光栅化

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光栅化设备

  • 输出
    • 显示器
      • LCD(透视式)
      • LED(发光式)
    • 硬拷贝设备
      • 喷墨打印机
      • 热升华打印机
  • 输入
    • 数码相机
    • 平板扫描仪

输出设备

显示器

简单介绍了一下显示器的一些特征; 发光式显示设备常见是LED,特点是它是由发光二极管点阵显示的,通过改变LED灯泡的开关组成图像,优点是亮度高成本低,但是缺点是点阵排列无法很密集因此只能用于大面积显示,经不起细看。

透视式显示设备常见是LCD,是将液晶放在两片导电玻璃之间,液晶面板本身是不发光成像的,是靠两个电极的电场驱动的,令液晶分子扭曲向列的磁场效应,从而遮挡或者通过光线,在电源开关之间产生光暗显示影像,再经过色彩滤光片后,显示影像。

无论LCD还是LED,基本的都有三色在每个像素内!

硬拷贝设备

这个方面应该学渲染的比较少去了解这个,我也大致贴个图算了!

输入设备

类似相机,扫描仪之类的,这里就不说了,自行看书或者google吧。

光栅显像

我们知道光栅化图像是一堆存储了颜色和坐标的像素数组。通常使用有序对(i,j)表示像素的索引。

通常取的是中心点!

像素

图像的像素值通常由不同的颜色值组成[0,1]的RGB值,一般用8个二进制位也就是1/255的倍数来表示它,图像的像素按照存储的数据以及数据的大小,有一些不一样的划分:

  • 8bit灰度
  • 8 rgb
  • 16 bit
  • 32 bit的HDR

这种用整数来表示值的方法称为低动态范围LDR,现在也有用浮点数来记录这些值的高动态范围图HDR,通过对值进行截断或近似操作来适配到显示器上。

屏幕亮度和Gamma

屏幕在开启的时候并不是真的全黑(但是我们认为它是黑的!),而在显示的时候有各种环境光的反射折射等,使得我们看到的亮度和显示的亮度并不是线性的!

比如显示器输出的是(0,0.5,1)的亮度,我们看到的可以能是(0,0.25,1)的亮度。这里就引入了一个$\gamma$ \(0.5=\alpha^\gamma\) \(\gamma = \frac{\ln{0.5}}{\ln{\alpha}}\)

找出0.5(中间亮度)的值,然后套如上面的公式就能计算出$\gamma$值 具体的gamma矫正可以参考其他资料

RGB颜色

计算机中一般使用的都是Additive Color,三原色是RGB,但是还有一种是 Substractive Color,三原色一般是CMY(也有其他的!)

RGB在单位立方体中展开大致如下:

alpha通道

透明一般和其他的图像差不多,只不过只使用其中一个通道!

图像存储

常见的图像格式有:

  • jpeg
  • tiff
  • ppm
  • png