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位图和矢量图

位图(Bitmap)

位图是像素点按矩阵形式排列的一种图片, 肉眼可看到的颜色通常都可以用红绿蓝(RGB)三种颜色根据不同比例合成, 因此显示器每个像素只需要用这三种颜色的小LED组成, 便可显示各所有可见颜色. Photoshop中RGB三个通道便是使用了此原理. 下图是用高清摄像头拉近拍摄的笔记本屏幕像素点, 可以看到每个像素是三个红绿蓝小像素组成. 详情查看三原色-wikipedia

计算机的底层是数学, 所以我们可以制定一个位图的规范或标准, 就是使用三个分别代表RGB比例的数字来描述一个像素的颜色信息, 比如(0, 0, 0), 代表红绿蓝都没有的颜色信息(黑色). 遵循此规范的显示器可以通过这一组数字的值分别控制RGB三个小LED的色彩强度, 从而显示出(0, 0, 0)所对应的颜色. 常见的规范有sRGB, Linear sRGB, Adobe RGB等规范, 如下图

在计算机中常见的位图格式有 jpg, png, gif, bmp等. 以jpg为例, 它是24位的位图, 也就是每个像素占用24bit的空间, 由于位图每个像素是RGB三个通道组成, 因此每个像素的每一个通道都占用8bit空间, 8bit空间包含2^8=256等分, 因此jpg的色阶为256. 所以jpg格式的图片中 0 代表纯黑, 255 代表纯白. 但肉眼总是对偏暗色的区域更加敏感, 也就是说, 数值是亮度从0-20和亮度从235-255的变化, 肯定是0-20的变化更易被肉眼察觉. 所以后来引入了sRGB标准, 此标准把更多的色阶分到了暗部区域, 亮部区域保留更少的色阶. 因此又出现了各种新的装逼词汇, 比如gamma矫正, 线性工作流(Linear Workflow)等等. 说白了是为了保证显示质量的同时尽可能减小体积的情况下新增的各种标准. png有些不同, 它可以多出一个 8bit 的通道来保存透明度信息, 也就是常说的alpha通道, alpha通道中0代表完全透明, 255代表完全不透明. jpg不允许这样, 因此jpg无法做成透明图片(就算Ps中设置透明保存之后也会填充白色).

位图在计算机领域有大量的应用, 因为它原理简单, 很容易的表现超复杂的图形, 因为只需要关注每个像素颜色信息, 无需关注像素之间的联系. 而位图最大的弱点就是 占用体积大, 放大之后出现马赛克, 但弱点不是致命的, 占用体积大可以用先进的压缩算法尽可能弥补, 放大出现马赛克可以使用分辨率更高的位图. 所以这对位图的普及没有什么影响.

矢量图(Vector Graphic)

矢量图用的是另一种图形的标准, 它不用像素方式显示颜色. 只用约定好的规范或标记语言, 比如规定一个矩形使用rect标签表示, 遵循此规范的设备遇到rect都会显示一个矩形. 就算放大一百倍, 它的边缘也不会虚化, 就像数学坐标中的曲线, 优点是体积小, 放大之后清晰度不变. 你可能会感到疑惑: 为什么不用矢量图来存放AV? 并非不可以, 只是制作难度大, 没有位图逼真, 因为矢量图是使用的规定好的各种标签, 非常难制作复杂度高的图形. 每个标签在软件中是一个对应的节点, 节点过多也会导致性能下降.

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