专题7 数字图形图像处理技术（讲义）-浙江省（单独招生）计算机类《数字媒体技术》考纲讲练测

编写说明：本专辑为浙江省（单独招生）计算机类《数字媒体技术考纲讲练测》，严格依据浙江省普通高校单独招生考试大纲（专业课）计算机类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 浙江省计算机类 《数字媒体技术考纲讲练测》 专题7 数字图形图像处理技术 讲义 [考点解读] 1．掌握数字图形图像技术及应用。 [思维导图] [知识梳理] 1.图形图像处理技术的概念 数字图像处理技术是利用计算机对数字图像进行分析、增强、压缩、复原等操作的技术，具有可再现能力强、处理精度高、适用范围广和灵活性高等特点。 计算机图形处理技术是一种利用计算机生成、处理和显示图形的技术。它结合了计算机科学、数学、物理学和艺术等多个领域的知识，致力于创建逼真的视觉内容。 2.图形图像处理常用技术 (1)数字图像处理技术 数字图像处理的关键技术包括图像增强、图像复原、图像分割、特征提取和图像压缩等技术。 ①图像增强：是一种通过算法处理优化图像信息表达的技术手段，旨在改善图像的视觉质量或突出图像中的某些特征，以便更好地进行分析或展示。图像增强的目标不是恢复原始图像，而是通过处理使图像更适合特定应用。 ②图像复原：是指通过各种技术手段修复受损或退化的图像，使其尽可能恢复到原始状态。常见的复原技术包括去噪、去模糊、修复缺失区域、增强分辨率等。 图像复原和图像增强是图像处理中的两个重要技术，尽管它们的目标都是改变图像质量，但是它们的方法、目的和应用场景存在显著区别。 对比维度 图像增强 图像复原 目标 改善图像的视觉效果，使其更适合人眼观察或特定应用需求 恢复图像到原始状态，消除退化或失真 主要方法 亮度/对比度调整、直方图均衡化、色彩平衡、锐化滤波等 去噪、去模糊、去雾、修复缺失区域等 技术复杂度 相对简单，主要关注图像的视觉质量 通常更复杂，需要了解图像退化的模型和原因 应用场景 摄影、视频处理、计算机视觉、图像分析等 医学影像处理、安防监控、文化遗产保护等 ③图像分割：就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域，并提取其中感兴趣部分的技术和过程。一般来说，分割的这些区域互不相交，它们在颜色、亮度或纹理等方面与邻近图像有着差别，每个区域对应实际场景中的某个物体或某个特定部分，可以对每个区域进行单独的处理和分析。 图像分割在图像处理中发挥着重要作用，是后续图像分析、图像识别的前提和基础。例如，自动驾驶汽车需要实时识别道路、车辆及行人等障碍物，并根据识别结果进行路径规划和避障操作。通过图像分割技术可以将图像中的不同对象分割开，从而为自动驾驶汽车提供更准确的环境感知信息。 ④特征提取：是从图像中提取出有意义的、可区分的特征，以便于分类、识别或其他任务，如人脸识别、指纹识别等。 图像分割和特征提取在图像处理中是相辅相成的。图像分割侧重于将图像划分为多少个区域或对象，目的是分离图像中的不同部分。特征提取侧重于从图像中提取有意义的特征，目的是描述图像的内容。图像分割可以为特征提取提供更精确的区域，使得特征提取可以在特定的区域内进行，从而提高特征的准确性和代表性。特征提取的结果可以用于图像分割，例如通过提取的特征来判断像素或区域是否属于同一对象。 ⑤图像压缩：由于图像数据之间存在一定的冗余，包括空间冗余、时间冗余、视觉冗余和编码冗余等，图像压缩技术可以减少图像数据的冗余，同时尽可能保持图像的视觉质量，便于存储和传输。 (2)计算机图形处理技术 计算机图形处理技术主要包括图形生成与建模、图形渲染和人机交互等技术。 ①图形生成与建模：是计算机图形学中的核心研究内容之一，主要包括基本图形生成、曲线与曲面建模、三维建模和自然现象建模等。 基本图形生成：是计算机图形学的基础，主要研究如何生成简单的点、线、圆、多边形等几何图形。 曲线与曲面建模：是图形生成的高级内容，其主要研究如何用数学方法描述复杂的曲线和曲面。例如，利用控制点定义平滑曲线的贝塞尔曲线和利用控制网格定义平滑曲面的贝塞尔曲面。 三维建模：是图形生成的核心内容，主要研究如何创建和编辑三维几何模型。三维建模可以通过3ds Max、Maya等3D建模软件创建，也可由算法生成。 自然现象建模：研究如何模拟自然界的复杂现象，如地形、云、水、火焰等。例如，可通过粒子系统模拟云、火焰、烟雾等动态效果。 ②图形渲染：是指通过计算机算法将三维场景中的几何、材质、光照等信息转换为二维图像的过程。渲染的目标是生成逼真的图像，使观众感受到场景的真实感。图形渲染的方法很多，主要包括光栅化渲染、光线追踪、路径追踪等。 ③人机交互：是指用户通过输入设备与计算机进行交互，计算机通过输出设备向用户反馈信息的过程。在计算机图形学中，人机交互的核心目标是设计直观、易用的图形用户界面，提升用户体验。人机交互技术主要包括图形用户界面、触摸交互、虚拟现实与增强现实、语音交互、手势交互等。 3.常见的数字图像处理软件 Photoshop和GIMP是两款功能强大的数字图像处理软件。 ①Photoshop是由Adobe公司开发，在平面设计、摄影后期处理和数字绘画等领域占据主导地位，其专业功能也常被应用于影视特效的辅助工具。 ②GIMP是一个功能强大的开源图像处理和创作工具，支持多种图像处理功能，包括图像修饰、合成和绘制等，有较强的扩展性，用户可以通过编写插件来扩充其功能。 4.常见的计算机图形设计软件 CorelDRAW和Illustrator是专业矢量图形设计领域的两大主流工具。 ①CoreIDRAW以精确排版和色彩管理见长，在品牌视觉系统设计、印刷品制作和工业外观矢量建模等领域具有显著优势，其特有的.cdr格式在包装设计行业被广泛采用。 ②Illustrator由Adobe公司开发，它凭借完善的贝塞尔曲线工具和渐变网格系统，已成为印刷出版、UI图标设计和信息可视化图表创作的重要工具。 随着互联网与AI技术的迅猛发展，图形图像处理领域呈现技术多元化、工具轻量化的发展趋势。移动端工具以Snapseed(智能修图)和Canva(AI模板设计)为代表，依托移动设备的算力实现即时创作。而云端工具则以Photopea(在线图像处理)和PhotoKit(AI批量处理)为代表，用户通过浏览器即可完成专业级的图像处理。 [背诵环节] 1.从方法、目的和应用场景三维度，简述图像复原和图像增强的区别？ 【答案】 对比维度 图像增强 图像复原 目标 改善图像的视觉效果，使其更适合人眼观察或特定应用需求 恢复图像到原始状态，消除退化或失真 主要方法 亮度/对比度调整、直方图均衡化、色彩平衡、锐化滤波等 去噪、去模糊、去雾、修复缺失区域等 技术复杂度 相对简单，主要关注图像的视觉质量 通常更复杂，需要了解图像退化的模型和原因 应用场景 摄影、视频处理、计算机视觉、图像分析等 医学影像处理、安防监控、文化遗产保护等 2.简述常见的数字图像处理技术？ 【答案】数字图像处理的关键技术包括图像增强、图像复原、图像分割、特征提取和图像压缩等技术。 3.简述计算机图形处理技术主要包括？ 【答案】计算机图形处理技术主要包括图形生成与建模、图形渲染和人机交互等技术。 4.举例常见的数字图像处理和计算机图形设计软件？ 【答案】Photoshop和GIMP是两款功能强大的数字图像处理软件；CorelDRAW和Illustrator是专业矢量图形设计领域的两大主流工具。 [常考题] 1.下列选项中，不属于数字图像处理关键技术的是（ ） A.图像增强 B.图像复原 C.图像分割 D.三维建模 【答案】D 2.图像增强的主要目的是（ ） A.修复受损图像 B.改善视觉效果、突出特征 C.把图像分成不同区域 D.提取图像特征用于识别 【答案】B 3.下列软件中，主要用于矢量图形设计的是（ ） A.Photoshop B.GIMP C.Illustrator D.GoldWave 【答案】C 4.将模糊、有雾、受损的图像尽量恢复成原始清晰状态，称为（ ） A.图像增强 B.图像复原 C.图像压缩 D.图像分割 【答案】B 5.下列选项中，为了减小图像文件体积、方便存储与传输，主要采用的技术是（ ） A.图像增强 B.图像分割 C.图像压缩 D.图形渲染 【答案】C 6.图像增强和图像复原的目的一样，都是为了修复受损图像。（ ） 【答案】× 7.图像分割是将图像分成若干具有独特性质的区域，并提取感兴趣部分。（ ） 【答案】√ 8.Photoshop和GIMP都属于数字位图图像处理软件。（ ） 【答案】√ 9.特征提取是从图像中提取可区分特征，常用于人脸识别、指纹识别。（ ） 【答案】√ 10.CorelDRAW主要用于处理照片、修图、合成位图图像。（ ） 【答案】× [高考真题] 1.（单项选择题）下列属于数字图像增强处理的是（ ） A.调整照片亮度、对比度，让画面更清晰 B.将图像转换为矢量图形 C.对图像进行三维建模 D.将图像合成音频文件 【答案】A 2.（单项选择题）下列软件中，主要用于数字图像编辑与修复的是（ ） A.Premiere B.Photoshop C.Audition D.Animate 【答案】B 3.（单项选择题）下列文件格式中，支持透明背景且适合网络传播的是（ ） A.BMP B.JPG C.PNG D.TIFF 【答案】C 4.（单项选择题）下列操作中，属于图像色彩处理的是（ ） A.调整图像色相、饱和度 B.对视频进行剪辑 C.音频降噪处理 D.三维模型渲染 【答案】A 5.（多项选择题）下列属于数字图像基本处理操作的有（ ） A.裁剪图像尺寸 B.旋转与翻转图像 C.调整色彩与亮度 D.视频剪辑合成 【答案】ABC 6.（判断题）PNG格式图像支持透明背景，适合制作图标、Logo等素材。( ) 【答案】√ 7.（判断题）图像裁剪只会改变画面大小，不会删除图像中的像素内容。( ) 【答案】× 8.（判断题）Photoshop可以对图像进行修复、调色、合成等多种处理。( ) 【答案】√ [课堂练习] 1.下列属于数字图像基本处理操作的是（ ） A.裁剪画面、调整亮度 B.视频剪辑 C.音频降噪 D.三维建模 【答案】A 2.下列软件中，主要用于数字图像编辑的是（ ） A.Photoshop B.Audition C.Premiere D.Flash 【答案】A 3.下列属于图像色彩处理的是（ ） A.调整饱和度 B.音频混音 C.视频转码 D.模型渲染 【答案】A 4.下列文件格式中，属于静态图像格式的是（ ） A.MP3 B.MP4 C.JPG D.AVI 【答案】C 5.下列操作中，不属于图像基本处理的是（ ） A.旋转翻转 B.调色修复 C.视频剪辑 D.缩放裁剪 【答案】C 6.静态图像文件格式JPG支持透明背景。（ ） 【答案】× 7.数字图像基本处理包括裁剪、旋转、调色等操作。（ ） 【答案】√ 8.Photoshop只能处理静态图像，不能进行文字排版。（ ） 【答案】× 9.PNG格式图像支持透明背景，适合制作Logo、图标。（ ） 【答案】√ 10.图像缩放裁剪会改变画面大小，但不会影响图像清晰度。（ ） 【答案】× [课堂小结] 1、 图形图像处理技术 1、 数字图像处理技术 2、计算机图形处理技术 3、数字图形图像处理技术 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $