《信息技术基础教程（下）》-第6章图形图像处理

6.1基本概念对图像进行各种编辑与处理之前，应该先了解有关像素、分辨率、图像的种类等知识。6.1.1像素和分辨率1.像素任意一幅数字图像粗看起来似乎是连续的，但实际上是不连续的，它由许多密集的细小点所组成，这些细点构成一幅图像的基本单元，称为像素。就像物质一样，肉眼看上去是连续的，但实质上都是由一个一个分子组成的。显然，点越多，像素越大，画面就越清晰。这些像素被排成横行或纵列，每个像素都是方形的。每个像素都有不同的颜色值。当成百上千万的像素集体到一起后，就构成了图形图像。像素是构成图像的最小单位，是图像的基本元素。下一页返回6.1基本概念2.分辨率分辨率是度量位图图像数据量多少的一个参数，通常表示为像素/英寸（pixelperinch，ppi）和点/厘米（pixelpercentimeter，ppc）。简单地说，分辨率是指数字图像中单位平方英寸内像素数量的多少。（1）图像分辨率1）概念图像分辨率指图像中存储的信息量（如图6−1所示）。这种分辨率有多种衡量方法，典型的是以像素/英寸来衡量，也有以像素/厘米来衡量的。上一页下一页返回6.1基本概念2）图像分辨率和文件大小图像分辨率以比例关系影响着文件的大小，即文件大小与其图像分辨率的平方成正比。如果保持图像尺寸不变，将图像分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的四倍。（2）显示器分辨率如图6−2所示，显示器分辨率指屏幕图像的精密度，测量单位是像素/英寸。屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样，屏幕区域内能显示的信息也越多。上一页下一页返回6.1基本概念（3）打印机分辨率打印机分辨率又称为输出分辨率，是指在打印输出时横向和纵向两个方向上每英寸最多能够打印的点数，通常也以dpi表示。打印机的分辨率越大，表明图像输出的色点越小，输出的图像效果就越精细。打印机色点的大小只与打印机的硬件工艺有关，与要输出图像的分辨率无关。不同打印机分辨率如图6−3所示。图6−3（a）是粗糙网屏，通常用于印刷快讯和赠券，65dpi；图6−3（b）是一般网屏，通常用于印刷报纸，85dpi；图6−3（c）是高品质网屏，通常用于印刷四色杂志，133dpi；图6−3（d）是超精细网屏，通常用于印刷年度报表和艺术书籍中的图像，177dpi。上一页下一页返回6.1基本概念6.1.2图像的种类数字图像按照图面元素的组成可以分为两类：位图和矢量图。类图像各有优缺点，但是又可以搭配使用，互相取长补短。1.位图位图是指以点阵方式保存的图像。图像由许多小点即像素组成，每一个像素都有自己的色彩。优点：色彩和色调变化丰富，可以较逼真地反映自然界的景物，同时也容易在不同软件之间交换文件。缺点：在放大、缩小或者旋转处理后会产生失真，同时文件数据量巨大，对内存要求容量也较高。例如，一条线段在点阵式图像中是由许多像素组成的，每一个像素是独立的，因此可以表现复杂的色彩纹路，但数据量相对增加，并且构成这条线段的像素是固定且有限的，在变换时就会影响其分辨率，产生失真，如图6−4所示。上一页下一页返回6.1基本概念2.矢量图矢量图（又称矢量形状或矢量对象）是由称作矢量的数学对象定义的直线和曲线构成的。矢量根据图像的几何特征对图像进行描述。利用图形的几何特性的数学模型进行描述的各种图形，与分辨率无关，将图形放大到任意程度，都不会失真，如图6−5所示。矢量图的文件所占的容量较小，处理时需要的内存也少，适合制作3D图像及以线条和色块为主的图像。它的缺点是不易制作色调丰富或色彩变化太多的图像，所以绘制出来的图形不很逼真，无法像照片一样精确地描写自然界的景物，同时也不易在不同的软件之间交换文件。矢量式图像的处理软件有Freehand、Illustrator、CorelDraw和AutoCAD等。上一页返回6.2图像的颜色模式图像处理离不开色彩处理，因为图像是由色彩和形状两种信息组成的。在使用色彩之前，需要了解色彩的一些基本知识。1.色彩的三要素色彩的三要素即色相、明度、纯度（色度）。任何一个颜色或色彩都可以从这三个方面进行判断分析。色相：指色彩所呈现出来的质的面貌，例如红、黄、蓝、绿等。明度：指色彩的明暗深浅程度，明度高，就是说颜色亮。纯度：指色相的鲜艳程度，即色彩中其他杂色所占成分的多少。下一页返回6.2图像的颜色模式2.颜色模式每一种成色原理和配色方式都对应一种颜色模式。不同的颜色模式不仅决定图像中可使用的颜色范围，还影响保存图像文件时的文件格式。常见的颜色模型包括HSB（色相、饱和度、亮度）、RGB（红色、绿色、蓝色）、CMYK（青色、品红、黄色、黑色）和Lab等。因此，相应的颜色模式也就有RGB、CMYK、Lab等。图6−6所示的是Photoshop调色板的几种颜色模式表示红色时的数值。上一页下一页返回6.2图像的颜色模式（1）RGB颜色模式即利用红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue）三种基本颜色进行颜色加法。该模式给彩色图像中每个像素的RGB分量分配一个0（黑色）～255（白色）范围的强度值。新建Photoshop图像的默认模式为RGB，计算机显示器总是使用RGB模型显示颜色。这意味着在非RGB颜色模式（如CMYK）下工作时，Photoshop会临时将数据转换成RGB数据再在屏幕上显示出来。彩色电视机的显像管及计算机的显示器都是以这种方式混合出各种不同的颜色效果的，如图6−7所示。上一页下一页返回6.2图像的颜色模式Photoshop将24位RGB图像看作由三个颜色通道组成。这三个颜色通道分别为红色通道、绿色通道和蓝色通道。其中每个通道使用8位颜色信息，该信息由从0～255的亮度值来表示，见表6−1。这三个通道通过组合，可以产生1670余万种不同的颜色。在Photoshop中，用户可以很方便地从不同通道对RGB图像进行色彩处理。（2）CMYK颜色模式CMYK颜色模式是一种用于印刷的模式，与RGB模式不同的是，RGB是加色法，CMYK是减色法。CMYK即生成CMYK模式的三原色，100%的青色（Cyan）、100%的洋红色（Magenta）、100%的黄色（Yellow）和黑色，其中黑色用K来表示。虽然三原色混合可以生成黑色，但实际上并不能生成完美的黑色或灰色，所以要加黑色。在CMYK模式中，每个像素的每种印刷油墨会被分配一个百分比值。最亮的颜色分配较低的印刷油墨颜色百分比值，较暗的颜色分配较高的百分比值。上一页下一页返回6.2图像的颜色模式（3）Lab颜色模式Lab颜色模式是以一个亮度分量L（Lightness），以及两个颜色分量a与b来表示颜色的。其中，L的取值范围为0～100，a分量代表由绿色到红色的光谱变化，而b分量代表由蓝色到黄色的光谱变化，且a和b分量的取值范围均为–120～120。（4）HSB模式HSB模式以色相、饱和度、亮度与色调来表示颜色。通常情况下，色相由颜色名称标识，如红色、橙色或绿色。饱和度（又称彩度）是指颜色的强度或纯度。饱和度表示色相中灰色分量所占的比例，使用0（灰色）～100%（完全饱和）的百分比来度量。亮度是颜色的相对明暗程度，通常使用0（黑色）～100%（白色）的百分比来度量。上一页下一页返回6.2图像的颜色模式（5）颜色模式的选择在Photoshop中，主要使用RGB颜色模式，因为只有在这种模式下，用户才能使用Photoshop软件系统提供的所有命令与滤镜。因此，用户在进行图像处理时，如果图像的颜色模式不是RGB，则可首先将其颜色模式转换为RGB模式，然后进行处理。颜色模式定义的颜色范围也不同。颜色模式除确定图像中能显示的颜色数之外，还影响图像的通道数和文件大小。（6）色彩模式转换由于实际需要，常常会将图像从一种模式转换为另一种模式。但由于各种颜色模式的色域不同，所以，在进行颜色模式转换时，会永久性地改变图像中的颜色值。上一页返回6.3图像的文件格式图像大小可用两种方法表示：第一种是“图像大小”，指的是图像在计算机中占用的随机存储器（RAM）的大小；第二种则是“文件大小”，是指图像保存文件后的长度。两者之间基本上是正比的关系，但并不一定相等。因为图像信息从RAM保存到文件时，会在文件中加上头部信息，再进行压缩。因此，文件通常会比图像小一些。根据记录图像信息的方式（位图或矢量图）、压缩图像数据的方式的不同，图像文件可以分为多种格式，每种格式的文件都有相应的扩展名。而Photoshop所默认的图像文件为PSD格式。由于大多数的图像格式都不支持Photoshop的图层、通道、矢量元素等特性，因此，如果希望能够继续对图像进行编辑，则应将图像以PSD格式保存。目前常见的图像文件格式有很多种，如图片格式是计算机存储图片的格式，常见的存储的格式有bmp、jpg、png、tiff、gif、psd、cdr、pcd等，下面介绍几种常用的文件格式。下一页返回6.3图像的文件格式1.BMP（*.BMP）位图（BitMaP，BMP）是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选1bit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上。2.GIF（*.GIF）图形交换格式（GraphicsInterchangeFormat，GIF），是CompuServe公司在1987年开发的图像文件格式。GIF是一种无损压缩格式，其压缩率一般在50%左右，它不属于任何应用程序。几乎所有相关软件都支持它，公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。上一页下一页返回6.3图像的文件格式3.JPEG（*.JPG、*.JPE）联合照片专家组（JointPhotographicExpertGroup，JPEG）也是最常见的一种图像格式，它是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，如果追求高品质图像，不宜采用过高的压缩比例。但是JPEG压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质，属于静态图像压缩标准。JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在（10:1）～（40:1）之间。压缩比越大，品质就越低；相反，压缩比越小，品质就越好。上一页下一页返回6.3图像的文件格式4.PNG（*.PNG）便携式网络图形（PortableNetworkGraphics，PNG）最适合网络传输的图像文件格式。PNG能够提供长度比GIF小30%的无损压缩图像文件。它同时提供24位和48位真彩色图像支持及其他诸多技术性支持。由于PNG非常新，所以并不是所有的程序都可以用它来存储图像文件，但Photoshop可以处理PNG图像文件，也可以用PNG图像文件格式存储。5.PSD（*.PSD*.PDD）PSD格式是Adobe公司图像处理软件Photoshop的专用格式，其他软件系统只能对其进行读取。在Photoshop所支持的各种图像格式中，PSD的存取速度比其他格式快很多，功能也很强大。上一页下一页返回6.3图像的文件格式6.TIFF（*.TIF）标签图像文件格式（TagImageFileFormat，TIEF），是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。TIFF格式灵活易变，它又定义了四类不同的格式：TIFF−B，适用于二值图像；TIFF−G，适用于黑白灰度图像；TIFF−P，适用于带调色板的彩色图像；TIFF−R，适用于RGB真彩图像。TIFF支持多种编码方法，其中包括RGB无压缩、RLE压缩、JPEG压缩等。TIFF是现存图像文件格式中最复杂的一种，它具有扩展性、方便性、可改性，适用于在应用程序之间和计算机平台之间的交换文件，它的出现使得图像数据交换变得简单。上一页返回6.4Photoshop基础知识介绍6.4.1Photoshop功能简介Photoshop是一款强大的平面设计软件，在网页设计、建筑效果图设计、平面广告设计、特效文字设计、界面设计和影像创意设计等设计领域都有广泛的应用。1.平面设计的概念平面设计是设计者借助一定的工具材料，将所要表达的形象及创意在二维空间中塑造出的视觉艺术。其广泛应用于广告、招贴、包装、海报、插图及网页制作等，因此，平面设计就是视觉传达设计。2.平面设计的应用（1）广告设计在现实生活中，广告已和人类社会的经济及人们的文化生活紧密交织在一起。在平面广告设计中一般包含有文字和图形。常见的表现手法有名人与名牌、夸张与准确、幽默与悬念、劝导与引诱恐吓等。下一页返回6.4Photoshop基础知识介绍（2）商标设计标志是表明事物特征的记号。商标、店标、厂标等专用标志对于发展经济、创造经济效益、维护企业和消费者权益等具有巨大的实用价值和法律保障作用。各种国内外重大活动、会议、运动会及邮政运输、金融财贸、机关、团体乃至个人（图章、签名）等几乎都有表明自己特征的标志，如图6−9所示。（3）包装设计包装是商品生产的延续，是商品的有机组成部分，商品经过包装和生产过程才算完成。随着商品经济的发展，商品的包装设计越来越受到重视，如图6−10所示。（4）网页设计在因特网上，有很多设计独特、美观、新颖的网站，这些网站的网页使用了许多平面设计的技巧。上一页下一页返回6.4Photoshop基础知识介绍6.4.2Photoshop中图像处理的基本概念1.图层一个图像由多个图层合成。每一个图层都具有透明区和非透明区：透明区可透出下层图像；而非透明区则掩盖下层图像。其中背景层一定是在最下一层。Photoshop绝大多数操作都是针对当前层。利用图层调板可以很方便地对某一图层进行独立的编辑处理，而不会影响到其他的图层。在Photoshop中，每一个图层都可以看作是一个独立的RGB文件。上一页下一页返回6.4Photoshop基础知识介绍2.通道一个独立的通道对应图像的每一种基色。利用通道分离不同的基色，可对指定的一个原色进行编辑。当选定一个通道和一个图层后，所有操作就会在当前图层、当前通道上进行。利用通道调板可以对不同通道的图像进行编辑、复制和处理，以使图像得到更好的打印和印刷效果。在Photoshop中，RGB模式下有3个通道，CMYK模式下有4个通道。3.选区在处理图像时，首先要对所处理的图像区域进行选定。在被选定的图像区域边界上会显示流动的选择框，即为当前层中的操作范围。当前操作只对选择框内有效，而框外区域则被保护。选区的操作可使用工具箱中的选择工具类。上一页下一页返回6.4Photoshop基础知识介绍4.羽化以像素为单位表示的选区域与非选区域之间的过渡程度。若羽化值为0，过渡则是直接的；若羽化值设置为20，其间过渡的像素为40。当选区域与非选区域是两种不同的颜色时，则羽化的结果会使得两种颜色在40像素之间渐渐融合。5.Alpha通道Alpha通道的作用是通过该通道中存放和编辑的选区域，创建更多永久性的蒙版。其特点是：所有新通道具有原图形的尺寸和像素值，可使用绘图和编辑工具在该通道中编辑蒙版，所有