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點陣圖的類型

點陣圖是位數組,指定矩形像素陣陣中每個圖元的色彩。 專用於個別圖元的位數會決定可指派給該圖元的色彩數目。 例如,如果每個圖元都以 4 位表示,則可以將指定圖元指派為 16 種不同色彩的其中一個(2^4 = 16)。 下表顯示一些可指派給指定位數所代表圖元的色彩數目範例。

每個像素的位數 可指派給像素的色彩數目
1 2^1 = 2
2 2^2 = 4
4 2^4 = 16
8 2^8 = 256
16 2^16 = 65,536
24 2^24 = 16, 777, 216

 

儲存點陣圖的磁碟檔案通常包含一或多個資訊區塊,這些區塊會儲存每個圖元的位數、每個資料列的像素數目,以及數位中的數據列數目。 這類檔案也可能包含色彩表格(有時稱為調色盤)。 色彩表格會將點陣圖中的數字對應至特定色彩。 下圖顯示放大的影像及其點陣圖和色彩表格。 每個圖元都以 4 位數位表示,因此色彩表格中有 2^4 = 16 種色彩。 表格中的每個色彩都以 24 位數位表示:8 位代表紅色、8 位代表綠色,8 位代表藍色。 數位會以十六進位 (base 16) 形式顯示:A = 10、B = 11、C = 12、D = 13、E = 14、F = 15。

圖顯示數位矩陣、影像,以及符合矩陣數位與色彩的數據表

查看影像第 3 列、第 5 欄的圖元。 點陣圖中的對應數位為1。 色彩表格告訴我們 1 代表紅色,因此圖元為紅色。 位圖頂端數據列中的所有專案都是 3。 色彩表格告訴我們 3 代表藍色,因此影像頂端數據列中的所有圖元都是藍色。

注意

某些點圖會以從下到下的格式儲存;位圖第一列的數字會對應至影像底部數據列中的圖元。

 

將索引儲存到色彩數據表的點陣圖稱為 調色盤索引 位圖。 某些點圖不需要色彩數據表。 例如,如果點陣圖每圖元使用 24 位,該點陣圖可以自行儲存色彩,而不是將索引儲存到色彩數據表中。 下圖顯示直接儲存色彩的點陣圖(每圖元 24 位),而不是使用色彩表格。 此圖也會顯示對應影像的放大檢視。 在點陣圖中,FFFFFF 代表白色、FF0000 代表紅色、00FF00 代表綠色,而 0000FF 代表藍色。

十六進位值的矩陣圖例,後面接著數位所代表的位圖影像

 

圖形檔案格式

在檔案中儲存點陣圖有許多標準格式。 Windows GDI+ 支援下列段落中所述的圖形檔格式。

位陣圖 (BMP)

BMP 是 Windows 用來儲存裝置獨立和應用程式獨立映像的標準格式。 指定 BMP 檔案的每個圖元位數(1、4、8、15、24、32 或 64)。 每個圖元 24 位的 BMP 檔案很常見。

圖形交換格式 (GIF)

GIF 是出現在網頁上之影像的常見格式。 GIF 適用於線條繪圖、具有純色區塊的圖片,以及色彩之間具有銳利界限的圖片。 GIF 已壓縮,但壓縮過程中不會遺失任何資訊;解壓縮的映像與原始影像完全相同。 GIF 中的一種色彩可以指定為透明,讓影像具有任何顯示它之網頁的背景色彩。 GIF 影像序列可以儲存在單一檔案中,以形成動畫 GIF。 GIF 最多儲存每像素 8 個位,因此限製為 256 種色彩。

聯合攝影專家組(JPEG)

JPEG 是適用於自然場景的壓縮配置,例如掃描的照片。 壓縮過程中遺失了一些資訊,但通常遺失對人眼是無法察覺的。 色彩 JPEG 影像會儲存每圖元 24 位,因此能夠顯示超過 1600 萬種色彩。 另外還有一種灰階 JPEG 格式,可儲存每圖元 8 位。 JPEG 不支援透明度或動畫。

JPEG 影像中的壓縮層級是可設定的,但較高的壓縮層級(較小的檔案)會導致更多的資訊遺失。 20:1 的壓縮比例通常會產生一個影像,人類眼睛發現很難與原始影像區別。 下圖顯示 BMP 影像和兩個從該 BMP 映像壓縮的 JPEG 映射。 第一個 JPEG 的壓縮比例為 4:1,而第二個 JPEG 的壓縮比例約為 8:1。

圖例,其中顯示該影像的位圖影像和兩個 jpeg 壓縮;最高壓縮與原始

JPEG 壓縮不適用於線條繪圖、純色區塊和銳利界限。 下圖顯示 BMP 以及兩個 JPEG 和 GIF。 JPEG 和 GIF 已從 BMP 壓縮。 GIF 的壓縮比例為 4:1、較小的 JPEG 為 4:1,而較大的 JPEG 則為 8:3。 請注意,GIF 會沿著線條維持尖銳的界限,但 JPEG 通常會模糊界限。

圖,比較線條繪圖的位圖與兩個 jpeg 對等專案和一個 gif;gif 最能保留色彩和線條銳利

JPEG 是壓縮配置,而不是檔案格式。 JPEG 檔案交換格式 (JFIF) 是一種檔案格式,通常用於儲存和傳輸已根據 JPEG 配置壓縮的影像。 網頁瀏覽器顯示的 JFIF 檔案會使用 .jpg 擴展名。

可交換圖像檔案 (Exif)

Exif 是用於數位相機所擷取相片的檔格式。 Exif 檔案包含根據 JPEG 規格壓縮的影像。 Exif 檔案也包含相片的相關信息(拍攝日期、快門速度、曝光時間等等),以及相機的相關信息(製造商、型號等等)。

可攜式網路圖形 (PNG)

PNG 格式會保留 GIF 格式的許多優點,但也提供 GIF 以外的功能。 和 GIF 檔案一樣,PNG 檔案會壓縮,不會遺失資訊。 PNG 檔案可以儲存每像素 8、24 或 48 位的色彩,以及每圖元 1、2、4、8 或 16 位的灰階。 相反地,GIF 檔案每個圖元只能使用 1、2、4 或 8 位。 PNG 檔案也可以儲存每個圖元的 Alpha 值,指定該圖元色彩與背景色彩混合的程度。

PNG 改善 GIF 的能力,以漸進方式顯示影像:也就是說,在影像透過網路連線到達時,顯示影像的更好和更好的近似值。 PNG 檔案可以包含伽瑪修正和色彩校正資訊,以便影像可在各種顯示裝置上正確轉譯。

標記影像檔格式 (TIFF)

TIFF 是彈性且可擴充的格式,由各種不同的平臺和影像處理應用程式所支援。 TIFF 檔案可以儲存每個圖元任意數位的影像,並可採用各種壓縮演算法。 數個影像可以儲存在單一多頁 TIFF 檔案中。 與影像相關的資訊(掃描儀製作、主計算機、壓縮類型、方向、每個像素的樣本等等)可以儲存在檔案中,並透過使用標記來排列。 您可以視需要擴充 TIFF 格式,方法是核准和新增新的標籤。