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图形学的一些基础知识

Encoding)<BR>＃32771 类型2的字符对齐版本<BR>＃32809 4位元的Thunderscan增量和RLE<BR>＃32900 
Pixar"picio" RLE<BR>＃3290l Silicon Graphics RLE<BR>TIF 
6．0版产生于1992年春天，提供了JPEG压缩和其他新功能。<BR>4、综述 
TIF是一种国际上非常流行的适于各种电脑和操作系统的图形文件格式，目前国际上流行的很多软件都支持TIF格式。一般扫描器所配备的软件都直接或间接地用到TIF图形文件格式，还有一些软件系统，例如： 
Windows系统下的PhotoStyler都把TIF作为图形的存取格式， 
TIF格式也可以转换为Windows的BMP等其它格式。<BR><BR>TIFF格式有三级体系，从高到低依次为：文件头，一个或多个称为IFD的包含桥记指针的目录以及数据。体系的最高层是文件头，只包含三个表项：<BR>（1）一个代码，指明字节顺序（低字节在先还是高字节在先）。<BR>（2）一个把文件标识为TIFF文件的代码号。<BR>（3）一个指向图像文件目录（Image 
FileDirectory，IFD）的指针。<BR>这里是一个tif文件的文件头:<BR>4D 4D 2A 00 00 00 00 
08<BR>IFD提供一系列的指针（索引），这些指针告诉我们各种有关的数据字段在文件中的开始位置，并给出每个字母的数据类型（例如，1字节整型）及长度。这种方法允许数据字段定位在文件的任何地方，可以是差不多任意长度，并可以包含大量信息。例如，一个指针可能指向关于彩色调色板数据的一个786字节字段；另一个可能指向扫描仪的一条64字节灰度修正曲线。在一个文件中可能有几个相关的图像，这时可以有几种IFD。IFD的最后一个表项指向任何一个后续的IFD。<BR>每个指针都有一个标记值指明所指向的数据字段类型的一个代码号。TIFF 
规范列出了所有正式的、非专用的标记号，给予它们有用的名字（如SamplesPerPixel，十进制代码为277），并描述这个指针所识别的数据，告知数据的组织方法。<BR><BR>1．优点 
一种有竞争力的位元映射格式，为以后扩充说明留有余地。<BR>2．缺点 有许多衍生格式，但井非所有的衍生格式都得到所有应用程序支持。<BR>3．变体 
最早的1984年1．0版格式和1989年2．0版格式，应用程序设计师可以注册自己私有的衍生格式。<BR>4．综述 
TGA格式由AT&amp;T首先引用，用于支持他们的Targa 和Truevision 公司的 ATVISTA 
图形捕捉卡。此格式已经成为数字化图形以及由光跟踪和其它应用程序所产生的高质量图形常用格式。TrueVision公司的TGA文件格式已广泛地被国际上的图形工业所接受。有许多图形工作人员喜欢按个人习惯储存图形文件，并且只存数据，不存格式，使得大量的图形文件成为个人的专用产品，无法交流，因此，有必要按照标准格式来储存图形文件， 
TGA文件格式就是目前国际上比较流行的图形文件储存格式。<BR><BR>Targa文件以一个固定大小的文件头开始，然后是可变长度的图像标识符（ID）、色彩对应表和图像。 
ID字段的偏移为18，紧跟在文件头的后面。<BR>多字节值的存储是低字节（tss）为先，即Intel格式。除了字节对齐之外，值和段均没有填充或对齐。<BR>图像可以彩色映射的。有两种类型的色彩对应表图像：“伪彩色”（pseudo 
color），这种图像中每个像素值从色彩对应表中选取一个单独值，“直接彩色”（direct 
color），这种图像中每个像素包含分别查询的红、绿和蓝值。像素为实际的红、绿和蓝值的图像称为“真色彩图”（True 
Color），为灰度值的称为“黑白图”（black-and-white）。<BR>图像总是按行存储，但行可以按从上到下或从下到上的顺序，而且对像素可队从左到右或从右到左存储，在实际图像中，像素几乎总是从左到右存储。有些型号的扫描仪从上到下扫描，而另外一些扫描仪则从下到上扫描，所以至今还没有占统治地位的行顺序。</P>
<P align=left>1．优点 与设备无关，文件可以很好地组织结构；由于使用向量描述图形的性能，文件可以比相应的位元映射小很多。<BR>2．缺点 
语意结构与Windows图形模型关系太密切；文件比较复杂。<BR>3．变体 Windows 3．x将Windows 
2．x转换文件格式中加入了新的记录类型，但不使用新类型的转换文件应该与早期版本相容。<BR>4．综述 
转换文件（Metafile）是一种图形描述语言，在Metafile中，一个数据记录所在的位置没有什么关系，当要处理图形时，还要利用编译程序将Metafile转换成可见的图形， 
Windows的Wetafile储存Microsoft Windows图形功能呼叫的一个显示表（Display 
Lisi），在Metafile中允许包含Windows功能的一个子集合，这个子集合是包含大多数绘图呼叫的一个大子集合。虽然Metafile最初只是为了用作一种图形巨集指令（Macro-instrction），现在它常用作在Windows应用程序之间进行图形交换的格式。<BR><BR>1．优点 
由于Autodesk 的Autodesk 
在个人电脑上广为流行，所以DXF交换格式得到其它CAD程序的广泛支持，甚至得到其它电脑平台的支持。该标准的公布于世，对于非CAD应用程序存取工程绘图有很大的价值。它具有向量格式所具有的全部优点，再加上作为3D向量格式的优点，因此可以处理真正3D形状，包括线框和立体图形。<BR>2．缺点 
图形可用彩色序码给值，使图形与一个256色的表相关联。但彩色表不必与RGB 或其它彩色模组的彩色光谱相关联，读取DXF 的ASCII 
格式（过去和现在都很常用的格式）速度太慢，DXF应用程序至少应能处理二维图形计算和文字处埋（如：注释、尺寸标准）。一个完全执行的DXF读取程序必须可以进行字型的生成和演变，以及直线和曲线的产生以及3D形状的2D表达，换句话说。它必须是一个CAD程序。<BR>3．变体 
DXF格式有两重格式： 
ASCII和二进制，由AutoCAD的第10版产生的二进制格式使用二进制编码的序码和数据，而不是ASCII数字，产生的文件比ASCII形成的文件大约要小25％，而且读取速度要快5倍。 
AutoCAD有一个用于写DXF文件的选择，其它的CAD程序常常也有这个选择，它将DXF数据限制在实体（形状）中。这样的文件更加紧凑并且能满足图形交换的目的，不过，跟任何一种语言一佯，术语出现的上下文关系才是重要的：序码有许多不同的意义，要根据当时被交流的信息类型而定。例如，序码“10”在描述一个圆时与描述直线时的意义不同。<BR>了解图形文件的基本信息和储存格式，有助于对图形数据的应用、处理（如压缩转换文件格式等），“使各种形式的图形数据能因自由转换而适应不同媒体的表现，这对掌握图形技术而言，虽是最基本的，但却也是非常重要的课程！<BR><BR>DXF与其说是一种图像格式，还不如说是一种语言或一个图形文件，也就是说，文件中数据的确切位置和顺序并不是特别重要。不过踉一种语言一样，术语出现的上下文是很重要的；代码表示许多不同的意义，要根据当时所交流的信息类型，例如代码“10”在描述圆时与描述直线时的意义就不同。<BR>DXF文件由称作“组”的数据对组成。每一组有一个组代码，后面是一个称为组值的数字或字符串：<BR>Group： 
GROUP CODE<BR>GROUP 
VALUE<BR>组代码是一个ASCII整数（二进制DXF中则为二进制数），表明后面跟的值的类型。组代码的特定范围为特定类型的数据而保留。例如，范围为0~9的组码表示后回跟的是一个ASCII字符串；特定的码表明该字符串用于什么目的。组代码和数值之间用一个回车／换行符对分开。DXF文件中的数据按照下列方法组织：<BR>HEADER段<BR>包含的信息大多情况下对于非CAD应用程序来说没有任何价值，许多信息是与文本和尺寸标准有关的。有时可将它忽略。<BR>TABLES段<BR>定义某些通用常量，如绘图“层”（layer）、观察角度和距离、坐标系以及尺寸风格。像HEADER段一样，这个段有时也可以忽略。<BR>BLOCKS段<BR>按名字定义实体组，同时它也可以包含实体。现在它还没有得到广泛使用，但由于它允许绘图的模块化，所以变得越来越流行。<BR>ENTITIES段<BR>使用点、线、圆、弧等来定义实际的二维或三维几何体（实体），还包括把实体与层和／或块连接的数据。<BR>由于种种原因，可以跳过HEADER段和TABLES段。交换几何体造型（称为实体）的主要段是ENTITIES段；不过BLOCKS段也可以含有实体。HEADER、TABLES和BLOCKS 
段即使为空也常常给出，这是因为应用程序希望有这几个段。在使用时，段就按上面给出的顺序出现。<BR><BR>JPEG（Joint Photographic 
Experts 
Group）格式是由ISO和CCITT两大标准组织共同推出的，定义了摄影图像通用的压缩编码方法。是数字化图像的主要存储格式。它是一种压缩位图格式，是目前为止用于摄影图像的最好压缩方法。这种格式的缺点主要是：软件压缩和还原速度慢，格式的标准仍在发展变化，而且由于标准中有可选项，所以存在不兼容的现象。<BR>一般的说，数字化仪产生每个象素24位，红蓝绿各八位。一种典型的压缩格式（如GIF）有256个表项的一张色彩对应表，因此，在所产生的图像种的每一个象素是8位而不是原来的24位，所产生的图像使用256种颜色而不是原来的一千六百万种。而JPEG格式不同，它主要储存颜色变化的信息，特别是高度的变化，因为眼睛对这些变化非常敏感。所以，由JPEG格式存储的图像重建后在亮度上仍然有类似的变化，所以，人眼感觉与原图非常相似。<BR>由JPEG压缩方法而节省的空间是相当大的。例如，一幅727×525的全彩色图像，其原始的每个象素24位格式占用1145KB，它的GIF版本文件为240K，非常高质量的JPEG版本文件是155K，而标准的JPEG版本文件则为58K。<BR><BR>MacPaint图形文件最初并非在PC上执行，而是来自Apple 
Macintosh，只是在最近，随着具有强大图形功能的MACII的出现， 
MacPaint图形文件才作为唯一连续使用的“位映射式图像文件格式”在许多方面大放异彩，因为实际上所有涉及图形的MacPaint系统应用程序都接受这种通用文件格式。<BR>当然，在PC方面，情况有所不同。<BR>MacPaint文件的引人之处在于它们的数量是如此之多，无数令人感兴趣的图像均以MacPaint格式存在于公用区域（public 
domain）中，并且完全没有版权保护。我们可以从bulletin 
boards中索取这些图像文件，拥有一种即时可得的艺术收集品。<BR>在很大程度上，MacPaint文件格式比其他文件格式缺少灵活性。它的一对象只有黑白两色。如果将一整页MacPaint数据以75点／英寸的分辨率打印出来，则只有一页大小，如果在相当昂贵的激光打印机上以最高分辨率300点／英寸打印出来，也只能得到一幅2×2．5－平方英寸大小的MacPaint图像。<BR>与所有其他通用的图像文件格式不同， 
MacPaint图像尺寸固定，不论一幅图像的内容是什么，其大小总是576像点（宽）×720像点（长）。<BR>MacPaint格式有许多令人感兴趣的部分，其中可转换成PC格式的版本更是引人如胜。例如，当我们将一幅图像传到Macintosh上的MacPaint应用程序中时，绘图（paint）程序就会显示出38种图样（patterns）及图像本身。如果我们编辑与一幅特定图像相联的图样，则这些图样保留在被编辑状态。一个MacPaint图像文件中包含图像<BR>MacPaint格式的这种特性很独特，想建立一些程序，一般很少用到它。然而，如果您有意设计一个应用这一特性的程序，那些在每个MacPaint图像文件中，就会有38种图样定义。后面有几个程序将会使我们看到这些图样。<BR>在一台Macintosh计算机上，所有文件均以两个chunks的方式来贮存，这些Chunks称为“forks”。它们是数据“fork”及资源“fork”，分别容纳图像信息和程序码。一个MacPaint文件完全由数据“fork”组成，资源“fork”是空的。<BR>当一个MacPaint文件要移植到其他计算机系统（比如一台PC）时，它是作为单个文件被发送的，这个文件包括两个“fork”的内容和一个MacBinary表头（header，表头记录该文件是如何被分割的，以便在将其返回给Macintosh系统时，可重新产生两个“fork”。MacBinary表头中还记录着所移植文件的类型－比方说，是一个MacPaint文件，而不是一个MacWrite文件。Macintosh文件名称可由1到31个Characters组成。<BR>严格他说， 
MacBinary表头不是文件格式的一部分，实际上，在Macintosh系统的各类文件中，并末将该表头作为一种数据结构。不过，在这里将其视作文件的一部分，主要因为人们在PC上见到的绝大多数MacPaint文件的开始处都有这种表头。<BR>在MacPaint文件中，实际的图像数据位于MacBinary表头及图样数据之后，以及其简单的格式经过压缩。这就是我们首先要研究这种图像文件格式的原因所在。图像数据占据文件的剩余部分。<BR><BR>在一个程序开始分析图像文件之前，首先必须做好一些内部准备工作。举例来说，程序必须弄清文件的实际意义是什么，避免将一个电视游戏的目标程序码作为图像数据来显示。就可支援多种不同规格图像的图像格式而言，还必须确定出某一具体文件的实际大小。所有MacPaint图像大小都一样，所以还原它们的软件不必担心这方面的内部工作。<BR>MacBinary表头中有两个长整数，分别用来定义Macintosh文件类型及文件的创建者（files 
creator），Mac中有一套独特的系统专用于维护这种数据。每个文件“类型”指定一个4byte程序码（code），这4个bytes既可作为4个byte来处理，也可作为一个长整数来处理，主要根据当时用哪一种方式最方便。每个生成文件的程序还有一个4byte的署名，称为“创建者（creator）”域（field）。MacPaint文件的文件类型是PNTs，如果文件最初是由MacPaint建立，则其“创建者”域为MPNT。然而，由于有多个不同的Macintosh应用程序能够产生MacPaint格 
式文件，所以我们不能假定“创建者”域就是MPNT。<BR>类型域（Type field）位于MactBinary表头的第0041H到0044H 
byte之中。这样，如果从这一位置开始的4个byte是PNIG；就可认为这是个MacPaint图像文件，并对其（比如前述的动物图像文件）进行解码。<BR>移植到PC上的Macintosh文件原始名称保存在MacBinary表头的第2至6个byte中，表头中的第一个byte始终是零。文件名称以Pascal语言风格贮存，即字符串中的第一个byte表示该字符串剩余部分的长度。字符甲没有必要以零作为结束标志。<BR>最后，从第132个bytes开始，一直到文件出现，即超过MacBinary表头4个byte，都是图样数据，每个图样为8个bytes长。<BR><BR>做为一种通用的单色图形格式， 
MacPaint文件的主要缺点很容易列举。它固定的图像尺寸是一个明显的问题，因为大幅图形（特别是那些来自扫描器的）是通用的，并且是人们有兴趣研究的。再者，如果我们把MacBinary表头和它的绘画图样包括在内，那么这种文件格式就要携带一个超大的文件表头。<BR>因此，仅仅有少数几种PC应用程序确实想要接收MacPaint文件。如果有人硬要的话，也有某些PC应用程序会这样做，但是这并非它们的优先选择。<BR>GEM／IMG图像文件是这些应用程序最先的选择之一，它在许多方面鉴于MacPaint文件的优点一有效的图像压缩法，一种易于解码的格式，等等一可以说，它没有什么不足之处。除此之外，IMG格式适用于任何尺寸的图像，其表头是本书讨论的所有文件表头中最小的一个，只有16 
byte。<BR>尽管IMG文件具有这些特性，但它们在桌面排版领域之外并不十分流行。如果对PC来说有一种通用的图像文件格式，那么它或许就是PC 
Paintbrush PCX格式，我们将在下一节详细讨论这种格式。通常IMG格式与Digital Reesearch的有关应用程序以及Ventura 
Publisher排版软件相联系，这两种软件一个应用了GEM视窗环境，一个应用在改进的GEM排版下。<BR>若要设计一个基于Ventura