图形系统图形格式与图形工具课件

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1、计算机图形学计算机图形学第二讲第二讲 图形系统、格式与工具图形系统、格式与工具华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院CAD中心中心吴义忠吴义忠 cad. 图形系统图形格式与图形工具本讲内容本讲内容 2.1 图形图形系统系统的的硬件硬件 2.2 图形系统图形系统的软件的软件 2.3 图形核心与标准图形核心与标准 2.4 图形（像）格式图形（像）格式 2.5 常用的图形解决方案常用的图形解决方案图形系统图形格式与图形工具计算机系统：计算机系统： 主机主机外围设备：外围设备： 存储设备、网络设备存储设备、网络设备图形输入：图形输入： 键盘、鼠标、光笔、键盘、鼠标、光笔、 数字化仪、扫描仪、数字化仪

2、、扫描仪、 虚拟现实输入设备虚拟现实输入设备输出设备：输出设备： 显示器、绘图机、显示器、绘图机、 打印机、投影仪、打印机、投影仪、 三维立体显示设备三维立体显示设备 虚拟现实输出设备虚拟现实输出设备2.1 2.1 图形系统图形系统的硬件的硬件图形系统图形格式与图形工具图形系统图形格式与图形工具其他图形输入设备逆向工程中常使用逆向工程中常使用 三坐标测量仪三坐标测量仪 激光扫描仪激光扫描仪图形系统图形格式与图形工具图形显示设备 阴极射线管阴极射线管(CRT：Cathode Ray Tube)占统治地位的显示器件占统治地位的显示器件 液晶显示液晶显示 等离子体显示等离子体显示 其他显示器其他显示

3、器激光显示激光显示光二极管显示光二极管显示图形系统图形格式与图形工具CRT显示器工作原理CRT的结构，由装在一个玻璃壳内的电子枪、偏转系统及荧光屏组成 灯丝阴极加速极控制栅聚焦极加速极荧光屏水平偏转板垂直偏转板图形系统图形格式与图形工具彩色阴极射线管彩色阴极射线管RGB三支电子枪三支电子枪图形系统图形格式与图形工具CRT图形显示器图形显示器p 随机扫描的图形显示器随机扫描的图形显示器p 直视存储管图形显示器直视存储管图形显示器p 光栅扫描的图形显示器光栅扫描的图形显示器图形系统图形格式与图形工具向量（向量（vector）显示器、笔划（显示器、笔划（Stroke writing）显示器。显示器。

4、随机扫描（随机扫描（random-scan）的图形显示器中电子束的图形显示器中电子束的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫描轨迹随的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化，只在需要的地方扫描，而不必全显示内容而变化，只在需要的地方扫描，而不必全屏扫描。屏扫描。 随机扫描的图形显示器随机扫描的图形显示器图形系统图形格式与图形工具随机扫描的图形显示器随机扫描的图形显示器随机扫描图形显示器的工作原理随机扫描图形显示器的工作原理图形系统图形格式与图形工具p无冗余扫描、速度快、图像清晰、比光栅系无冗余扫描、速度快、图像清晰、比光栅系统更高的分辨率、生成光滑线条；统更高的分辨率、生成光滑线

5、条；p不能显示逼真场景、和电视标准不一致、驱不能显示逼真场景、和电视标准不一致、驱动系统也较复杂。动系统也较复杂。随机扫描的图形显示器随机扫描的图形显示器图形系统图形格式与图形工具屏幕存储栅收集栅写电子枪电子流读出电子枪写阴极直视存储管图形显示器直视存储管图形显示器工作原理工作原理直视存储管直视存储管DVST（direct-view storage tube）从表面上看直从表面上看直视存储管的特性极象一个有长余辉的荧光屏，一条线一旦画在视存储管的特性极象一个有长余辉的荧光屏，一条线一旦画在屏幕上，在一小时之内都将是可见的。屏幕上，在一小时之内都将是可见的。 图形系统图形格式与图形工具无需刷新；

6、无需刷新；很复杂的图形都可以在极高的分辨率下无闪很复杂的图形都可以在极高的分辨率下无闪烁地显示；烁地显示；成本较低；成本较低；不能显示彩色；不能显示彩色；不能局部修改；不能局部修改；擦除和重画过程可能持续较长时间。擦除和重画过程可能持续较长时间。直视存储管图形显示器直视存储管图形显示器图形系统图形格式与图形工具光栅扫描图形显示器光栅扫描图形显示器 光栅扫描原理光栅扫描原理水平扫描（显示）水平扫描（显示）水平回扫（消隐）水平回扫（消隐）垂直回扫（消隐）垂直回扫（消隐）图形系统图形格式与图形工具工作原理：工作原理：光栅扫描是控制电子束按某种光栅形状进光栅扫描是控制电子束按某种光栅形状进行的顺序扫描

7、，而字符、图像是靠行的顺序扫描，而字符、图像是靠Z轴信号控制辉亮轴信号控制辉亮来形成的。来形成的。辉亮放大器视频信号水平同步垂直同步水平振荡垂直振荡水平驱动垂直驱动水平输出垂直输出高压CRTyxz光栅扫描图形显示器的工作原理光栅扫描图形显示器的工作原理图形系统图形格式与图形工具像素像素（pixel或或pel，是是picture element的简的简写）写）: 像素信息从应用程序转换并放入帧缓像素信息从应用程序转换并放入帧缓冲区的过程称之为冲区的过程称之为扫描转换过程扫描转换过程。刷新缓冲存储器刷新缓冲存储器（refresh buffer）或称帧或称帧缓冲存储器（缓冲存储器（frame buf

8、fer）。光栅扫描图形显示器光栅扫描图形显示器图形系统图形格式与图形工具光点光点一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点。显示器能够显示的最小的发光点。像素点像素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。相关概念相关概念分辨率分辨率图形系统图形格式与图形工具屏幕分辨率屏幕分辨率，也称为光栅分辨率，它决定，也称为光栅分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，任何显示了显示系统最大可能的分辨率，任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物控

9、制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率。理分辨率。通常用水平方向上的通常用水平方向上的光点数光点数与垂直方向上与垂直方向上的光点数的的光点数的乘积乘积来表示。来表示。相关概念相关概念分辨率分辨率图形系统图形格式与图形工具显示分辨率显示分辨率是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率，实际应用中简称为率，实际应用中简称为显示模式显示模式。对于文本显示方式，显示分辨率用水平和垂直方向上所能显对于文本显示方式，显示分辨率用水平和垂直方向上所能显示的字符总数的乘积表示。示的字符总数的乘积表示。对于图形显示方式，则用水平和垂直方向上所能显示对于图形显示方式

10、，则用水平和垂直方向上所能显示的象素的象素点总数的乘积点总数的乘积表示。表示。显示分辨率不同，它所对应的象素点大小也不同显示分辨率不同，它所对应的象素点大小也不同。相关概念相关概念分辨率分辨率图形系统图形格式与图形工具分辨率 电子束产生的光点直径通常为电子束产生的光点直径通常为0.25- -0.5mm ,若取屏若取屏幕的有效面积为幕的有效面积为3030cm2，则可在屏幕上构成了则可在屏幕上构成了10241024个网格个网格, ,也称为栅格，其单位约等于也称为栅格，其单位约等于0.3mm。 同样大小的屏幕，如光点直径小，则网格数就可增同样大小的屏幕，如光点直径小，则网格数就可增多，称分辨率高（分

11、辨率是指两个光点之间的最小多，称分辨率高（分辨率是指两个光点之间的最小距离，是指分辨能力大小的物理量）。距离，是指分辨能力大小的物理量）。 分辨率越高图形线条越平滑，图形越清晰。目前微分辨率越高图形线条越平滑，图形越清晰。目前微机显示器的光点有约机显示器的光点有约0.26及及0.32mm等，分辨率可达等，分辨率可达1024768图形系统图形格式与图形工具象素的灰度和颜色 光栅化后的象素值存放在帧缓存中，每个单元地光栅化后的象素值存放在帧缓存中，每个单元地址与屏幕上的象素地址是一一对应的，但单元的址与屏幕上的象素地址是一一对应的，但单元的位数位数可以不同：可以不同：当只存一位时，则代表该象素亮或

12、不亮，图形只有黑白当只存一位时，则代表该象素亮或不亮，图形只有黑白效果，效果，如有如有8位位(如图中所示，也称位面如图中所示，也称位面1到位面到位面8)，则每个象素，则每个象素值的变化有值的变化有256种，就可用来表示不同灰度或颜色，图种，就可用来表示不同灰度或颜色，图形就有灰度和彩色形就有灰度和彩色常用的是常用的是4位或位或8位位,16,16位，位，24位位,32,32位，可以表示十分丰位，可以表示十分丰富的色彩等级富的色彩等级图形系统图形格式与图形工具在在颜色位面法颜色位面法中，帧缓存被中，帧缓存被分成若干独立的存储区域，分成若干独立的存储区域，每一个区域称为一个位面每一个区域称为一个位面

13、（Bit PlaneBit Plane），），每个位面控每个位面控制制一一种单纯颜色值或者种单纯颜色值或者灰度灰度，每一个图形象素点在每个位每一个图形象素点在每个位面中占一位，通过几个位面面中占一位，通过几个位面中的同一位组合成一个象素。中的同一位组合成一个象素。相关概念相关概念像素与帧缓存像素与帧缓存 颜色位面法颜色位面法图形系统图形格式与图形工具 具有具有24位面彩色帧缓存的显示器位面彩色帧缓存的显示器图形系统图形格式与图形工具颜色查找表颜色查找表也称调色板，是由高速的随机也称调色板，是由高速的随机存储器组成，用来储存表达象素色彩的代存储器组成，用来储存表达象素色彩的代码。此时帧缓冲存储器

14、中每一象素对应单码。此时帧缓冲存储器中每一象素对应单元的代码不再代表该象素的色彩值，而是元的代码不再代表该象素的色彩值，而是作为查色表的地址索引作为查色表的地址索引。显然，写入帧缓冲存储器的值不变，选择显然，写入帧缓冲存储器的值不变，选择的调色板不同，则显示的图像色彩不同的调色板不同，则显示的图像色彩不同相关概念相关概念颜色查找表颜色查找表图形系统图形格式与图形工具具有具有24位面彩色帧缓存和位面彩色帧缓存和10位颜色查找表的显示器位颜色查找表的显示器图形系统图形格式与图形工具2.2 2.2 图形系统图形系统的软件组成的软件组成系统组成 系统软件 支撑软件 应用软件图形系统图形格式与图形工具2

15、.2.1 系统软件 概念概念 提供图形运行提供图形运行环境的通用软件或工具软件环境的通用软件或工具软件 分类分类 操作系统操作系统 Windows、Unix、Linux、Dos、OS等等数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS） SQL server、ORACLE、SYBASE、ACCESS网络服务软件网络服务软件 服务器操作系统、文件服务器软件、通信软件等服务器操作系统、文件服务器软件、通信软件等基础算法、界面支撑类库基础算法、界面支撑类库 VC，VB的基础算法、图形界面类库的基础算法、图形界面类库图形系统图形格式与图形工具2.2.2 支撑软件 概念概念 在系统软件的基础上开发的满足在系统软

16、件的基础上开发的满足CG用户用户一些共同需要的一些共同需要的通用软件或工具软件通用软件或工具软件 分类分类 计算机分析软件计算机分析软件 常用数学方法库及其可视化常用数学方法库及其可视化 有限元分析有限元分析 优化设计优化设计集成化集成化图形系统图形系统软件软件 AutoCAD、SolidWorks、UG、ProE、CATIA数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）图形核心系统（图形核心系统（GKS,Parasolid,ACISGKS,Parasolid,ACIS） 数据交换接口数据交换接口 图形系统图形格式与图形工具2.2.3 应用软件 在系统软件、支撑软件的基础上，针对某一专门领域在系统

17、软件、支撑软件的基础上，针对某一专门领域的需要而研制的软件的需要而研制的软件 通常由用户结合当前设计工作自行开发，也称为通常由用户结合当前设计工作自行开发，也称为“二二次开发次开发” 与支撑软件比较：与支撑软件比较： 应用软件主要是为某一特定产品开发出来的软件，而支撑软应用软件主要是为某一特定产品开发出来的软件，而支撑软件是一些通用性的软件件是一些通用性的软件 应用软件通常利用已有的支撑软件的技术及二次开发功能，应用软件通常利用已有的支撑软件的技术及二次开发功能，而不是从头开始而不是从头开始 支撑软件一般市场上买的到，而应用软件需要用户开发支撑软件一般市场上买的到，而应用软件需要用户开发 应用

18、软件逐步商品化成通用软件后，也可以称为支撑软件应用软件逐步商品化成通用软件后，也可以称为支撑软件图形系统图形格式与图形工具2.3 图形核心与图形标准 向高级语言提供相应的接口程序向高级语言提供相应的接口程序(图形库图形库)，以，以实现图形向设备的输出实现图形向设备的输出 依赖于所用的操作系统的图形接口依赖于所用的操作系统的图形接口 DOS下下graphic库库 Borland C+的的DOS版提供版提供BGI接口接口 Windows的的GUI提供与设备无关的绘图函数，提供与设备无关的绘图函数，WPF/SiverLight（.Net Framework 4） UNIX操作系统由具有统一接口的操作

19、系统由具有统一接口的Xlib库库 统一不同硬件环境和操作系统平台下的接口统一不同硬件环境和操作系统平台下的接口 GKS、GKS-3D、PHIGS、GL/OpenGL、Java2d/3d、DirectX/3d图形系统图形格式与图形工具图形交换标准 为了满足为了满足不同应用不同应用系统之间对工程产品数据系统之间对工程产品数据模型的交换、共享需要，制订了图形模型的交换、共享需要，制订了图形(产品产品)信信息交换标准息交换标准 IGES: Initial Graphics Exchange Specification DXF: Drawing Exchange Format STL：STereoLit

20、hogrphy VRML：Visual Reality Markup（标记）（标记） Language STEP: Standard for the Exchange of Product model Data图形系统图形格式与图形工具IGES 在不同的在不同的CAD/CAM系统之间进行交换数据系统之间进行交换数据 过去常采用的方法是把一个系统产生的数据文件过去常采用的方法是把一个系统产生的数据文件翻译成另一个翻译成另一个CAD/CAM系统能识别的数据文件系统能识别的数据文件 多个多个CAD/CAM系统就需要多个翻译器系统就需要多个翻译器 基本图形转换规范基本图形转换规范IGES 如数据要从系

21、统如数据要从系统A传递到系统传递到系统B，必须由系统必须由系统A中的中的IGES前处理器把这些传送的数据格式转换为前处理器把这些传送的数据格式转换为IGES格式，再由格式，再由系统系统B中的中的IGES后处理器把其从后处理器把其从IGES格式转换为该系统格式转换为该系统内部的数据格式，反之亦然内部的数据格式，反之亦然 IGES 1982年成为年成为ANSI标准，目前虽然不是标准，目前虽然不是ISO标准，实标准，实际上已是工业标准际上已是工业标准图形系统图形格式与图形工具IGES特点特点 数据格式相对简单数据格式相对简单 不能精确地完整转换数据，其原因是在不同的不能精确地完整转换数据，其原因是在

22、不同的CAD/CAM系统之间许多概念不一样，使得某些定系统之间许多概念不一样，使得某些定义数据或信息会丢失义数据或信息会丢失 在转换数据的过程中可能会产生错误，且很难确定，在转换数据的过程中可能会产生错误，且很难确定，常要人工去处理常要人工去处理IGES文件文件 产生的数据量太大产生的数据量太大 图形系统图形格式与图形工具DXF格式AutoCAD(Drawing Interchange Format或者或者Drawing Exchange Format) 绘图交换文件。绘图交换文件。DXF 是是Autodesk公司开发的用于公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间进行与其它软件之间进行CAD

23、数据交换的数据交换的CAD数据数据文件格文件格式式。DXF是一种开放的矢量数据格式，可以分为两类：是一种开放的矢量数据格式，可以分为两类：ASCII格式和二进制格式；格式和二进制格式；ASCII具有可读性好，但占有空间较大；二具有可读性好，但占有空间较大；二进制格式占有空间小、读取速度快。由于进制格式占有空间小、读取速度快。由于Autocad现在是最流行现在是最流行的的cad系统，系统，DXF也被广泛使用，成为事实上的标准。绝大多数也被广泛使用，成为事实上的标准。绝大多数CAD系统都能读入或输出系统都能读入或输出DXF文件。文件。 DXF文件是由很多的文件是由很多的“代码代码”和和“值值”组成

24、的组成的“数据对数据对”构造构造而成，这里的代码称为而成，这里的代码称为“组码组码”（group code），指定其后的值），指定其后的值的类型和用途。每个组码和值必须为单独的一行的。的类型和用途。每个组码和值必须为单独的一行的。 DXF文件被组织成为多个文件被组织成为多个“段段”（section），每个段以组码），每个段以组码“0”和字符串和字符串“SECTION”开头，紧接着是组码开头，紧接着是组码“2”和表示段名的和表示段名的字符串（如字符串（如HEADER）。段的中间，可以使用组码和值定义段）。段的中间，可以使用组码和值定义段中的元素。段的结尾使用组码中的元素。段的结尾使用组码“0”和

25、字符串和字符串“ENDSEC”来定义。来定义。 图形系统图形格式与图形工具DXF文件格式ASCII 格式的格式的 DXF 可以用可以用文本编辑器文本编辑器进行查看。进行查看。DXF 文件的基本组成如下所示：文件的基本组成如下所示： HEADER 部分部分 - 图的总体信息。每个参数都有一个变量名和相应的值。图的总体信息。每个参数都有一个变量名和相应的值。 CLASSES 部分部分 - 包括包括应用程序应用程序定义的类的信息，这些实例将显示在定义的类的信息，这些实例将显示在 BLOCKS、ENTITIES 以及以及 OBJECTS 部分。通常不包括用于充分用于与其它应用程序交互的信息。部分。通常

26、不包括用于充分用于与其它应用程序交互的信息。 TABLES 部分部分 - 这部分包括命名条目的定义。这部分包括命名条目的定义。 Application ID (APPID) 表表 Block Recod (BLOCK_RECORD) 表表 Dimension Style (DIMSTYPE) 表表 Layer (LAYER) 表表 Linetype (LTYPE) 表表 Text style (STYLE) 表表 User Coordinate System (UCS) 表表 View (VIEW)表表 Viewport configuration (VPORT) 表表 BLOCKS 部分部分

27、- 这部分包括这部分包括 Block Definition 实体用于定义每个实体用于定义每个 Block 的组成。的组成。 ENTITIES 部分部分 - 这部分是绘图实体，包括这部分是绘图实体，包括 Block References 在内。在内。 OBJECTS 部分部分 - 包括非图形对象的数据，供包括非图形对象的数据，供 AutoLISP 以及以及 ObjectARX 应用程序所使应用程序所使用。用。 THUMBNAILIMAGE 部分部分 - 包括包括 DXF 文件的预览图。文件的预览图。 END OF FILE 图形系统图形格式与图形工具VRML格式VRML即虚拟现实即虚拟现实建模语

28、言建模语言。是一种用于建立真实世界的场是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，也具有平台的场景建模语言，也具有平台无关性。是目前无关性。是目前Internet上基于上基于 WWW的三维互动网站制作的的三维互动网站制作的主流语言。主流语言。 VRML是虚拟现实造型语言的是虚拟现实造型语言的简称，本质上是一种面向简称，本质上是一种面向web，面向对象面向对象的三维造型语言，而的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。且它是一种解释性语言。VRML的对象称为结点，子结的对象称为结点，子结点的集合可以构成复杂的景物。点的集合可以构成复杂的景物。结点可

29、以通过实例得到复用，结点可以通过实例得到复用，对它们赋以名字，进行定义后，对它们赋以名字，进行定义后，即可建立动态的即可建立动态的VR（虚拟世（虚拟世界）。界）。VRML支持多媒体支持多媒体其实体模型可由其实体模型可由CAD软软件直接输出件直接输出图形系统图形格式与图形工具STL格式STL文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个顶点的三维坐标，三角形面片的法矢量。三角形顶点的排列顺序遵循右手法个顶点的三维坐标，三角形面片的法矢量。三角形顶点的排列顺序遵循右手法则，三角形面片的个数则按则，三角形面片的个数则

30、按STL文件的类型，有直接给出的，也有不给出的。文件的类型，有直接给出的，也有不给出的。STL文件中还包括其它一些信息，如文件名，文件描述等等。文件中还包括其它一些信息，如文件名，文件描述等等。STL文件有两种类型，文件有两种类型，ASC格式和二进制格式：格式和二进制格式： ASC格式，即文本格式，使用字符串来描述三角形面片的定义及其它格式，即文本格式，使用字符串来描述三角形面片的定义及其它信息。它使用以下关键字：信息。它使用以下关键字：solid, facet normal, outer loop, vertex, endloop, endfacet, endsolid。整个文件可描述如下：

31、。整个文件可描述如下：solid /STL文件开始标志及此文件名文件开始标志及此文件名facet normal 法矢量的三个分量值法矢量的三个分量值outer loopvertex 第一个顶点的三维坐标第一个顶点的三维坐标vertex 第二个顶点的三维坐标第二个顶点的三维坐标vertex 第三个顶点的三维坐标第三个顶点的三维坐标endloop /三角形顶点定义结束三角形顶点定义结束endfacet /第一个三角形面片定义结束第一个三角形面片定义结束endsolid /整个文件结束整个文件结束 二进制格式，在此格式下的每个三角形面片占固定的二进制格式，在此格式下的每个三角形面片占固定的50字节。

32、其格式描字节。其格式描述如下：述如下：地址长度地址长度(字节字节)数据类型描述数据类型描述 图形系统图形格式与图形工具STEP 国际标准化组织国际标准化组织ISO制定产品数据模型转换标准制定产品数据模型转换标准STEP 克服克服IGES存在的问题，扩大转换存在的问题，扩大转换CAD/CAM系统中系统中几何、拓扑数据的范围几何、拓扑数据的范围 产品数据模型覆盖产品整个生命周期，全面定义了产产品数据模型覆盖产品整个生命周期，全面定义了产品所以得数据单元，包括设计、分析、制造、测试、品所以得数据单元，包括设计、分析、制造、测试、检验零部件或机构所需的几何、拓扑、公差、关系、检验零部件或机构所需的几何

33、、拓扑、公差、关系、属性和性能等数据属性和性能等数据 针对不同的领域制定了相应的应用协议针对不同的领域制定了相应的应用协议 ，覆盖的领覆盖的领域包括二维工程图、一般机械设计和工艺、造船、建域包括二维工程图、一般机械设计和工艺、造船、建筑、汽车制造筑、汽车制造 图形系统图形格式与图形工具2.4 图形（像）格式图形（像）格式 BMP TIFF DIB JPEG 图形系统图形格式与图形工具BMP点阵点阵图形图像文件图形图像文件p*.bmp(Bitmap)*.bmp是是Windows中的标准图像文件格式，已成中的标准图像文件格式，已成为为PC机机Windows系统中事实上的工业标准，有系统中事实上的工

34、业标准，有压缩和不压缩两种形式。它以独立于设备的方压缩和不压缩两种形式。它以独立于设备的方法描述位图，可用非压缩格式存储图像数据，法描述位图，可用非压缩格式存储图像数据，解码速度快，支持多种图像的存储，常见的各解码速度快，支持多种图像的存储，常见的各种种PC图形图像软件都能对其进行处理。在图形图像软件都能对其进行处理。在PhotoShop中，最多可以使用中，最多可以使用16M的色彩渲染的色彩渲染bmp图像。图像。图形系统图形格式与图形工具DIB设备无关位图设备无关位图 *.dib(Device Independent Bitmap)*.dib是一种类似于是一种类似于*.bmp的图形文件格式，的

35、图形文件格式，描述图像的能力与描述图像的能力与*.bmp基本相同，并且基本相同，并且能够运行在多种硬件平台上，只是文件较能够运行在多种硬件平台上，只是文件较大。常见的各种大。常见的各种P C图形图像软件都能够图形图像软件都能够对其进行处理。对其进行处理。图形系统图形格式与图形工具TIF/TIFF标签图像文件格式 *.tif/*.tiff(Tag Image ) *.tiff是由是由Aldus为为Macintosh机开发的一种图形文件格机开发的一种图形文件格式式，现在，现在Windows上主流的图像应用程序都支持该格上主流的图像应用程序都支持该格式式。大多数。大多数扫描仪也都可以输出扫描仪也都可

36、以输出*.tiff格式的图像文件。格式的图像文件。该格式支持的色彩数最高可达该格式支持的色彩数最高可达1 6M种种。 其其特点是：存储的图像质量高，但占用的存储空间也特点是：存储的图像质量高，但占用的存储空间也非常大，其大小是相应非常大，其大小是相应*.gif图像的图像的3倍，倍，*.jpeg图像的图像的10倍；细微层次的信息较多，有利于原稿阶调与色彩倍；细微层次的信息较多，有利于原稿阶调与色彩的复制的复制。 该该格式有压缩和非压缩两种形式，其中压缩形式使用格式有压缩和非压缩两种形式，其中压缩形式使用的是的是L ZW(Lempel-Ziv-Welch)无损压缩方案无损压缩方案。 由于由于* .

37、tiff独特的可变结构，所以对独特的可变结构，所以对*.tiff文件解压缩文件解压缩非常困难非常困难。图形系统图形格式与图形工具GIF图像互换格式*.gif(Graphics Interchange Format)*.gif是在各种平台的各种图形处理软件上均能够处理的、经过是在各种平台的各种图形处理软件上均能够处理的、经过压缩的一种图形文件格式。它是可在压缩的一种图形文件格式。它是可在Macintosh、Amiga、Atati、IBM 机器间进行移植的一种标准位图格式机器间进行移植的一种标准位图格式。该该格式由格式由Compuserver 公司创建，存储色彩最高只能达到公司创建，存储色彩最高只

38、能达到256种。种。在颜色深度和图像大小上，在颜色深度和图像大小上，*.gif类似于类似于*.pcx；在结构上，；在结构上，*.gif类似于类似于*.tiff。正正因为它是经过压缩的图像文件格式，所以大多用在网络传输因为它是经过压缩的图像文件格式，所以大多用在网络传输上，速度要比传输其他图像文件格式快得多上，速度要比传输其他图像文件格式快得多。它它的最大缺点是最多只能处理的最大缺点是最多只能处理2 56种色彩，故不能用于存储真彩种色彩，故不能用于存储真彩色的色的图像文件图像文件.其其GIF89a格式能够存储成背景透明的形式，并且可以将数张图格式能够存储成背景透明的形式，并且可以将数张图存成一个

39、文件，从而形成动画效果。存成一个文件，从而形成动画效果。图形系统图形格式与图形工具PNG流式网络图形格式*.png (Portable Network Graphics)*.png是一种能存储是一种能存储32位信息的位图文件格式，其图像质量远胜位信息的位图文件格式，其图像质量远胜过过*.gif。同。同*.gif一样，一样，*.png也使用无损压缩方式来减少文件的也使用无损压缩方式来减少文件的大小。在压缩位图数据时，它采用了颇受好评的大小。在压缩位图数据时，它采用了颇受好评的l z77算法的一算法的一个变种个变种。目前目前，越来越多的软件开始支持这一格式，在不久的将来，它，越来越多的软件开始支持

40、这一格式，在不久的将来，它可能会在整个可能会在整个Web上广泛流行。上广泛流行。*.png图像可以是灰阶的（图像可以是灰阶的（1 6位）位）或彩色的（或彩色的（48位），也可以是位），也可以是8位的索引色。位的索引色。*.png图像使用的图像使用的是高速交替显示方案，显示速度很快，只需要下载是高速交替显示方案，显示速度很快，只需要下载1/64的图像信的图像信息就可以显示出低分辨率的预览图像息就可以显示出低分辨率的预览图像。与与* .gif不同的是，不同的是，*.png图像格式不支持动画。图像格式不支持动画。图形系统图形格式与图形工具WMF/EMF *.wmf(Windows Meta)*.wm

41、f是是Microsoft Windows中常见的一种图元文件格中常见的一种图元文件格式，它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形式，它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的组成部分拼接而成，但其图形往往较常由各个独立的组成部分拼接而成，但其图形往往较粗糙，并且只能在粗糙，并且只能在M icrosoft Office中调用编辑。中调用编辑。 *.emf(Enhanced MetaFile)*.emf是由是由Microsoft公司开发的公司开发的Windows 32位扩展图位扩展图元文件格式。其总体设计目标是要弥补在元文件格式。其总体设计目标是要弥补在Microsoft Wind

42、ows 3.1(Win16)中使用的中使用的*.wmf文件格式的不足，文件格式的不足，使得图元文件更加易于使用。使得图元文件更加易于使用。图形系统图形格式与图形工具EPS *.eps(Encapsulated PostScript)*.eps是用是用PostScript 语言描述的一种语言描述的一种ASCII图图形文件格式，在形文件格式，在PostScript图形打印机上能打图形打印机上能打印出高品质的图形图像，最高能表示印出高品质的图形图像，最高能表示32位图位图形图像形图像。 该该格式分为格式分为PhotoShop EPS格式格式(Adobe Illustrator Eps)和标准和标准E

43、PS格式，其中标准格式，其中标准EPS格式又可分为图形格式和图像格式格式又可分为图形格式和图像格式。图形系统图形格式与图形工具JPEG/JPG联合图像专家小组 *.jpg/*.jpeg(Joint Photographic Expert Group)*.jpg/*.jpeg是是24位的图像文件格式，也是一种高效率位的图像文件格式，也是一种高效率的压缩格式，文件格式是的压缩格式，文件格式是JPEG（联合图像专家组）（联合图像专家组）标准的产物，该标准由标准的产物，该标准由ISO与与CCI TT（国际电报电话（国际电报电话咨询委员会）共同制定，是面向连续色调静止图像的咨询委员会）共同制定，是面向连

44、续色调静止图像的一种压缩标准一种压缩标准。 通过通过损失极少的分辨率，可以将图像所需存储量减少损失极少的分辨率，可以将图像所需存储量减少至原大小的至原大小的10。由于其。由于其高效的压缩效率高效的压缩效率和标准化要和标准化要求，目前已广泛用于彩色传真、静止图像、电话会议、求，目前已广泛用于彩色传真、静止图像、电话会议、印刷及新闻图片的传送上。但印刷及新闻图片的传送上。但那些被删除的资料无法那些被删除的资料无法在解压时还原在解压时还原，所以，所以* .jpg/*.jpeg文件并不适合放大文件并不适合放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。图形系统图形格式与图

45、形工具TGA *.tga(Tagged Graphic)*.tga是是True Vision公司为其显示卡开发的一种图像文公司为其显示卡开发的一种图像文件格式，创建时间较早，最高色彩数可达件格式，创建时间较早，最高色彩数可达32位，其中位，其中包括包括8位位Alpha通道用于显示实况电视。该格式已经被通道用于显示实况电视。该格式已经被广泛应用于广泛应用于PC机的各个领域，而且该格式文件使得机的各个领域，而且该格式文件使得Windows与与3DS相互交换图像文件成为可能相互交换图像文件成为可能。 TGA图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图图像格式最大的特点是可以做出不规则形状的图形、图像文

46、件，一般图形、图像文件都为四方形，若形、图像文件，一般图形、图像文件都为四方形，若需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时，需要有圆形、菱形甚至是缕空的图像文件时，TGA可可就派上用场了就派上用场了。 TGA格式支持压缩，使用不失真的压缩算法。格式支持压缩，使用不失真的压缩算法。图形系统图形格式与图形工具RLE *.rle(Run Length Compressed)*.rle是一种压缩过的位图文件格式。是一种压缩过的位图文件格式。RLE压压缩方案是一种极其成熟的压缩方案，特点是缩方案是一种极其成熟的压缩方案，特点是无损失压缩无损失压缩(Lossless)，既节省了磁盘空间，既节省了磁盘空间，又

47、不损失任何图像数据。但是，有利就有弊，又不损失任何图像数据。但是，有利就有弊，在打开这种压缩文件时，要花费更多的时间。在打开这种压缩文件时，要花费更多的时间。此外，一些兼容性不太好的应用程序可能会此外，一些兼容性不太好的应用程序可能会打不开打不开* .rle文件。文件。图形系统图形格式与图形工具2.5 常用的图形解决方案常用的图形解决方案 OLE方案方案：容器内嵌入各种绘图对象容器内嵌入各种绘图对象 二二次开发方案：二维、三维次开发方案：二维、三维CAD系统上系统上 借助图形库：借助图形库：Graphics, GDI/GDI+, Java 2D/3D, WPF(SilverLight), OpenGL, OpenDWG 使用第三方专业控件：使用第三方专业控件：OWC(Office Web Components), Pro/Essential图表控件图表控件, visfire控件控件(Web图线），图线），MapGis地图控件，地图控件，Flow流程图控件，数学控件，流程图控件，数学控件，图形系统图形格式与图形工具思考题 上网搜索常用的图形工具，结合自己的专上网搜索常用的图形工具，结合自己的专业，考虑它的使用业，考虑它的使用图形系统图形格式与图形工具