维度的概念
我们将通过这个例子来理解维度的概念。
假设你有一个住在月球上的朋友，他想在你生日时给你寄一份礼物。他问你在地球上的住所。唯一的问题是月球上的快递服务不懂字母地址，而只懂数字坐标。那么你如何向他发送你在地球上的位置呢？
这就是维度概念的由来。维度定义了指向空间内任何特定物体位置所需的最小点数。
让我们再次回到我们的例子，在这个例子中，你必须将你在地球上的位置发送给你在月球上的朋友。你向他发送了三对坐标。第一个坐标称为经度，第二个坐标称为纬度，第三个坐标称为海拔。
这三个坐标定义了您在地球上的位置。前两个坐标定义了您的位置，第三个坐标定义了您的海拔高度。
因此，这意味着只需要三个坐标即可定义您在地球上的位置。这意味着您生活在三维世界中。因此，这不仅回答了有关维度的问题，还回答了我们生活在三维世界中的原因。
由于我们正在参考数字图像处理来研究这个概念，因此我们现在将把维度这个概念与图像联系起来。
图像的维度
因此，如果我们生活在三维世界中，即三维世界，那么我们捕获的图像的维度是什么。图像是二维的，这就是为什么我们也将图像定义为二维信号。图像只有高度和宽度。图像没有深度。只需看看下面的图片即可。
如果您查看上图，它显示它只有两个轴，即高度和宽度轴。您无法从该图像中感知深度。这就是为什么我们说图像是二维信号。但我们的眼睛能够感知三维物体，但这将在下一个教程中进一步解释相机的工作原理以及图像的感知方式。
这个讨论引出了一些其他问题，即三维系统是如何从二维形成的。
电视是如何工作的？
如果我们看上面的图片，我们会发现它是一个二维图像。为了将其转换为三维，我们需要另一个维度。让我们将时间作为第三维，在这种情况下，我们将把这个二维图像移动到第三维时间上。电视中也存在同样的概念，它帮助我们感知屏幕上不同物体的深度。这是否意味着电视上播放的内容或我们在电视屏幕上看到的是 3D 的？答案是肯定的。
原因是，在电视上，如果我们正在播放视频。那么视频只不过是随时间维度移动的二维图像。由于二维物体在第三维（即时间）上移动，因此我们可以说它是三维的。
信号的不同维度
1 维信号
1 维信号的常见示例是波形。它可以用数学表示为
F(x) = 波形
其中 x 是独立变量。由于它是一维信号，所以只使用一个变量 x。
一维信号的图形表示如下：
上图显示了一维信号。
现在这引出了另一个问题，即，即使它是一维信号，那么为什么它有两个轴？。这个问题的答案是，即使它是一维信号，但我们是在二维空间中绘制它的。或者我们可以说，我们表示这个信号的空间是二维的。这就是为什么它看起来像一个二维信号。
也许你可以通过查看下图更好地理解一维的概念。
现在回顾我们最初关于维度的讨论，考虑上图是一条从一个点到另一个点的实线，其中有正数。现在，如果我们必须解释这条线上任何点的位置，我们只需要一个数字，这意味着只有一个维度。
2 维信号
二维信号的常见例子是图像，上面已经讨论过了。
正如我们已经看到的，图像是二维信号，即：它有两个维度。它可以用数学形式表示为：
F (x , y) = Image
其中 x 和 y 是两个变量。二维的概念也可以用数学形式解释为：
现在在上图中，将正方形的四个角分别标记为 A、B、C 和 D。如果我们将图中的一条线段称为 AB，将另一条线段称为 CD，那么我们可以看到这两条平行线段连接起来形成一个正方形。每条线段对应一个维度，因此这两条线段对应 2 个维度。
3 维信号
顾名思义，三维信号是指具有三个维度的信号。最常见的例子已经在开头讨论过了，那就是我们的世界。我们生活在一个三维世界中。这个例子已经讨论得非常详细了。三维信号的另一个例子是立方体或体积数据，最常见的例子是动画或 3D 卡通人物。
三维信号的数学表示是：
F(x,y,z) = 动画人物。
三维中涉及另一个轴或维度 Z，这给人一种深度的错觉。在笛卡尔坐标系中，它可以被视为：
4 维信号
在四维信号中，涉及四个维度。前三个与三维信号相同，即：(X、Y、Z)，第四个添加到它们中的维度是 T（时间）。时间通常被称为时间维度，这是一种测量变化的方式。从数学上来说，四维信号可以表述为：
F(x,y,z,t) = 动画电影。
四维信号的常见示例可以是动画 3D 电影。由于每个角色都是 3D 角色，然后它们会随着时间移动，因此我们看到的三维电影的幻觉更像现实世界。
因此，这意味着动画电影实际上是四维的，即：3D 角色在第四维时间上的移动。
