shù)據(jù)，隨著圖形應(yīng)用軟件包的不斷增多，圖形文件的格式也會越來越多，雖然國際

5、標準化組織（ISO）為解決圖形信息的共享問題，建立了一系列圖形文件標準（如CGM），但是這些標準較難得到廣大用戶和廠商的支持，從而形成了目前這種多種圖形文件共存的局面。圖形文件有以下特點：（1）數(shù)據(jù)量大。由于現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取手段日趨先進，可以得到的數(shù)據(jù)越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)量也增大。（2）結(jié)構(gòu)性強。數(shù)據(jù)在本質(zhì)上分為數(shù)字化的和模擬的兩種。模擬信息可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字系統(tǒng)中的最基本單位為位（bit），其他結(jié)構(gòu)單位都以位為礎(chǔ)。在較低層次上可以是“構(gòu)

6、造塊”（如浮點數(shù)、整數(shù)和字符）；在較高層次上可以是記錄（如Pal中）或結(jié)構(gòu)（如C語言中），而圖形文件就是由特定的結(jié)構(gòu)或記錄組成的。每種圖形文件都按自己的方式組織圖形信息，由于圖形文件包含的數(shù)據(jù)量大，所以很多圖形文件都使用一定的壓縮算法來壓縮圖形數(shù)據(jù)。上一節(jié)從廣義上介紹圖形圖象文件概念，從本節(jié)開始將把主要筆墨放在圖形圖象文件的特例——圖象文件上。因為本書主要討論圖象文件的顯示與處理技術(shù)，所以后面除特殊需要外，一般不使用圖形圖象文件這一術(shù)語

7、，而是使用圖象文件這一術(shù)語。視頻硬件的顏色解析度對圖像質(zhì)量的影響也是非常大的（即使處理的不是全彩色圖像，而是1、4、16或256個灰度的單色圖像）。雖然是具有相同的水平和垂直解析度的各幅圖像，但是，具有256個灰度等級的圖像比黑白圖像要真實的多?！?56”究竟意味著什么？256種顏色有哪些？每種顏色又放在哪里？接下來的將介紹彩色圖形編程的各種細節(jié)，但目前，還必須掌握基于調(diào)色板的顯示方式的基本原理。當使用各種不同的顯示模式時，軟件把一個顏

8、色編號放在相應(yīng)于象素的計算機內(nèi)存。在雙色模式中，顏色編號只能取兩個值：0或者1，通常0代表黑色，1代表白色（如果所用的顯示器使用的是有顏色的熒光粉，則可能是淡黃色或綠色）。由于每個象素的顏色僅依賴于一個信息位，因此，這種顏色也叫“1比特”顏色。對于更復(fù)雜的顏色，要經(jīng)過兩步才能真正顯示屏幕上每個象素的顏色。首先，軟件把顏色編號放在相應(yīng)于象素的計算機內(nèi)存。在16色模式中，顏色的編號可以是0～15間的任一個值，由于存儲16種不同的顏色需要4個

9、信息位，所以16色模式叫“4比特”模式。同樣，在256色模式中，每個象素顏色編號的取值可高達255，要存儲象素的顏色需要8個信息位。為了確定每個顏色編號所對應(yīng)的真實顏色，顯示硬件要參考調(diào)色板的顏色值。調(diào)色板是一組獨立于存儲各個象素顏色編號存儲區(qū)的視頻存儲區(qū)。調(diào)色板中的顏色值指定了屏幕上象素的紅、綠、藍三個基色的混合比例，屏幕上的每個象素對應(yīng)一個顏色號。不同的象素的顏色對應(yīng)不同的調(diào)色板顏色值。存儲調(diào)色板上每種顏色所需的準確位數(shù)取決于顯示硬

10、件，例如，在EGA調(diào)色板上的每種顏色值有6個比特，2比特用于紅色，2比特用于綠色，2比特用于藍色。顏色在經(jīng)過圖象處理軟件的數(shù)字化處理之后，轉(zhuǎn)變成了數(shù)字的形態(tài)，即由一個一個的位（Bit）所組成，位中存儲顏色的情況如下：1位2種顏色2位4種顏色4位16種顏色8位256種顏色16位65536種顏色24位1677萬種顏色32位1677萬種顏色和256級灰度值36位687億種顏色和4096級灰度值通常所稱的標準VGA顯示模式是8位顯示模式，即在該

11、模式下能顯示256種顏色；而高彩色（HICOL）顯示是16位顯示模式，能顯示65536種顏色，也稱64K色；還有一種真彩色（TRUECOL）顯示模式是24位顯示模式，能顯示1677萬種顏色，也稱16M色，這是現(xiàn)在一般PC機所能達到的最高顏色顯示模式，在該模式下看到的真彩色圖象的色彩已和高清晰度照片沒什么差別了。在圖象文件的存儲格式中也是以位來存儲顏色的。由于圖象文件的存儲格式非常多，這里僅以TRUEVISION公司設(shè)計的32位TGA文