1.1 计算机中图形图像的分类

从图形图像的生成、显示、处理、存储的数据运算机制角度，我们将图形图像常分成位图和矢量图，它们各有自己的特点和用途。

1.1.1 位图的定义与特点

位图也叫点阵图、光栅图、像素图，是由许多像素组合而成的。其中每个像素的颜色属性用一组二进制数值来表示，所有的像素构成一个二维矩阵。像素有两种属性，一是像素具有特定的位置，二是像素具有可以用“位”来度量的颜色深度。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块，它们以行和列的方式排列，如图1-1所示，把左图放大之后，可以出现右图的结果，可以看到锯齿状的边缘和块状结构的过渡，每个“像素”都是一个正方形的色块。事实上，“像素”是一个纯理论的概念，它没有形状也没有尺寸，看不见摸不着，只存在于理论计算中。常用的位图处理软件有Adobe Photoshop、Corel Painter以及美图秀秀、光影魔术手等软件，不同的软件各有其功能优势。简单来说，Adobe公司Photoshop的优势在于图像编辑、图像合成、校色调色；Corel公司Painter软件的优势是绘图，它能够给使用者全新的数字化绘图体验，更接近手工素描、绘画的表现；而美图秀秀、光影魔术手等都是方便快捷的小工具，能够利用集成的命令快速高效地一键改变图片的大小、特效等。

图1-1 位图示例

在处理位图图像时，所编辑的是像素而不是对象或形状，它的大小和质量取决于图像中像素点的多少。每平方英寸中所含像素越多，图像越清晰，颜色之间的混合也越平滑。计算机存储位图图像，实际上是存储图像的各个像素的位置和颜色等信息，所以图像越清晰，像素越多，相应的存储容量也越大。

位图的每个像素都有颜色值，适合表现比较细致、层次和色彩比较丰富、包含大量细节的图像，比如人像图、风景图等。我们用数码相机拍摄的照片都是位图。每个像素的颜色要有一定的数据量，占据的存储空间较大，不适宜进行随意更改大小，如图1-2所示，原始图片非常小，放大很多倍之后，也是看不清楚的。同理，大图也不能随意缩小，如图1-3所示，大图是计算机的桌面，呈现了很多小文字，包含细节，缩小之后图片就看不清了。如果大图中没有丰富的细节，把大图缩小，还具有一定的可视性，可以为人们所接受。

图1-2 小图放大

图1-3 大图缩小

1.1.2 矢量图的定义与特点

矢量图是用一系列计算机指令集合的形式来描述或处理一幅图，描述的对象包括一幅图中所包含的各图元的位置、颜色、大小、形状、轮廓、曲面、光照、阴影、材质等。图元由各种直线、曲线、面以及色彩构成。处理矢量图常用的软件有Adobe Illustrator，CorelDraw等。

矢量图将每个图元作为单独的个体处理，很容易进行目标图元的移动、旋转、缩小、放大、复制、调整颜色、改变属性等操作，适用于创建单个对象的图例和几何造型。矢量图与分辨率无关，是计算生成的。由于矢量图形把线段、形状及文本定义为数学方程，它们就可以自动适应输出设备的最大分辨率，因此显示精度高，操作的灵活性大，任意放大、缩小都会保持原有的清晰度和光滑度，通常用来设计线框形图案、商标、标志等特别适合用数学运算表示的作品。如图1-4所示，右边的荷花是根据左侧的荷花照片描绘而成的矢量图，线条和颜色都比较简单。图1-5是矢量风景图，线条简洁，颜色较少。

图1-4 荷花位图和矢量图

图1-5 矢量风景图

在矢量图形中，文件大小取决于图形中所包含对象的数量和复杂程度。虽然矢量图的数据量比较小，且能任意放大缩小，但矢量图并不是在任何情况下都能适用。对于由无规律的像素点组成的图像（风景图、人像图等），难以用数学形式表达，则不宜使用矢量图格式。矢量图也不容易制作色彩丰富的图像，绘制的图像不够真实。比如苍翠葱茏的草坪，最好用位图，成千上万根小草如果用矢量图元来体现的话会大大增加矢量图的数据量。即便用矢量图来表现草坪，也是用线条简单的勾勒。因此，如果图像的线条、颜色、过渡都比较简单，就可以采用矢量图。通常我们所说的“图像”往往指的是位图，而“图形”往往指的是矢量图。