輸出設(shè)備

輸出設(shè)備主要分兩種调塌，一種是 顯示屏 類的，一種是 打印機(jī) 類的晨继。
顯示屏也也分為兩種：

• 發(fā)光二極管（LED）

• 液晶顯示屏（LCD）
  二者基本都有三部分組成：背光烟阐，中間件（二極管或者液晶），屏幕紊扬。

  
  
  LED 結(jié)構(gòu)示意圖
  
  
  LCD 結(jié)構(gòu)示意圖
  
  

  至于中間件是通過(guò)電流強(qiáng)弱（LED）還是通過(guò)偏振大醒亚选（LCD）來(lái)控制光強(qiáng)的，這并不重要餐屎，您只需要知道中間件可以在背光傳到屏幕的過(guò)程中檀葛，改變它的強(qiáng)度即可。
  對(duì)于二者來(lái)說(shuō)腹缩，每一個(gè)像素都有三個(gè)子像素屿聋，分別控制 紅、綠藏鹊、藍(lán) 三種顏色润讥，因?yàn)橄袼刈銐虻男。栽谶h(yuǎn)處看的時(shí)候你看不出來(lái)他們實(shí)際上是這樣的：

  
  
  每一個(gè)像素內(nèi)有三個(gè)子像素
  
  或者這樣的：
  
  周冬雨像素排列
  
  你會(huì)以為每個(gè)像素都是一個(gè)單一的彩色小方塊盘寡。比如一塊屏幕是 1920*1200楚殿，那就意味著它的原生分辨率就是水平方向有 1920 個(gè)像素，豎直方向是 1200 個(gè)像素竿痰，一共 2,304,000脆粥。注意砌溺，每個(gè)像素只能發(fā)一種顏色的光，所以后面要光柵化的時(shí)候变隔，就會(huì)出現(xiàn)可能多個(gè)圖元要擠在一個(gè)像素內(nèi)规伐，或者一個(gè)圖元要占據(jù)好幾個(gè)像素的情況，處理不好會(huì)出現(xiàn)鋸齒匣缘，圖形學(xué)要解決的重要問(wèn)題之一猖闪。

打印機(jī)不重要，當(dāng)科普看看~ 分為兩種：

• 噴墨式打印機(jī)

• 熱敏打印機(jī)
  打印機(jī)與顯示器不同的是孵户，他需要永久存儲(chǔ)在紙上萧朝，而顯示器只是瞬時(shí)的。顯示器可控的調(diào)節(jié)顏色范圍夏哭，是 0 到 1 的狀態(tài)检柬，但噴墨式打印機(jī)對(duì)于一個(gè)單元來(lái)說(shuō)，只有噴墨或者不噴墨的選擇竖配，也就是只有 0 和 1何址。熱敏打印機(jī)通過(guò)溫度的調(diào)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn) 0 到 1 的狀態(tài)，但需要用熱敏打印紙进胯，一般用在收銀小票用爪，快遞單上。

  
  
  熱敏打印紙

打印機(jī)的分辨率不好確定胁镐，因?yàn)楦埖囊苿?dòng)速度有關(guān)偎血，對(duì)熱敏打印機(jī)這類能打印連續(xù)顏色的設(shè)備來(lái)說(shuō)，一般的標(biāo)準(zhǔn)是打印頭上每英寸多少像素（pixels per inch / ppi）盯漂。對(duì)于噴墨式這種不能連續(xù)的設(shè)備來(lái)說(shuō)颇玷，一般的標(biāo)準(zhǔn)是每英寸多少個(gè)點(diǎn)（dots per inch / dpi）。

輸入設(shè)備

所有的不是通過(guò)電腦計(jì)算出來(lái)的圖像就缆，都需要先用光柵化輸入設(shè)備獲取帖渠，一般是 數(shù)碼相機(jī) 和 掃描儀。
如果一個(gè)相機(jī)的分辨率是 3000*2000竭宰，那么一般稱他為 600 萬(wàn)像素（6 MP）空郊。可以獨(dú)立測(cè)量紅綠藍(lán)的相機(jī)要比只有一個(gè)馬賽克傳感器的好（mosaic sensor）切揭。對(duì)于掃描儀而已狞甚，指標(biāo)一般跟連續(xù)性打印機(jī)一樣，每英寸多少像素（ppi）廓旬。

圖像哼审、像素和幾何

一個(gè)像素是一個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)于數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，一個(gè)像素就是這個(gè)格子周圍的光的平均棺蛛，對(duì)于輸出設(shè)備來(lái)說(shuō)也是，這個(gè)像素只是代表這一小塊方格的平均巩步，比如說(shuō)旁赊，一個(gè)屏幕只有一個(gè)像素，用它來(lái)顯示一張圖片椅野，只能是純色，純色不能代表這張圖片，只能代表一個(gè)平均值炼蛤。
確定像素矩陣的坐標(biāo)是很重要的妖爷，約定使用下面的方式：

• 1bit胆剧，純黑白，不需要中間灰度的圖像；
• 8-bit RGB 固定范圍圖像（每一個(gè)像素是 24bits）颠悬，網(wǎng)頁(yè)和電子郵件等；
• 8 到 10 bit RGB 固定范圍圖像（每一個(gè)像素是 24 到 30bits）浅乔，計(jì)算機(jī)顯示器的數(shù)字接口班缰；
• 12 到 14 bit RGB 固定范圍圖像（36-42bits / 像素）馒索，專業(yè)數(shù)碼相機(jī)的原始圖片（Raw 格式）；
• 16-bit RGB 固定范圍圖像（46bits / 像素）鉴腻，專業(yè)相機(jī)，印刷格式百揭，圖像處理中間格式器一；
• 16-bit 固定范圍灰度圖（16bits / 像素）祈秕，放射和醫(yī)學(xué)影像圖获印；
• 16-bit 浮點(diǎn) RGB，稱為半精度 HDR 圖像（32位浮點(diǎn)數(shù)的一半），實(shí)時(shí)渲染的中間格式匣掸；

• 32-bit 浮點(diǎn) RGB趟紊，用于軟件渲染和處理 HDR 圖像的通用中間格式。
  由高位數(shù)的圖像轉(zhuǎn)換成低位數(shù)的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題送爸，比如摩爾紋之類的铛嘱。

  
  
  摩爾紋

顯示器強(qiáng)度和伽馬值

我們把顯示器關(guān)閉當(dāng)成 0，把顯示器打開(kāi)當(dāng)成 1袭厂，中間 0.5 是灰色墨吓。需要明確一點(diǎn)，顯示器對(duì)于輸入的數(shù)值和顯示出的強(qiáng)度并不是線性對(duì)應(yīng)的纹磺，比如說(shuō)帖烘，分別輸入 0,0.5,1，那么顯示器輸出的強(qiáng)度有可能是 0,0.25,1橄杨。對(duì)于這種非線性蚓让，顯示器通常會(huì)有一個(gè)伽馬值來(lái)表述。公示為：

輸出強(qiáng)度 = 最大強(qiáng)度*(輸入值^伽馬值)

比如說(shuō)讥珍，輸入值為 0.5历极，伽馬值為 2，那么輸出強(qiáng)度為最大強(qiáng)度的 1/4衷佃。輸入強(qiáng)度為 0 的時(shí)候就是 0趟卸，1 的時(shí)候就是最大強(qiáng)度∈弦澹可以通過(guò)一些方法來(lái)確定某塊屏幕的伽馬值锄列，我們假設(shè)已經(jīng)知道了。這樣就可以對(duì)輸入進(jìn)行 伽馬校正,也就是使得輸入值為 0.5 時(shí)惯悠，輸出強(qiáng)度也恰好是黑與白的一半邻邮。也就是把輸入和輸出變成一個(gè)近似線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
另一個(gè)需要注意的是克婶，屏幕的顯示顏色范圍都是固定大小的筒严，一般是 0-255丹泉，也就是 8-bit 的存儲(chǔ)器。

RGB 顏色

RGB 是加色模式鸭蛙，全部混合是白色摹恨，可以理解為是光；青品黃是減色模式娶视，全部混合是黑色晒哄，可以理解為是顏料；我們不需要關(guān)心青品黃肪获。一般都是 24-bit 的顏色系統(tǒng)寝凌，也就是 8bit * 3，每個(gè)分量有 255 個(gè)等級(jí)孝赫。

紅綠藍(lán)较木，青品黃

透明混合

對(duì)于不透明的物體，前景會(huì)直接覆蓋后景寒锚；對(duì)于半透明的物體，一般會(huì)將前景和后景進(jìn)行混合违孝，一般描述一個(gè)顏色都是 RGBA刹前，這里的 A 是指 α，指的就是與后景的混合程度雌桑。公式為：

新的顏色 = α*前景色 + (1-α)*后景色

可以看出 0 的時(shí)候全部都是后景色喇喉，1 的時(shí)候全部都是前景色。

（注意并不只有這一種混合模式校坑，你看 ps 里面圖層的疊加方式拣技，正常/正片疊底/線性減淡之類的）

圖像存儲(chǔ)

大部分圖像都是使用 8-bit 來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)通道，這樣的話一個(gè) 100 萬(wàn)像素的圖片大概就是 3M 左右耍目。為了降低存儲(chǔ)空間膏斤，有時(shí)會(huì)將圖片進(jìn)行壓縮，有的壓縮是有損壓縮邪驮，不可逆的莫辨，有的是無(wú)損壓縮。常見(jiàn)的圖像存儲(chǔ)格式有：

• .jpeg毅访，是有損壓縮格式沮榜，根據(jù)人類視覺(jué)系統(tǒng)中的閾值壓縮圖像。這種格式適用于自然圖像喻粹。
• .tiff蟆融，最常用于保存二進(jìn)制圖像或無(wú)損壓縮的 8-bit 或 16-bit RGB。
• .ppm守呜，非常簡(jiǎn)單的無(wú)損型酥、未壓縮格式山憨，通常用于 8-bit RGB 圖像。
• .png冕末，這是一套有著優(yōu)秀的開(kāi)源管理工具的無(wú)損壓縮格式萍歉。