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能他或她原本打算畫的是一條直線,卻不小心畫歪了。假如我們只根據這兩條曲線完成後的實際形狀、而不是使用者描繪線條時的狀況來判斷,那麼這兩條曲線看起來完全一樣。但是,使用者的繪圖動作卻顯示出兩種截然不同的意圖。而且,由於每個人畫畫的風格都不相同,表現出來的繪圖行為也會因人而異。因此,電腦必須學習掌握每個使用者的繪圖風格。
30年後,蘋果公司的產品“牛頓”牌掌上型電腦(Newton)體現了同樣的思想。它能根據使用者的書寫風格,辨認出他的筆跡(儘管效果還不如人意)。那些花了較長時間在牛頓電腦上寫字的人,似乎感覺更滿意一些。
電腦辨認粗略繪出的形狀及物體的潛力,使我對電腦製圖技術的思考從線條而更多地轉向了“點”。在一張草圖上,線條之間的區域或被線條圍起來的部分是最重要的部分,從中可以瞭解草圖的意義。
就在這段時間裡,施樂公司的帕洛阿爾託研究中心也發明了著重形狀識別的電腦製圖技術。在這種技術中,影象作為龐大的點的集合而被儲存和顯示,不規則區域在此過程中得到處理,變得規則起來。我們中的一些人當時得出結論,認為互動式電腦製圖技術的未來將屬於與電視相似的光柵掃描顯示器,而不是“畫板”這類勾畫線條的機器。光柵掃描系統能把在電腦儲存器中儲存的影像描繪在一個顯示裝置上,而在過去,則是靠把陰極射線管的電波水平和垂直地進行交叉掃描,如同用腐蝕法蝕刻一幅圖畫一樣,電腦製圖的基本元素過去一直都是線條,現在變成了畫素。畫素威力大
就像位元是資訊的原子一樣,畫素可視為圖形的分子。(我沒有把畫素稱為圖形的原子咽為通常一個畫素由不止一個位元來代表J電腦製圖人員發明了“畫素”這個詞,它是由“影象”(picture)和“元素”(e1ement)兩個詞縮合而成的。
我們可以把一個圖形想象成許多行和許多列畫素的集合,就好像空白的填字遊戲圖一樣。對於任何一個特定的單色影象(monochromeimage),你都可以決定要用多少行和多少列來構圖。你用的行和列越多,每個方塊的面積就越小,圖形的顆粒就~越精細,效果也就越好。想想看,假如你把這樣的格子覆蓋在一張照片上,然後給每一個方塊依明暗度的不同標出一個數值,那麼完成了的填字遊戲圖將會佈滿一串串數字。
假如圖形是彩色的,每個畫素就會帶有3個數字,通常這3個數字要麼代表紅色、綠色和藍色,要麼代表亮度(intensity)、色調(hue)和色彩飽和度(saturation)。我們在小學裡都學過,紅色、黃色和藍色,並不是三原色。加色三原色,也就是我們在電視機裡看到的,是紅色、綠色和藍色;而減色三原色,也就是我們在彩色印刷品上看到的,是洋紅(magenta)、青色(cyan)和黃色。它們都不是紅色、黃色和藍色。
如果畫面是運動的,我們就對時間進行取樣——就好像在電影中分出一個個畫面一樣。每個樣本即為一幅畫面,也就好比另外一個填字遊戲圖,如果將其羅列在一起,以足夠快的速度連續播放,就會產生運動流暢的視覺效果。你平日很少見到動態圖形,或者只能在小小的視窗上顯示影像畫面,原因之一就是很難快速地從儲存器中取得足夠數量的位元,然後以畫素的形式把它們顯示在電腦螢幕上(只有每秒產生60——90幅畫面,畫面上的動作才會流暢,不再閃動不己)。在這方面,每天都不斷出現速度更快的新產品或新技術。
畫素的真正威力來源於它的分子本質。畫素可以成為任何東西的一部分,從文字到線條到照片,無一不可。“畫素就是畫素”,道理就跟“位元就是位元”一樣正確。只要有足夠的畫素,每個畫素又有足夠的位元(不管是黑白的還是彩色的),你都可以在目前的個人電腦和工作站上,獲得非凡的顯示效果。然而,這種基本的網格結構決定了,在具有很多優點的同時,它也必然存在一些缺陷。
畫素一般需要龐大的儲存容量。你用的畫素越多,每個畫素內含的位元數目越多,你也就需要越大的容量來儲存它們。常見的全綵螢幕共有1000X1000個畫素,需要容量為2400萬位元的儲存器。1961年,當我還在麻省理工學院讀大學一年級時,儲存器的價格大約是每個位元:美金。今天,2400萬位元不過只值60美金,這意味著,儘管以畫素為基礎的電腦製圖技術對儲存容量的胃口很大,我們卻多少可以把心放下。
僅僅在5年以前,
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