Chapter 3 Raster Images

（个人笔记，由于刚开始学习再加上英语不太好，所以有的地理解的可能不太对，望指正）

Chapter 3 Raster Images

光栅图像(Raster Image)通常由一个2维数组表示，它存储了每个像素的颜色值，它是图像的一种设备无关的表示方法。
另一种表示图像的方法是矢量图(Vector Image)，它是分辨率相关的，但是需要在显示前进行光栅化。

3.1 Raster Device

光栅设备的分类：

1. 输出设备：
   1. 显示：
      1. Transmissive : liquid crystal display(LCD)
      2. Emissive : light-emitting diode(LED) display
   2. Hardcopy
      1. Binary : ink-jet printer
      2. Continuous tone : dye sublimation printer
2. 输入设备：
   1. 2D array sensor : digital camera
   2. 1D array sensor : flatbed sanner

3.2 Images, Pixels, and Geometry

如果一个图像包含$n_x$nx​列和$n_y$ny​行，左下角的像素位置是(0, 0)，右上角的是$(n_x-1, n_y-1)$(nx​−1,ny​−1)。

由于像素位置是在像素中心，所以需要移动半个像素的位置

$R = [-0.5, n_x - 0.5, -0.5, n_y - 0.5]$R=[−0.5,nx​−0.5,−0.5,ny​−0.5]

3.2.1 Pixel Value

图像一般由一组浮点数表示，可以是一个也可以是3个32位浮点数。

像素数据格式和它们的使用范围：

1. 1-bit 灰度值：文字和不需要其他中间灰度值的图像
2. 8-bit RGB颜色值：网络，email
3. 8-bit或10-bit RGB颜色值：电脑显示数字接口
4. 12-bit或14-bit RGB颜色值：raw格式的照片
5. 16-bit RGB颜色值：专业摄影和印刷
6. 16-bit 灰度值：医疗放射影像
7. 16-bit "half-precision"RGB：实时渲染的中间状态
8. 32-bit RGB：多用途软件渲染和处理HDR图像的中间格式

3.2.2 Monitor Intensities and Gamma

显示器显示正确的图像需要注意两个问题：

1. 显示器不是线性输出的：

$displayed/ intensity = (maximum intensity)a^{\gamma}$displayed/intensity=(maximumintensity)aγ

其中a是位与0到1之间的像素值。

一个可见的度量这个非线性状态是找到一个能使强度位与0和1之间的a：

$0.5 = a^{\gamma} \\ {\gamma}=\frac{ln0.5}{ln\ a}$0.5=aγγ=ln aln0.5​

一旦找到$\gamma$γ值就可以使用$\gamma$γ校正：

$a'=a^{\frac{1}{\gamma}}$a′=aγ1​

3.3 RGB Color

3.4 Alpha Compositing

在混合一个前景物体到背景物体上的最重要的信息是像素覆盖(pixel coverage)，它包含了前景物体覆盖的比率。