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1 位图获取技术
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2 矢量图获取技术
3.4.1 位图获取的硬件技术
位图的获取通常用扫描仪，以及摄像机、录相机、激光视盘与视频信号数字化卡一类设备。 获取位图图像的三种常用方法：
（1）通过数字转换设备采集，如：扫描仪或视频采集卡
（2）通过数字化设备摄入，如：数码相机、数字摄像机
（3）从数字图库中收集，如：光盘、网络、硬盘。
1、扫描仪
扫描仪（Scanner）是一种高精度的光电一体化的高科技产品，它是将各种形式的图像信息输入计算机的重要工具，是继键盘和鼠标之后的第三代计算机输入设备。
（1）扫描仪种类及原理
目前市场上流行的扫描仪有：手持式扫描仪、滚筒式扫描仪和平台式扫描仪。
手持式扫描仪是1987年推出的技术形成的产品，外形很像超市收款员拿在手上使用的条码扫描仪一样。手持式扫描仪绝大多数采用接触式感光（CIS）技术，光学分辨率为200dpi，有黑白、灰度、彩色多种类型，其中彩色类型一般为18位彩色。也有个别高档产品采用电荷耦合器件（CCD）作为感光器件，扫描效果较好。
平台式扫描仪也称平板式扫描仪、台式扫描仪。这类扫描仪光学分辨率在300dpi-8000dpi之间，色彩位数从24位到48位，扫描幅面一般为A4或者A3，如图3-8所示。
图3-8 平台式扫描仪
小滚筒式扫描仪是手持式扫描仪和平台式扫描仪的中间产品，如图3-9所示。因为采用内置供电且体积小，小滚筒式扫描仪被称为笔记本扫描仪。小滚筒式的设计是将扫描仪的镜头固定，而移动要扫描的物件通过镜头来扫描，运作时就像打印机那样，要扫描的物件必须穿过机器再送出，因此被扫描的物体不可以太厚。
图3-9 滚筒式扫描仪
其它扫描仪还包括大幅面扫描用的大幅面扫描仪、笔式扫描仪、条码扫描仪、底片扫描仪、实物扫描仪，还有主要用于专业印刷排版领域的滚筒式扫描仪等。
以目前最常见的平板式扫描仪为例，扫描仪一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟－数字转换电路加塑料外壳构成。它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。
（2）扫描仪的光电器件
扫描仪的性能参数包括光电器件、分辨率等。一台扫描仪的光电器件是决定其性能的重要因素，目前市场上扫描仪所使用的感光器件主要有四种：光电倍增管，硅氧化物隔离CCD，半导体隔离CCD，接触式感光器件（CIS或LIDE）。
电荷耦合器件（Charge Coupled Device,CCD）,是一种特殊的半导体器件。CCD的构成是在一片硅单晶上集成了几千到几万个光电三极管。这些光电三极管分为三列，分别用红绿蓝色的滤色镜罩住，从而实现彩色扫描。
接触式感光器件使用的感光材料一般是用来制造光敏电阻的硫化镉，生产成本较CCD低。市场上同等精度的CIS扫描仪总是比CCD的扫描仪便宜不少。这种光电元件的扫描仪的缺点是扫描距离短，扫描清晰度低，甚至有的时候达不到标称值，温度变化比较容易影响扫描精度。硫化镉的电阻间漏电现象比半导体隔还大，这降低了扫描精度。•光电倍增管使用的感光材料主要是金属铯的氧化物。其扫描精度，甚至受温度影响的程度和噪音等都是最好的，对应的价格也是最贵的。
（3）扫描仪的分辨率
扫描仪的分辨率分为光学分辨率和最大分辨率。其中，光学分辨率是指扫描仪物理器件所具有的真实分辨率，而最大分辨率相当于插值分辨率，并不代表扫描仪的真实分辨率。
光学分辨率是扫描仪的光学部件在每平方英寸面积内所能捕捉到的实际的光点数，它的数值是由光电元件所能捕捉的像素点除以扫描仪水平最大可扫尺寸得到的数值。
一般来说，扫描仪的纵向分辨率是横向分辨率的两倍，有时甚至是四倍。判断扫描仪光学分辨率时，应以最小的一个为准。
最大分辨率其实就是插值分辨率，是通过在相邻像素间求出颜色或灰度的平均值，从而通过计算机对图像进行分析，对空白部分进行数学填充（这一过程也叫插值处理），得以增加像素数的办法而提高的分辨率。在最大分辨率方式下可以增加图像的像素值，但不能增添更多的图像细节。
在产品的说明书上，往往还会有另一个名词——色彩分辨率，它是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标，它的单位是bit（位）。色彩分辨率的含义是用多少个位来表示扫描得到的一个像素。例如:1bit只能表示黑白像素，它们分别代表黑与白。8bit可以表示256个灰度级(28=256)，它们代表从黑到白的不同灰度等级。
（4）扫描仪接口方式
扫描仪接口方式指扫描仪与电脑的连接类型。接口技术是扫描仪除成像技术之外最重要的技术之一，直接关系到扫描仪作为输入设备的工作效率。扫描仪的常用接口方式包括：
①小型计算机标准接口（SCSI）：此接口最大的连接设备数为8个，通常最大的传输速度是40Mbps，速度较快，一般连接高速的设备。SCSI设备的安装较复杂，在PC机上一般要另加SCSI卡，容易产生硬件冲突，但是功能强大。
②增强型并行接口（EPP）：一种增强了的双向并行传输接口，最高传输速度为1．5Mbps。优点是不需在PC中用其它的卡，无限制连接数目（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易。缺点是速度比SCSI慢。此接口因安装和使用简单方便而在中低端对性能要求不高的场合取代SCSI接口。
③通用串行总线接口（USB）：最多可连接127台外设，具有即插即用功能。现在的USB1.1标准最高传输速度为12Mbps，并且有一个辅通道用来传输低速数据。USB2.0标准的扫描仪速度可扩展到480Mbps。
2、数码相机
数码相机也叫数字式相机，英文全称Digital Camera，简称DC,如图3-10所示。数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。
图3-10数码相机
（1）数码相机的工作原理
数码相机的工作原理如下：当按下快门时，镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上,它代替了普通相机中胶卷的位置，功能是把光信号转变为电信号。感光器件得到了对应于拍摄景物的电子图像，A/D（模/数转换器）器件获得数字信号。微处理器（MPU）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中。通过数码相机，我们可以通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片。
（2）数码相机的工作部件
数码相机是由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微处理器）、内置存储器、LCD（液晶显示器）、PC卡（可移动存储器）和接口（计算机接口、电视机接口）等部分组成，通常它们都安装在数码相机的内部。
数码相机使用CCD代替传统相机的胶卷，CCD的分辨率被作为评价数码相机档次的重要依据。与扫描仪一致，数码相机也分光学分辨率和最高分辨率。一般来说，数码相机的最高分辨率由生产厂商决定的，使用者只能在最高值范围之内进行有限级别的调整。
A/D转换器又叫做ADC（Analog Digital Converter），即模拟/数字转换器。它是将模拟电信号转换为数字电信号的器件。A/D转换器的主要指标是转换速度和量化精度。转换速度是指将模拟信号转换为数字信号所用的时间，由于高分辨率图像的像素数量庞大，因此对转换速度要求很高。量化精度是指可以将模拟信号分成多少个等级，常见的有8位、10位、12位和24位等。
数码相机要实现测光、运算、曝光、闪光控制、拍摄逻辑控制以及图像的压缩处理等操作必须有一套完整的控制体系。数码相机通过MPU（Micro-processor Unit）实现对各个操作的统一协调和控制。和传统相机一样，数码相机的曝光控制可以分为手动和自动，手动曝光就是由摄影者调节光圈大小、快门速度。自动曝光方式又可以分为程序式自动曝光、光圈优先式曝光和快门优先式曝光。MPU通过对CCD感光强弱程度的分析，调节光圈和快门，又通过机械或电子控制调节曝光。
数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据，这如同胶卷记录光信号一样，不同的是存储器中的图像数据可以反复记录和删除，而胶卷只能记录一次。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器。内置存储器为半导体存储器，安装在相机内部，用于临时存储图像。可移动存储器包括PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。
LCD（Liquid Crystal Display）为液晶显示屏。数码相机使用的LCD与笔记本电脑的液晶显示屏工作原理相同，只是尺寸较小。从种类上讲，LCD大致可以分为两类，即双扫扭曲向列液晶显示器（DSTN-LCD）和薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）。与DSTN相比，TFT的特点是亮度高，从各个角度观看都可以得到清晰的画面，因此数码相机中大都采用TFT-LCD。LCD的作用包括取景、显示相片和显示功能菜单。
数码相机的输出接口主要有计算机通讯接口、连接电视机的视频接口和连接打印机的接口。常用的计算机通讯接口有串行接口、并行接口、USB接口和SCSI接口。若使用红外线接口，则要为计算机安装相应的红外接收器及其驱动程序。如果数码相机带有PCMCIA存储卡，那么就可以将存储卡直接插入笔记本电脑的PC卡插槽中。
矢量图形是通过电脑的绘图软件创作并在电脑上绘制出来。可以看到矢量图形的获取其实就是绘制。绘制一个图形必然涉及到两个方面的内容：硬件和软件，即绘图所用的工具和绘图软件。绘图板是帮助人们利用电脑进行图形、影视、动画等制作的一种特殊工具，用笔替代鼠标、键盘完成它们无法完成的精细工作。比较典型的例子是《泰坦尼克号》或《星球大战前传》等大片，其中恢弘壮大的场面和叹为观止的电影特技是采用绘图板绘制而成。
