電腦基本運作：圖像表示法
在電腦的運算裡，除了數字之外，還會處理圖像。
但其實，我們所看到的文字，在電腦裡是被視為圖像的。
那麼電腦是如何來處理圖像的呢？
我們先來了解電腦的發展過程。
最早的電腦，不像現在這麼多彩多姿。
就跟電視一樣，最早剛發明出來時，只是黑白的。
早期的黑白電視機
１９８１年代ＩＢＭ個人電腦（黑底螢幕，綠色字）
其實只是螢幕顯示的像素，亮或不亮的作用而已。
所謂的「像素」，就是我們把電腦螢幕細分成許許多多的小格子。
每個最小的格子，就是１個「像素」。
在黑白螢幕中，每個小格子就是一顆小燈泡，
它的情況只有暗或亮兩種情況，
若以二進位來記錄，暗可用０表示，亮可用１來表示。
例如，以英文字母ａ這個字來看：
５ｘ６矩陣圖卡(每張圖卡約2cm x 2cm，一面空白，一面塗色)
英文字母ａ點陣圖（最左邊那排圖卡，是備用的)
請小朋友們練習一下，英文大寫字母G，
要如何表示？
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圖像 |
二進位表示法 |
簡化十進位表示法 |
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０１１００ |
1,2,2 |
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１００１０ |
0,1,2,1,1 |
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１００００ |
0,1,4 |
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１０１１１ |
0,1,1,3 |
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１００１０ |
0,1,2,1,1 |
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０１１００ |
1,2,2 |
若反過來，給你（妳）簡化的十進位表示法，
你能畫出圖像嗎？（更厲害的，不需畫圖像，直接轉換出二進位表示法)
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圖像 |
二進位表示法 |
簡化十進位表示法 |
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以上我們所用的圖像，都是最原始的黑白圖像。
每一個像素只有亮或不亮，兩種狀況，
所以每個像素可用１個ｂｉｔ（位元)來儲存。
例如：在上面5 x 6的矩陣圖像中，我們只要用３０bits就可以存完。
那如果我們用８ｘ８的矩陣來繪製黑白圖像，
那所需要的儲存位元數，總共需要６４bits。
了解到這邊後，我們再進一步來模擬一下，
如果這個螢幕不是黑白的，而是彩色的呢？
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黑白 1bit |
8色 3bits |
256色 8bits |
高彩 16bits |
各類彩色示意圖
256 色：每個像素占 8 位元 ( bits )，可顯示 256 種顏色。（適合卡通圖片）
高彩：每個像素占16 位元 ( bits )，可顯示 65536 種顏色。（適用自然景物）
全彩：每個像素占 24 位元 ( bits )，可顯示 16777216 種顏色。
全彩螢幕
請小朋友們練習，下方圖卡要如何表示？
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圖像 |
十進位表示法 |
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１３４０ |
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７０２６ |
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５１６２ |
各位同學試著算算看，上面這個４ｘ３的８色矩陣，
需用多少個ｂｉｔ（位元）來儲存呢？
每個像素需用３bits來儲存，
總共需要３ｘ１２＝３６（bits)
如果是前面那個５ｘ６矩陣的話，
那就需要３ｘ３０＝９０（bits)
而現在的電腦，在顏色的處理上，至少都用到高彩，甚至是全彩了。
接下來，我們來介紹一下，目前電腦在儲存圖片的幾個常用的格式。
一、點陣圖（.bmp .gif .jpg .png）
.bmp→Windows點陣圖（全彩），使用無失真的資料壓縮。
.gif→圖形交換格式（256色），網路上廣泛使用，支援動畫圖像，失真壓縮。
.jpg→聯合影像專家小組格式（全彩）。使用失真壓縮，可設定壓縮比。
.png→可攜式網路圖片（全彩）。無失真壓縮。可存成背景透明圖。
二、向量圖（.ai .svg）→放大不失真
.svg→基於XML的向量圖格式。(較通用)
.ai→Adobe Illustrator使用的向量格式。
底下有幾個情況，請你判斷適合用什麼圖形檔案格式來儲存？
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圖片需求 |
適用格式 |
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卡通動畫 |
.gif |
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大自然的風景照片 |
.jpg 或 .png |
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去背的人像圖片 |
.png |
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模型設計圖 |
.ai 或 .svg |
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