5、图像：形成与表示

图像：形成与表示

在图像领域，了解图像如何形成以及如何表示是至关重要的。这不仅有助于我们理解图像的本质，还能为后续的图像处理和分析奠定基础。下面将详细介绍图像的多种表示方式以及数字图像的形成过程。

1. 图像的表示方式

图像的信息可以通过多种方式进行表示，主要包括以下几种：
- 图标表示（图像）
- 2D 亮度图像 ：也称为亮度图像，就是我们日常所说的“图像”，可以是彩色或灰度的。要注意“黑白”这个词可能会被误解为“二进制”。通常用 (f(x, y)) 表示点 (\langle x, y\rangle) 处的亮度，其中 (x) 和 (y) 可以是整数（表示采样图像中的离散点，即“像素”），也可以是实数（将图像视为一个函数）。
- 3D（密度）图像 ：常见于医学图像，如 CT（计算机断层扫描）、MRI（磁共振成像）、超声等。在典型的 3D 图像中，每个像素代表一个点的密度（实际上是该点附近的密度），通常用 (f(x, y, z)) 表示点 (\langle x, y, z\rangle) 处的密度。
- 2.5D（距离）图像 ：在距离图像中，表面上每个点的值代表一个距离，通常是到相机的距离或沿包含相机的平面法线的距离。用 (z(x, y)) 表示表面点的位置。例如，激光传感器测量飞行时间，“亮度”实际上与光脉冲从激光到表面、反射并返回探测器所需的时间成正比。传感器测量的是作为两个偏转角函数的距离 (r(\theta, \varphi))，并生成距离图像，通常数据会被转换为 (z(x, y)) 形式。
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