《数字化图形》课件

数字化图形探讨数字化时代下的图形设计和创作新方向了解数字技术如何颠覆传统图形设计,并引领创新的创作形式课程简介概述内容重点本课程将介绍数字图形的基本概包括数字图形的采集方式、处理念、特点和应用领域,帮助学生方法、色彩模型、图像格式及压全面理解数字图形技术的发展历缩技术等程实践应用通过学习相关工具和案例,培养学生的数字图形设计和处理能力课程目标明确学习目标学习采集和处理技能理解数字图形的特性掌握数字化图形的基本概念、应用领域和发培养学生使用图形处理软件的能力,掌握数深入了解数字图形的存储表示、颜色模型和展历程字图形的采集和处理方法压缩技术等知识数字化图形简介数字化图形是指利用计算机技术对图形信息进行编码和存储的过程这种图形可以是从现实世界采集的,也可以是人工设计创造的数字化图形在各种应用领域中广泛使用,如平面设计、多媒体制作、医疗成像等数字化图形具有便于储存、传输、处理和编辑等优点,为视觉传达带来了革新通过各种采集设备和软件工具,各种图像信息可以转换为数字格式,为数字化时代的视觉呈现提供基础数字图形的应用领域工业制造医疗诊断数字图形广泛应用于机械设计、数字化医疗影像技术如CT、MRI产品建模和CAD/CAM系统中,提和超声在医疗诊断中发挥重要作高生产效率和质量用艺术设计公共服务数字图形技术推动了平面设计、数字化地图、卫星遥感等技术广插图艺术和动画制作的发展,为创泛应用于城市规划、交通管理和意工作带来新的可能环境监测等领域数字图形的发展历程早期手工绘制在电子计算机出现之前,人们通过手绘和雕刻等传统方式来创作图形作品这种方法耗时费力,难以实现图形的复制和修改计算机绘图技术随着计算机技术的发展,出现了基于矢量和栅格的电子绘图系统这极大地提高了图形创作的效率和灵活性数字图像处理数字相机和扫描仪的出现,使图形数字化成为可能图像处理软件的发展,让人们能对数字图形进行各种编辑和处理虚拟现实与3D图形近年来,虚拟现实技术的兴起和3D建模工具的完善,使数字图形能够呈现逼真的立体感和沉浸式体验数字图形的特点高度灵活性优异的图像质量便捷的存储和传输智能化处理能力数字图形可以轻松地被编辑、数字图形可以保持清晰、锐利数字图形以二进制形式存储,数字图形可以通过计算机程序缩放、变形和组合,为设计师的细节,即使在放大或缩小时可以高效地保存和在网络上快进行自动化处理,如图像编辑提供了无限的创作空间也不会失真速传输、效果应用等数字图形的采集方式扫描仪采集1将纸质图像转换为数字文件数码相机采集2利用高分辨率数码相机拍摄图片视频捕捉3通过视频摄像机捕捉动态图像扫描仪3D4利用激光或结构光实现三维数字化数字图形的采集方式包括扫描仪、数码相机、视频捕捉和3D扫描仪等多种技术这些方式能够快速高效地将各种图像转换为数字文件,为后续的图形处理和编辑提供基础数字图形的处理方法图像增强1通过应用滤波算法和调整参数,可以提高图像质量,去除噪点,增强细节图像修复2利用图像修复技术,可以修复受损的图像,恢复原有的图像细节图像分割3采用分割算法可以将图像划分为多个感兴趣的区域,以便进行进一步的分析处理图形数字化的过程采集1扫描或拍摄获取原始图像编码2将图像像素转换为数字代码储存3以数字文件格式保存图像数据处理4对数字图像进行编辑和修改图形数字化的过程主要包括:采集、编码、储存和处理首先通过扫描或摄影获取原始图像,然后将图像像素转换为数字代码,储存为数字文件最后可以对数字图像进行编辑和修改这一过程实现了图形从模拟到数字的转换栅格图像的特点像素组成分辨率特点边缘锯齿栅格图像由一个个小方块像素组成,每个像栅格图像的分辨率由像素数量决定,分辨率由于像素的离散性,栅格图像的边缘常会出素都有自己的颜色值越高,图像质量越好现锯齿状,影响观感效果栅格图像的存储表示像素阵列色彩深度存储空间栅格图像由二维的像素阵列构成,每个像每个像素的色彩深度决定了它能表示的栅格图像的存储空间与图像尺寸和色彩素都有自己的位置坐标和颜色值颜色数量,常见的有8位、16位和24位等深度成正比,文件大小可能非常庞大颜色的数字化表示数字颜色模型颜色数字化使用专门的数字颜色模型来表示，如RGB、CMYK和HSV等这些模型使用数字描述颜色的各个分量色彩系统色彩系统通过色调、饱和度和明度等属性精确描述颜色数字颜色模型就是在这一基础上建立的数字编码将颜色用数字编码表示，通常使用16进制或RGB值这样可以方便存储和处理颜色信息颜色模型介绍基本概念常见颜色模型12颜色模型是对颜色进行数字化主要包括RGB、CMYK、HSV表示的一种标准方法,用于描述等,各有其特点和应用场景色彩在计算机中的呈现模型模型3RGB4CMYK通过三原色红、绿、蓝的组合通过青、品红、黄、黑四种颜来表示颜色,广泛应用于显示设料的混合来表示颜色,主要用于备印刷领域颜色模型RGB三原色数字化表示应用广泛直观简单RGB颜色模型由三种基本色彩在电子设备中,RGB颜色模型RGB颜色模型广泛应用于计算RGB模型直观简单,便于操作红R、绿G和蓝B组成这通常用8位二进制数字表示,每机图形显示、数码相机、扫描和理解但对于某些特殊应用三种颜色被称为三原色,可以种颜色可取值0-255,共仪等领域,是最常用的颜色模如印刷品,还需要采用其他颜通过不同比例的组合产生其他16777216种颜色型之一色模型各种颜色颜色模型CMYK概述色彩混合颜色空间CMYK CMYKCMYKCMYK是一种常用的颜色模型,通过组合青在CMYK模型中,通过调整不同颜色的比例CMYK颜色空间相比于RGB更适用于印刷,色Cyan、品红Magenta、黄色可以产生出各种色彩黑色则用于增强颜色因为它可以反映更广泛的颜色范围但Yellow和黑色Key四种基本色彩来再现的饱和度和对比度CMYK无法完全覆盖人眼所能感知的所有颜各种颜色该模型广泛应用于印刷和出版行色业颜色模型HSV色彩空间色相饱和度明度HSV HueSaturation ValueHSV颜色模型通过三个参数来色相表示颜色的种类,从红色0饱和度描述颜色的纯度,取值范明度反映了颜色的明暗程度,取定义颜色:色调Hue、饱和度度到紫色360度连续分布,覆围从0灰色到100%纯色饱值范围从0黑色到100%白色Saturation和明度Value盖整个可见光谱和度越高,颜色越鲜艳明度越高,颜色越亮该模型更贴近人的感知,更易于操作和理解图像分辨率的概念像素密度分辨率描述了图像中每单位面积内包含的像素数量，也即像素密度显示分辨率显示分辨率指图像在显示设备上的实际尺寸，通常以dpi或ppi表示图像尺寸图像分辨率还与图像的实际物理尺寸有关，可用像素数或实际物理尺寸表示图像分辨率的确定像素尺寸图像分辨率由图像的宽度和高度像素数决定这决定了图像最大的物理尺寸和细节程度观看距离分辨率还取决于观看时的距离近距离观看需要更高的分辨率才能达到清晰效果显示设备不同的显示设备如打印机、显示器等会产生不同的分辨率需求需要根据实际应用场景进行优化图像格式介绍常见图像格式保留图像质量12主要包括JPEG、PNG、GIF等JPEG格式支持有损压缩,可以常见的图像格式这些格式各在一定程度上保留图像质量有特点,适用于不同的应用场景PNG和GIF格式则支持无损压缩,更适合用于保留原有画质文件大小考量透明度支持34JPEG格式的文件通常比PNG PNG和GIF格式支持透明背景和GIF更小,更适合在网页等需,而JPEG格式则不支持透明度要快速加载的场景使用图像格式JPEG广泛应用有损压缩JPEG是最常见和广泛使用的数字JPEG采用有损压缩算法,可以大幅图像格式之一,适用于各种应用场减小文件大小,但会造成一定的图景像质量损失灵活性强广泛支持JPEG支持多种色彩模式,可以很好JPEG格式受到广泛支持,可以在各地平衡图像质量和文件大小种设备和平台上显示和编辑图像格式PNG无损压缩透明通道色彩深度广泛应用PNG图像采用无损压缩算法,PNG图像支持透明通道,可以PNG图像支持24位和48位色PNG格式广泛应用于网页设计可以保留图像原有的高质量和实现图像背景的透明效果,适深,可以表现更丰富的色彩,在、图像编辑、图标制作等领域细节,并且文件尺寸较小用于制作徽标、图标等元素图像编辑和网页设计中广泛使,是一种高质量、通用的图像用格式图像格式GIFGIF格式支持简单的动画效果,非常适合制作循环动图和小型动画GIF格式支持透明背景,能够更好地与网页元素进行整合GIF格式采用8位色深,调色板最多只有256种颜色,适合简单色彩的图像图像压缩技术概述数据压缩的重要性压缩算法分类12由于数字图像文件大小通常很压缩算法可分为无损压缩和有大,压缩技术可以显著减小文件损压缩,各有特点和适用场景大小,提高存储和传输效率常见压缩格式压缩比和质量权衡34JPEG、PNG和GIF等图像格式压缩比越高,图像质量越低,需都采用了不同的压缩技术要根据具体需求权衡取舍无损压缩算法无损压缩常见算法应用场景优势特点无损压缩算法可以完全还原原常见的无损压缩算法包括无损压缩算法广泛应用于图像与有损压缩相比,无损压缩可始数据,不会造成任何信息损Huffman编码、LZW编码和、视频、音频等领域,可确保以完全还原原始数据,不会产失它通过识别数据中的重复Deflate等,它们都能有效减少原始数据在压缩和解压缩过程生任何质量损失,是数据保存模式来减小文件大小文件大小而不影响质量中保持完整性和传输的首选方式有损压缩算法压缩视频编码优化音频压缩JPEGJPEG压缩算法通过移除人眼难以察觉的高H.264等视频编码标准利用运动预测、离散MP3等音频压缩算法通过去除人耳无法感频信息,大幅减小图像文件大小同时保留余弦变换等技术,将视频帧间的冗余信息滤知的高低频音频成分,在保证音质的前提下了图像的主要视觉特征,是最常用的有损压除,实现高效的有损压缩大幅减小文件大小缩方法之一数字图形的处理工具图像编辑软件矢量图形软件如Photoshop、GIMP等强大的如Illustrator、CorelDraw等,对图形处理软件,提供各种编辑功能矢量图形进行创建、编辑和优化,如调整色彩、加滤镜、合成图层适用于设计海报、标志等等建模软件3D如3ds Max、Maya等,可以制作各种三维模型,在游戏、动画、工业设计等领域广泛应用图像编辑软件介绍Adobe PhotoshopGIMP Affinity Photo这款强大的图像编辑软件广受专业设计师欢GIMP是一款功能强大且免费的开源图像编AffinityPhoto是一款优秀的专业级图像编迎,可以执行各种复杂的图像处理任务,如图辑软件,具有丰富的图像处理和创作功能,广辑软件,与Photoshop功能相当,但界面更加像合成、修饰、滤镜等泛应用于日常图形设计简洁直观,深受数字艺术家青睐矢量图形的特点高分辨率矢量图形基于几何形状的数学描述，不会因为放大而失真无论缩放多少都能保持清晰度小文件体积矢量图形的文件体积较小，便于存储和传输即使是复杂的图形也能保持较小的文件大小可编辑性强矢量图形的各个元素可独立编辑，方便进行调整和修改无需重新创建整个图形即可进行局部编辑矢量图形的应用案例矢量图形由数学公式定义,可无限放大而不失真常见于标志、图标、企业视觉识别等领域矢量图形也广泛应用于工程设计、CAD制图、装饰艺术等专业领域矢量图形可轻松编辑和修改,同时文件体积小,方便传输和储存无论大小或解析度如何,矢量图形都能保持清晰锐利的品质总结与展望总结数字图形发展展望未来趋势数字图形经历了从基础采集到复随着人工智能、大数据等技术的杂处理的历程,并在各领域广泛应发展,数字图形处理将实现更智能用这些技术为我们带来了图形化、自动化未来还将有更多创可视化、图像编辑等全新体验新应用诞生,造福人类生活持续优化技术压缩算法、色彩管理、图形编辑等技术仍需不断优化,以满足高清、真实感等需求,推动数字图形行业的持续进步。