打开任意一张数码照片，将它尽量放大。会看到很多彩色的小方块，这些小方块被称为像素，它是构成图像最基本的元素。像素的英文名Pixel，它是一个合成词汇，由Picture[图像] 和 Element[元素]两个单词合成。
我们常常用1024X768、1600X1200这样的表达式来描述图片的尺寸，例如1600X1200，表示其横向有1600个像素，纵向1200个像素，此图一共有1920000个像素构成。数码相机的宣传资料中，常常提到该相机具有有效像素XXX万，即表示它最大能拍摄XXX万像素构成的数字图像。一张图片包含的像素越多，它的信息量就越大，理论上，不存在最大的数字图片，但最小的数字图片可以由单个的像素构成。
像素可以是红色的、紫色的、蓝色的、绿色的、白色的……它可以有数以千万甚至更多种变化，那么像素是如何被存储和表达的呢？依靠的是数字。
为了记录图像，首先需要对光的强度进行量化，通常的情况是将光由最暗到最亮量化为256级。
我们知道，光学的三原色为红绿蓝，这三种光可以合成其他任意颜色，例如紫色光、橙色光等等。因此只要记录三原色的亮度，就可以记录下色彩的变化。红绿蓝三种光的亮度分别被量化为256级，都为0时，表现为黑色，都为255时，就是白色。理论上，这种记录方式，可以记录下至多16777216种不同的颜色，这些颜色可以用数字来记录，例如用0来表示黑色，用16777215来表示白色。量化后，用数字表示对应像素的颜色，即数字图像最基础的构成原理。
前面提到，光的量化级数为256级，这正好是2的8次方。红绿蓝三种光分别量化为256级，能产生2的24次方[16777216]种变化，这种图像又被称为24位[Bit]图像。
并不是所有的图像都是24位，黑白图像只有8位，即0-255的256种变化。其实，更准确的称呼不是黑白图像，而是灰度图像，这种图像只记录合成光的亮度值，而不记录三原色光的亮度值，24位图像可以转换为灰度图像，会丢失色彩信息，但保留合成光的亮度信息。灰度图像也可以转换成24位图像，但并不会恢复颜色，灰度图像中亮度为255的像素，转换后会记录为红绿蓝均为255的值，依次类推。
不是所有的8位图像就一定是灰度图像，它也可以是彩色的。网络上常用的GIF图像，就是一种彩色的8位图像。它最多允许256种色彩存在，因此表现力会非常有限，为了让色彩表现更加丰富一些，GIF图像可以允许建立一个调色板，在调色板中存储使用最多的颜色值，每一种颜色值都有一个0-255之间的索引号[Index]，像素记录的是索引号，通过索引号，可以检索到颜色值。这张调色板的示意图，就是《颐和园雪景》那张转换为GIF后产生的。
24位图像需要消耗更多的存储资源，因此在早年并不普及，16位图像才是主流，16位图像至多记录65536种色彩变化，相比24位图像，信息量明显要小很多。随着24位图像的普及，推广者为其赋予了一个“真彩色”的概念，因此24位图像又被称为真彩图像。
随着新的图像技术的发展，出现了32位色图像。它是在24位图像的基础上，增加了一个透明的概念，即像素的的透明度，其变化范围也是8位，即256级。这个透明层主要用于图像合成时的运算，其色彩记录范围依然是24位。
随着存储成本和运算成本的持续下降，人们对色彩的要求越来越高，也因此开始出现48位图像，即每一种原色都进行65536级的量化，48位图像理论上可以记录281474976710656种颜色，记录范围要高于24位图像千万倍。
不管是多少位，其差别主要是信息记录能力上有差异，其核心记录方式是相同的，即用数字记录像素的颜色以及像素的排列，并形成图像，这使得数字图像完全不同于以往任何一种图像记录方式。
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