图像处理的基础知识课件.ppt

1、第第1章章 图像处理的基础知图像处理的基础知识识1.1 像素与分辨率 在Photoshop中，图像处理是指对图像进行修饰、合成以及较色等方面。Photoshop中的图像主要分为位图和矢量图像两种，而图像的尺寸及清晰度则是由图像的像素与分辨率来控制的。1.1.1 什么是像素 像素是构成位图图像的最基本单位。在通常情况下，一张普通的数码相片必然有连续的色相和明暗过渡。如果把数字图像放大数倍，则会发现这些连续色调是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成图像的最小单位“像素”。构成一幅图像的像素点越多，色彩信息越丰富，效果就越好，当然文件所占的空间也就更大。在位图中，像素的大小是指沿图像的宽

2、度和高度测量出的像素数目，如图1-1所示中的3张图像的像素大小为720576像素、260288像素和180144像素。图1-11.1.2 什么是分辨率 分辨率是指位图图像中的细节精细度，测量单位是像素/英寸（ppi），每英寸的像素越多，分辨率越高。一般来说，图像的分辨率越高，印刷出来的质量就越好。比如在图1-2中，这是两张尺寸相同，内容相同的图像，左图的分辨率为300ppi，右图的分辨率为72ppi，可以观察到这两张图像的清晰度有着明显的差异，即左图的清晰度明显要高于右图。图1-21.2 位图与矢量图像1.2.1 位图图像 位图图像在技术上被称为“栅格图像”，也就是通常所说的“点阵图像”或“绘

3、制图像”。位图图像由像素组成，每个像素都会被分配一个特定位置和颜色值。相对于矢量图像，在处理位图图像时所编辑的对象是像素而不是对象或形状。见图1-3，如果将其放大到8倍，此时可以发现图像会发虚，如图1-4所示，而将其放大到32倍时，就可以清晰地观察到图像中有很多小方块，这些小方块就是构成图像的像素，如图1-5所示。图1-3图1-4图1-51.2.2 矢量图像 矢量图像也称为矢量形状或矢量对象，在数学上定义为一系列由线连接的点，比如Illustrator、CorelDraw、CAD等软件就是以矢量图形为基础进行创作的。与位图图像不同，矢量文件中的图形元素称为矢量图像的对象，每个对象都是一个自成一

4、体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性，如图1-8和图1-9所示。图1-8图1-91.3 图像的颜色模式 图像的颜色模式是指将某种颜色表现为数字形式的模型，或者说是一种记录图像颜色的方式。在Photoshop中，颜色模式分为位图模式、灰度模式、双色调模式、索引颜色模式、RGB模式、CMYK模式、Lab颜色模式和多通道模式。1.3.1 位图模式 位图模式是指使用两种颜色值（黑色或白色）中的一个来表示图像中的像素。将图像转换为位图模式会使图像减少到两种颜色，从而大大简化了图像中的颜色信息，同时也减小了文件的大小，如图1-12所示是原图，图1-13是将其转换为位图模式后的效果。图1-

5、12图1-131.3.2 灰度模式 灰度模式是用单一色调来表现图像，在图像中可以使用不同的灰度级，如图1-14所示是原图，图1-15是将其转换为灰度模式后的效果。在8位图像中，最多有256级灰度，灰度图像中的每个像素都有一个0（黑色）255（白色）之间的亮度值；在16位和32位图像中，图像的级数比8位图像要大得多。图1-14图1-151.3.3 双色调模式 在Photoshop中，双色调模式并不是指由两种颜色构成图像的颜色模式，而是通过14种自定油墨创建的单色调、双色调、三色调和四色调的灰度图像。单色调是用非黑色的单一油墨打印的灰度图像，双色调、三色调和四色调分别是用两种、3种和4种油墨打印的

6、灰度图像，如图1-16所示是原图，图1-17图1-20所示分别是单色调、双色调、三色调和四色调效果。图1-16图1-19图1-18图1-17图1-201.3.4 索引颜色模式 索引颜色是位图图像的一种编码方法，需要基于RGB、CMYK等更基本的颜色编码方法。可以通过限制图像中的颜色总数来实现有损压缩，如图1-21所示是原图，图1-22所示是将其转换为索引颜色模式后的效果。如果要将图像转换为索引颜色模式，那么这张图像必须是8位/通道的图像、灰度图像或是RGB颜色模式的图像。图1-21图1-221.3.5 RGB模式 RGB颜色模式是一种发光模式，也叫“加光”模式。RGB分别代表Red（红色）、G

7、reen（绿色）、Blue（蓝），在“通道”调板中可以查看到3种颜色通道的状态信息，如图1-24和图1-25所示。RGB颜色模式下的图像只有在发光体上才能显示出来，例如显示器、电视等，该模式所包括的颜色信息（色域）有1670多万种，是一种真色彩颜色模式。图1-24图1-251.3.6 CMYK模式 CMYK颜色模式是一种印刷模式，也叫“减光”模式，该模式下的图像只有在印刷体上才可以观察到，例如纸张。CMYK颜色模式包含的颜色总数比RGB模式少很多，所以在显示器上观察到的图像要比印刷出来的图像亮丽一些。CMY是3种印刷油墨名称的首字母，C代表Cyan（青色）、M代表Magenta（洋红）、Y代表

8、Yellow（黄色），而K代表Black（黑色），这是为了避免与Blue（蓝色）混淆，因此黑色选用的是Black最后一个字母K。在“通道”调板中可以查看到4种颜色通道的状态信息，如图1-26和图1-27所示。图1-26图1-271.3.7 Lab模式 Lab颜色模式是由照度（L）和有关色彩的a、b这3个要素组成，L表示Luminosity（照度），相当于亮度；a表示从红色到绿色的范围；b表示从黄色到蓝色的范围，如图1-28和图1-29所示。Lab颜色模式的亮度分量（L）范围是从0 100，在 Adobe拾色器和“颜色”调板中，a分量（绿色-红色轴）和b分量（蓝色-黄色轴）的范围是从+127-1

9、28。图1-28图1-291.3.8 多通道模式 多通道颜色模式图像在每个通道中都包含256个灰阶，对于特殊打印时非常有用。将一张RGB颜色模式的图像转换为多通道模式的图像后，之前的红、绿、蓝3个通道将变成青色、洋红、黄色3个通道，如图1-30和图1-31所示。多通道模式图像可以存储为PSD、PSB、EPS和RAW格式。Lab模式在照片调色中有着非常特别的优势，我们处理明度通道时，可以在不影响色相和饱和度的情况下轻松修改图像的明暗信息；处理a和b通道时，则可以在不影响色调的情况下修改颜色。图1-30图1-311.4 图像的位深度 在“图像模式”菜单下可以观察到“8位/通道”、“16位/通道”和

10、“32位/通道”3个子命令，这3个子命令就是通常所说的“位深度”，如图1-32所示。“位深度”主要用于指定图像中的每个像素可以使用的颜色信息数量，每个像素使用的信息位数越多，可用的颜色就越多，色彩的表现就越逼真。图1-321.4.1 8位/通道 8位/通道的RGB图像中的每个通道可以包含256种颜色，这就意味着这张图像可能拥有1600万个以上的颜色值。1.4.2 16位/通道 16位/通道的图像的位深度为16位，每个通道包含65000种颜色信息。所以图像中的色彩通常会更加丰富与细腻。1.4.3 32位/通道 32位/通道的图像也称为高动态范围（HDRI）图像。它是一种亮度范围非常广的图像，与其

11、他模式的图像相比，32位/通道的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，它记录了图片环境中的照明信息，因此通常可以使用这种图像来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的，同样也可以用它作为环境背景来产生反射与折射，如图1-33所示。图1-331.5 色域与溢色1.5.1 色域 色域是另一种形式上的色彩模型，它具有特定的色彩范围。例如，RGB色彩模型就有好几个色域，即Adobe RGB、sRGB和ProPhoto RGB等。在现实世界中，自然界中可见光谱的

12、颜色组成了最大的色域空间，该色域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。为了能够直观的表示色域这一概念，CIE国际照明协会制定了一个用于描述色域的方法，即CIE-xy色度图，如图1-34所示。在这个坐标系中，各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，表示这种显示设备的色域范围越大。图1-341.5.2 溢色 在计算机中，显示的颜色超出了CMYK颜色模式的色域范围，就会出现“溢色”。在RGB颜色模式下，在图像窗口中将鼠标指针放置溢色上，“信息”面板中的CMYK值旁会出现一个感叹号！，如图1-35所示。当用户选择了一种溢色时，“拾色器”对话框和“颜色”面板中

13、都会出现一个“溢色警告”的三角形感叹号，同时在感叹号下面的色块中会显示与当前所选颜色最接近的CMYK颜色，如图1-36所示。单击感叹号即可选定色块中的颜色。图1-35图1-361.5.3 查找溢色区域 执行“视图色域警告”菜单命令，图像中溢色的区域将被高亮显示出来，默认显示为灰色显示，如图1-37所示。图1-371.5 常用的图像文件格式 当用Photoshop CS6制作或处理好一幅图像后，就要进行存储。这时，选择一种合适的文件格式就显得十分重要。Photoshop CS6有20多种文件格式可供选择。这些文件格式中，既有Photoshop CS6的专用格式，也有用于应用程序交换的文件格式，还

14、有一些特殊的格式。1.6.1 PSD格式 PSD格式是Photoshop的默认储存格式，能够保存图层、蒙版、通道、路径、未栅格化的文字、图层样式等。在一般情况下，保存文件都采用这种格式，以便随时进行修改。1.6.2 BMP格式 BMP格式是微软开发的固有格式，这种格式被大多数软件所支持。BMP格式采用了一种叫RLE的无损压缩方式，对图像质量不会产生什么影响。1.6.3 GIF格式 GIF格式是输出图像到网页最常用的格式。GIF格式采用LZW压缩，它支持透明背景和动画，被广泛应用在网络中。1.6.4 EPS格式 EPS是为PostScript打印机上输出图像而开发的文件格式，是处理图像工作中最重

15、要的格式，它被广泛应用在Mac和PC环境下的图形设计和版面设计中，几乎所有的图形、图表和页面排版程序都支持这种格式。1.6.5 JPEG格式 JPEG格式是平时最常用的一种图像格式。它是一个最有效、最基本的有损压缩格式，被绝大多数的图形处理软件所支持。1.6.6 PDF格式 PDF格式是由Adobe Systems创建的一种文件格式，允许在屏幕上查看电子文档。PDF文件还可被嵌入到Web的HTML文档中。1.6.7 PNG格式 PNG格式是专门为Web开发的，它是一种将图像压缩到Web上的文件格式。PNG格式与GIF格式不同的是，PNG格式支持244位图像并产生无锯齿状的透明背景。1.6.8 TGA格式 TGA格式专用于使用Truevision视频板的系统，它支持一个单独Alpha通道的32位RGB文件，以及无Alpha通道的索引、灰度模式，并且支持16位和24位的RGB文件。1.7 本章小结 通过本章的学习，我们对图像文件的相关知识有了一个初步的认识，虽然这些知识很基础，但是在图像处理中的运用却非常广泛，因此对每一个基础知识都应做到了如指掌。Thank you！2020/11/536谢谢观赏！