数据表示基础：位图

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概述

位图图形 - 图像中像素的集合，映射到特定内存位置，保存它们的二进制颜色值

像素 - 图像中由实色定义的最小可寻址区域，以二进制表示

此示例显示了一个位图图像，其中一部分被极大地放大，其中单个像素被渲染为小方块，并且可以很容易地看到。试着仔细观察你的显示器或手机屏幕，看看你是否能发现像素

分辨率

图像分辨率 - 图像每英寸/厘米包含的像素数

屏幕分辨率 - 每行像素数乘以每列像素数

示例

示例：计算屏幕分辨率

使用上面的图表，我们将计算出显示 VGA 屏幕上单个帧所需的像素数。

检查分辨率

Height = 480
Width = 640
Area = Width * Height = Total Pixels
Area = 640 * 480 = 307200

问题

练习：计算屏幕分辨率

什么是像素？

回答

图像中由实色定义的最小可寻址区域，以二进制表示。

什么是图像分辨率？

回答

图像每英寸/厘米包含的像素数

什么是屏幕分辨率？

回答

每行像素数乘以每列像素数

一个 100 像素 x 70 像素的图像的分辨率是多少？

回答

100 * 70 = 7000 像素

一个 30 像素 x 40 像素的图像的分辨率是多少？

回答

30 * 40 = 1200 像素

高清 1080p 图像的分辨率是多少？（使用上面的图表来帮助你）

回答

1920 x 1080 = 2073600 像素

如果我的图像分辨率是 700 像素，高度是 35，那么图像的宽度是多少？

回答

700 / 35 = 20 像素

拥有更高分辨率图像有什么好处？

回答

higher resolution images are able to display more detail, providing crisper images

拥有非常高分辨率图像有什么弊端呢？

回答

它将需要大量空间来存储。这意味着你会很快耗尽内存，或者传输图像到互联网或其他数据路由需要很长时间。

色彩深度

色彩深度 - 用于表示单个像素颜色的位数

色彩深度	1 位	2 位	4 位
示例
描述	单色，仅存储黑白	存储 4 种颜色 RGB(70,61,55), RGB(79,146,85) RGB(129,111,134), RGB(149,146,166)	存储有限的颜色
每像素的颜色数每像素	$2^{1}=2$	$2^{2}=4$	$2^{4}=16$
色彩深度	8 位	24 位
示例
描述	接近现实	很难看出与现实之间的区别
每像素的颜色数每像素	$2^{8}=256$	$2^{24}=16777216$

很明显，色彩深度越高，图片看起来就越接近现实。那么，为什么我们不把我们制作的每张图片的色彩深度都提高呢？答案应该很明显，对于固定分辨率，色彩深度越高，文件大小就越大。

示例

示例：计算不同色彩深度的文件大小

上面所有的图像都具有相同的分辨率

300*225 = 67500 pixels

如果第一张图片使用 1 位来存储每个像素的颜色，那么图片大小将是

Number of Pixels * Colour Depth = Image Size
      67500      *     1 bit    = 67500 bits

如果第二张图片使用 2 位来存储每个像素的颜色，那么图片大小将是

Number of Pixels * Colour Depth = Image Size
      67500      *    2 bit    = 135000 bits

查看其余的计算

对于第三张图片，使用 4 位来存储每个像素的颜色，那么图片大小将是

Number of Pixels * Colour Depth = Image Size
      67500      *    4 bit    = 270 000 bits

对于第三张图片，使用 8 位来存储每个像素的颜色，那么图片大小将是

Number of Pixels * Colour Depth = Image Size
      67500      *    8 bit    = 540 000 bits

对于第三张图片，使用 24 位来存储每个像素的颜色，那么图片大小将是

Number of Pixels * Colour Depth = Image Size
      67500      *    24 bit    = 1 620 000 bits

问题

练习：色彩深度

什么是色彩深度？

回答

The number of bits used to represent the colour of a single pixel

对于一个8位的颜色深度，每个像素可以存储多少种颜色？

回答

 $2^{8}=256$

为了表示每个像素1024种颜色，我需要什么颜色深度？

回答

10 as $2^{10}=1024$

对于一个30x40像素的图像，以下颜色深度的文件大小是多少？

4位

回答

 $30*40*4=4800bits$

6位

回答

 $30*40*6=7200bits$

2位

回答

 $30*40*2=2400bits$

如果一个像素的颜色深度为4位，它可以存储多少种颜色？

回答

 $2^{4}=16colours$

如果我们想要存储每个像素64种颜色，颜色深度需要多少位？

回答

6 as:  $2^{6}=64colours$

一个大小为20x30像素的图像，每个像素可以显示8种颜色，需要多少位？

回答

8 colours is 3 bits per pixel as:  $2^{3}=8colours$ 
h * w * b = 20 * 30 * 3 = 1800 bits

什么时候人们可能想要降低图像的颜色深度？

回答

When you want to save file space or when you only need a specific palate of colours such a mono-chrome