第3章图像处理技术与应用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 图像处理技术与应用,3.1,图像处理基础,3.2,图片浏览器,ACDSee,3.3,图像处理软件,Photoshop CS,3.4,图像综合应用案例,3.1.1,图像概述,1,图形与图像,矢量图,（图形）,:,矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。,优点,:,任意缩放不变形,缺点,:,不适合描述复杂图形及真实世界的照片。,位图（图像）,:,由许多像素点组成的，每个像素点用若干二进制位来表示其颜色、亮度和饱和度等属性。,通常用扫描仪、数码照相机、数码摄像机、视频捕获卡等设备把模拟的图像信号转换成数字的图像数据。,优点：逼真。,缺点：所需存储空间比较大。,原图,再放大五倍,先缩小一倍,注意观察图中,线条粗细,的变化,用,VC,编写程序生成的,矢量图,，注意线条粗细和颜色的随机变化,2,图像的基本属性,（,1,）像素：,组成图像的基本单位，图像数字化过程中的最小采样点。,（,2,）显示分辨率：,显示屏上能够显示出的像素数目。,图像分辨率：,构成图像的横向和纵向的像素点的数目。,例如：显示分辨率为：,640480,图像分辨率为：,320240,，图像只占显示屏的,1/4,。,图像分辨率为：,1024768,，图像不能完整地显示在一屏上。,（,3,）像素深度：,每个像素点所用二进制的位数。,决定了彩色图像的每个像素点可能有的颜色数，或者确定灰度图像中每个像素点可能有的灰度等级数。,例如：一幅彩色图像的每个像素点用,R,，,G,，,B,三个分量表示，且每个分量用,8,位，那么一个像素点共用,24,位表示，像素深度就是,24,。,每个像素点可以有,2,24,（约,1600,多万）种颜色中的一种。,3,色彩与颜色模型,（,1,）,色彩的产生,：物体本身都是无色的，,光,使物体呈现出了各种颜色。,发光物体的颜色：由其发出的光波来决定。,不发光物体的颜色：由该物体吸收或者反射的光波来决定。,关闭场景中的灯光，茶壶为黑色,打开场景中的白色灯光，茶壶默认为灰色,将灯光颜色改为红色，茶壶呈现红色,将灯光颜色改为绿色，茶壶呈现绿色,灯光颜色仍为绿色，将茶壶的漫反射颜色设置为红色，则茶壶呈现黑色,例如,：在,3ds Max,的场景中放置了一个茶壶和一盏泛光灯，不同灯光颜色下茶壶所呈现的颜色。,（,2,）色彩的三要素,色相（色调）,：指色彩的外在表现，如红色、黄色、蓝色等。,亮度（明度）：,指光作用于人眼时感觉到的颜色的明亮程度。,饱和度（色度）：,指色彩的纯度，或者说是颜色的深浅程度。,色相,饱和度,（,3,）色彩的三原色,:,红,绿,蓝,因为自然界中常见的各种颜色都可以由红、绿和蓝三种色光按一定比例混合而成，红绿蓝三种色光也是白光分解后得到的主要色光，符合人眼的视觉生理效应。,红绿蓝三种色光相互独立，其中任意一种色光不能由另外两种色光混合而成，因此称红绿蓝为色彩的三原色,。,（,4,）颜色模型和色彩空间,颜色模型,：,描述和表示颜色的一种抽象数学模型。,计算机处理图像通常采用,RGB,模型,；,印刷彩色图像通常采用,CMYK,模型,；,彩色电视信号传输时则采用,YUV,或,YIQ,模型,；,色彩空间：,使用特定的颜色模型可以生成的颜色范围。,Lab,颜色模型：其固定的色彩空间，,与设备无关,；,RGB,、,CMYK,、,HSB,和,HSL,等颜色模型：,与设备有关,，不同设备可能具有不同的色彩空间。每个色彩空间虽然,RGB,值相同，但颜色的显示效果不同。,RGB,颜色模型的色彩空间,RGB,与,CMYK,色彩空间的比较,RGB,模型,：,任何一种颜色都可用红绿蓝三种基本颜色按不同的比例混合得到。组合红绿蓝三种光波以产生特定颜色的方法称为,相加混色,，又叫,RGB,相加模型，是编辑图像的最佳颜色模型。,颜色,R,G,B,RGB,等量相加得到白色；,RG,等量相加得到黄色；,RB,等量相加得到品红色；,GB,等量相加得到青色；,互补色,：,彼此最不一样的颜色。,黄色的互补色是蓝色,绿色的互补色是品红色,红色的互补色是青色,CMYK,模型：,CMYK,代表印刷上用的四种颜色，是最佳的颜色打印模式。,C,（,Cyan,）代表青色,M,（,Magenta,）代表洋红色,Y,（,Yellow,）代表黄色,K,（,Black,）代表黑色,相减混色,颜色来自于光线照射到颜料上以后,未被颜料吸收的部分光线,，这种产生色彩的方式称为,相减混色,。,例如：在纸面上涂上等量的黄色和品红颜料，人眼将看到红色。因为黄色颜料会吸收蓝色光，品红颜料会吸收绿色光，所以只反射出红色光。,红色光,=,白色光,蓝色光,绿色光,将,CMY,等量混合时，理论上会呈现黑色，但实际上呈现的是浊褐色，所以印刷技术上引入了黑色（,K,）。,Lab,模型,：,由国际照明委员会（,CIE,）于,1976,年公布的一种颜色模型，理论上包括了人眼可以看见的所有色彩，而且这种颜色模型,“,不依赖于设备,”,，在任何显示器和打印机上其颜色值的表示都是一样的。,L,：亮度通道,A,：颜色通道，,从深绿色到灰色再到亮粉红色,B,：颜色通道，,从亮蓝色到灰色再到黄色,特点,：,Lab,模型所定义的色彩最多，且与光线和设备无关，处理速度快，所以打印时最佳避免色彩损失的方法是：先将用,RGB,模型编辑的图像转换成,Lab,模型，然后再转换为,CMYK,模型打印输出。,三种色彩模式表达的,色彩范围,大小比较,Lab,模式,RGB,模式,CMYK,模式,HSB,模型和,HSL,模型,H,（,Hue,）表示色相,S,（,Saturation,）表示饱和度,B,（,Brightness,）表示亮度,对应色彩的三要素，基于人类感觉颜色的方式，可以将自然界的颜色直观地翻译为计算机创建的颜色。,H,（,Hue,）表示色相或色调,S,（,Saturation,）表示饱和度,L,（,Lightness,）表示亮度,用,HSL,表示颜色是因为这种模型比较容易为画家所理解。,3.1.2,图像的数字化,1,采样,:,就是把图像在空间上分割成一个,M*N,的网格，每一个网格代表一个采样点。,采样的点数越多，描述的图像细节就越丰富，图像也就越细腻而逼真，但所需存储空间也会越大。,2,量化：,把每一个采样点用数值来表示，量化的位数决定了每一个像素点所能表示的颜色数。,量化位数为,1,：黑白图,量化位数为,8,：,256,个灰度等级的灰度图,量化位数为,8,：,256,种颜色的彩色图,量化位数为,24,：真彩色图,3.1.3,图像文件格式,3.2,图片浏览器,ACDSee,功能：,ACDSee,是一个相片管理软件，可用于获取、整理、查看和编辑相片。提供了许多图像编辑工具和图像管理工具。,查看模式,浏览模式,编辑模式,例,3.1,批量改变图像大小,。,（,1,）在,“,浏览器,”,显示状态，选择一个或多个图像,（,2,）执行菜单,“,工具,|,调整图像大小,”,例,3.2,批量调整图像曝光度。,（,1,）,在,“,浏览器,”,显示状态，选择一个或多个图像,（,2,）执行菜单,“,工具,|,调整图像曝光度,”,3.3,图像处理软件,Photoshop CS,3.3.1,工作界面,3.3.2,基本操作,1,文件操作,新建：,注意对话框中模式,和背景内容的选择,保存：,注意保存文件的格式,2,编辑操作,粘贴：,到新图层的中央,粘贴入：,复制到指定选区内,合并拷贝：,复制多个图层的内容,注意：,历史记录面板,保存了最近,20,步的操作，可以任意撤消或重做。,3,图像的编辑,（,1,）图像显示方式,标准模式,带菜单的全屏显示,没有菜单栏的全屏显示,”,（,2,）调整图像大小,（,3,）图像的旋转,旋转画布,对选区进行自由变换,原始抠图,水平翻转,（,4,）图像的调整,1,）色阶调整,2,）曲线调整,原图,色阶调整后,曲线调整后,3.3.3,基本工具的使用,（新选区）,建立一个新选区，如果已有一个选区则将其替换。,（添加到选区）,把新选择的区域添加到已有的选区中。,（从选区减去）,从已有的选区中减去新选中的区域。,（与选区交叉）,新选区域与已有选区相交的部分作为选中的结果。,1,选框工具组,羽化效果图,羽化,是通过降低所选区域周围像素的不透明度来实现逐渐虚化的效果。,2,移动工具,3,套索工具组,用于选择任意形状的区域,4,魔棒工具,用于选择颜色相同或相近的区域,5,裁切工具,用于裁剪图像,裁剪后,6,切片工具组,用于将一幅图像切成多个部分并应用于,Web,图片,7,修补工具组,用于修补图像中有瑕疵的部分,修补前,修补后,8,画笔工具组,用于在图像中进行任意的画图,用自定义画笔绘画,9,图章工具组,用来修复图像、复制图像或填充图案等,注意：自定义图案必须用,矩形选框工具,选取图像，,单击菜单,“,编辑,|,自定义图案,”,。,10,历史记录画笔工具组,可以把历史记录中的某个编辑状态的图像重新绘制出来，做出一些特殊的图像效果，利用,“,历史记录艺术画笔,”,还可以作印象派的艺术画。,设置历史记录画笔的源,11,擦除工具组,用来擦除图像,橡皮擦工具，当前背景为白色,背景色橡皮擦工具,魔术橡皮擦工具,12,填充工具组,用来对选择区域或图层进行颜色的填充,13,修饰工具组,用于对图像中的颜色进行修饰,14,色调编辑工具组,用于调整图像中曝光不好的图像区域,15,注释工具组,用于对图像作必要的说明,16,标记工具组,用于标记图像中的颜色以及度量两像素点的距离,17,抓手工具,抓手工具用于拖曳图像以平移图像，使图像的不可见部分显示出来,18,缩放工具,用于缩放图像或选定的图像区域,3.3.4,图层、通道和蒙版,1,、图层,图层就象是一张一张叠起来的,透明胶片,，每张透明胶片上都可以有不同的画面，对任一图层的任何操作都不会影响其他图层上的图像，改变图层的顺序和属性就可以改变图像的最后效果。通过图层操作可以创建很多复杂的图像效果。,图层类型,特 点,背景图层,始终位于图层面板的最下面，只能有一个背景图层，新建文件时将自动产生背景图层，背景图层中的许多操作受到限制，如不能移动、不能改变其不透明度、不能应用图层样式等。,普通图层,一般可进行任何操作。按住,Alt,键并双击背景图层可直接将背景图层转化为普通图层。,文字图层,文字图层许多操作受限，如不能绘画、不能填充颜色等，可以将文字图层栅格化为普通图层。,形状图层,用形状工具绘制形状时可以产生形状图层，并自动添加了形状的矢量蒙版。,填充图层,用纯色、渐变或图案三种填充方式生成的图层蒙版。,调整图层,用于调整位于其下方的所有可见图层的像素色彩，这样就可以不必对每个图层单独进行调整，是一种特殊的色彩校正方法。,图层样式,：,就是滤镜的简化使用，可以将投影、浮雕和发光等效果直接应用到所选图层上（背景图层除外）,。,图层综合应用：,1,）先抠图,2,）调整大小,3,）复制,4,）定位,5,）合并图层,2,通道,通道是用来储存一个图像文件中的单色颜色信息或选区内容的。,3,蒙版,使用蒙版可保护图层中的图像，蒙版可以控制图层内部分图像隐藏或显示。,（,1,）快速蒙版,制作手绘彩色图案或文字,以快速蒙版模式编辑,（,2,）图层蒙版,用于实现抠图,制作图片边缘的淡化特效,融合图层,（,3,）剪贴蒙版,利用剪贴蒙版可以将图像或文字在指定的形状内显示。,注意：把形状图层放置在图像或文字图层的下方,（,4,）矢量蒙版,由钢笔或形状工具来创建，当创建一个形状图层时系统将自动添加一个该形状的矢量蒙版，也可以将普通图层上创建的工作路径转化成矢量蒙版，矢量蒙版适合于创建锐边形状，并可以利用工具栏上的（直接选取工具）对矢量蒙版的路径形状进行任意的修改和变形。,3.3.5,文字处理,变形文字,文字蒙版工具制作的彩色文字,注意：文字图层,栅格化,以后就不允许对文字进行字体、大小和形状等的改变。,变形文字,3.3.6,形状