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图形是能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等。图形是由外部轮廓线条构成的矢量图；图像是由像素点阵表示的位图。
计算机图形主要分为两大类：位图图像和矢量图形，这是由于在计算机中表示图形的方法不同，即点阵表示和参数表示。点阵表示是枚举出图形中所有的点（强调图形由具有灰度或色彩的点构成），简称位图。参数表示是由图形的形状参数（方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等）+属性参数（颜色、线型等）来表示图形，简称矢量图。
图像文件（image file）是任何存储画面的表示。在光栅图形系统中，彩色屏幕显示表现为一组RGB像素值。其中的矩形区域中的内容称为像素图（pixmap）。二值图像可以用位图（bitmap，每个像素占一个比特位）存储，但绝大部分光栅图像用像素图存储。一般情况下，任何图画的光栅表示都可以称为光栅文件（raster file）。现已存在的多种文件格式，可以用各种各样的方式来组织图像文件中的信息。原因是全色彩的光栅文件很大，大多数的文件格式采用了压缩方法来减小传输和存储的文件尺寸。
光栅图像中的像素颜色值通常用非负整数存储。每个像素可用的比特位数决定了颜色的取值范围。对于全彩色（每个像素24位）RGB图像，每个颜色分量的值用一个字节存储，R、G和B的取值范围是0～255。使用RGB颜色表示未压缩的光栅图像称为原始光栅文件（raw raster file）或原始数据（raw data）。压缩图像文件格式使用其他的包括HSV、HSB和YCrCb颜色模型，文件的格式决定了每个像素可用的比特位数。文件格式通常包括一个文件头，它用来说明文件结构的信息。压缩文件的文件头还包含表，这个表用于解码和显示压缩图像。文件头包含的信息：①文件尺寸（水平扫描线的数量和每条扫描线上的像素数）；②每个像素所占的比特数或像素数；③压缩方法（用于减小文件尺寸的）；④像素值的颜色取值范围和图像的背景色。
光栅图像文件的另一个特征是文件中的字节排序。计算机中的CPU大多数按最重要字节在前的顺序存储多字节整数，即所说的“高位在前（big endian）”。但也有些按最不重要字节在前的顺序存储，即所说的“低位在前（little endian）”。
某些文件格式采用几何表示（geometric representation），它是通过一列坐标位置和描述直线段、圆弧、填充区域、样条曲线和其他图形元素的信息来存储图画。几何表示也包含观察参数和属性信息。这种图像表示常称为向量格式（vector format），但并不是所有几何结构都用直线段来表示。“向量”文件这个术语原是用来描述一组在向量系统（也称随机扫描系统）上显示的直线段。虽然光栅系统已经取代了向量系统，并且向量文件中也加入了非线性对象，但对于使用图的几何表示的文件仍然沿用“向量格式”这个名称。既支持几何表示又支持光栅表示的文件格式称为混合格式（hybrid format）或元文件（metafile）。
科学可视化应用通常使用由一组数据形成的图像文件，数据通过计算机数值模拟或仪器测量而得到。特定数据的可视化可以采用伪彩色显示、等值面表示或体绘制等多种方法。
图像是由排成矩形点阵的像素组成的。因此把一幅图像记录进文件时，必须同时记录下各像素在点阵中的位置及像素的灰度值。但实际上我们可以利用各像素在文件中的记录位置来暗示其在图像点阵中的位置，这样就可以省去记录像素位置坐标的数据量，而各像素的数据只用来记录其灰度值。但文件中的数据只能按照一维的方式来记录，而图像点阵是二维的。为了能用一维形式记录二维图像，常采用将各行像素数据首尾相连的办法。例如在一个存储一幅 A × B 图像的数据文件中，它的 A × B 个像素数据是这样排列的，最初的 A 个数据分别对应图像第一行从左到右 A 个像素，第 A +1～2 A 个数据分别对应图像第二行从左到右 A 个像素，依此类推，最后的 A 个数据分别对应图像第 B 行从左到右 A 个像素。但这样就必须在文件中某处注明该图像的尺寸（长度与宽度），以便在读取数据时能根据尺寸重新把一维数据流排列成原来的二维点阵。因此，图像数据文件是文件头加数据流。
所谓图形文件格式是指文件最终保存在计算机中的形式，即文件以何种形式保存在文件中再编辑。比较常见的图形文件格式如下。
（1）EPS格式 EPS格式是专门为存储矢量图设计的特殊的文件格式，输出的质量很高，能够描述32位色深，分为Photoshop EPS和标准EPS格式两种，主要是用于将图形导入到文档中。这种格式与分辨率没有关系，几乎所有的图像、排版软件都支持EPS格式。
（2）WMF格式 WMF格式是微软公司设计的一种矢量图形文件格式，广泛应用于Windows平台，几乎每个Windows下的应用软件都支持这种格式，是Windows下与设备无关的最好格式之一。
（3）EMF格式 EMF格式文件是WMF格式的增强版，是微软公司为弥补WMF格式的不足而推出的一种矢量文件格式。
（4）CMX格式 CMX格式是Corel公司经常使用的一种矢量文件格式，Corel公司附带的矢量素材就采用这种格式。它的稳定性要比WMF格式和EMF格式都要好，能更多地保存设计时的信息。
（5）SVG格式 SVG格式是一种开放标准的矢量图形语言，可设计出激动人心的、高分辨率的Web图形页面。其相关软件提供了制作复杂元素的工具，如嵌入字体、透明效果、动画和滤镜效果等，并可以使用平常的字体命令插入到HTML编码中。SVG被开发的目的是为Web提供非光栅的图像标准。
（6）AI格式 AI格式是一种矢量图形文件，适用于ADOBE公司的ILLUSTRATOR软件输出格式，与PSD格式文件相同，AI文件也是一种分层文件，每个对象都是独立的，它们具有各自的属性，如大小、形状、轮廓、颜色、位置等。这种格式保存的文件便于修改。这种格式文件可在任何尺寸大小下按最高分辨率输出。
常见的图像文件格式包含如下4种。
（1）PCX文件 目前PCX（PC Paintbrush）图像文件格式已经成为一种通用的图像文件格式，它可以处理单色、16色和256色图像数据。文件由文件头、图像数据及可选扩展调色板数据组成。文件头由128个字节组成，其结构如表2-2所示。图像数据以压缩形式存放，采用扫描线行程压缩编码，对每根扫描线按其位面数据分成若干个扫描段，而后在这些扫描段上进行压缩。扩展的调色板数据对应256色图像。每种颜色占用3个字节，共768个字节。
表2-2 PCX文件的文件头结构
（2）TIFF文件 TIFF（tag image-file format）格式是目前流行的图像文件交换标准之一。它由文件头、参数指针表与参数域、参数数据表及图像数据组成。文件头结构如表2-3所示。参数指针表是由一个2字节的整数和12字节的参数域构成，最后以一个长整型数结束。如果最后的长整数是0，表示文件的参数指针表到此为止，如果不是则该长整数位指向下一个参数指针表的偏移。当参数域中参数长度大于或等于4字节时，存放的是实际的参数值。
表2-3 TIFF文件的文件头结构
（3）BitMap文件 BitMap文件格式是在MS-Windows3.0以上版本的窗口系统环境下使用的与设备无关的点阵位图文件格式，它允许窗口系统在任何设备上显示该点阵位图。每个BitMap文件包含一个文件头，一个位图信息数据块和图像数据。文件头结构如表2-4所示。位图信息数据由一个位图信息头和一个颜色表组成，位图信息头是一个数据结构BITMAPINFOHEADER，内部含有设备无关点阵位图的尺寸和颜色格式。位图数据的长度由图像尺寸、像素的位数和压缩方式等共同决定。实际尺寸可由文件头中的第二项“文件大小”减去第五项“数据偏移”值得到。
表2-4 BitMap文件的文件头结构
（4）TGA标准文件 TGA（truevision graphics-adapter format）现为通用的图像格式之一。它由5个固定长度的字段和3个可变长度的字段组成。前六个字段为文件头，后两个字段用来记录实际图像数据。TGA像素格式也称为Targa格式（Targa format）。这种格式在视频编辑的应用中很流行。TGA格式按照“低位在前”的顺序存储像素值。像素颜色用RGB颜色分量或两种颜色表指定。可以用一个单独的RGB颜色表，也可以用3个分开的表分别表示R、G、B分量。TGA格式通常不采用压缩方式存储，但对于比较大的文件也可以使用行程编码算法。