第3章圖像處理技術與應用

1、第3章 圖像處理技術與應用,3.1 圖像處理基礎 3.2 圖片瀏覽器ACDSee 3.3 圖像處理軟件Photoshop CS 3.4 圖像綜合應用案例,3.1.1 圖像概述,1．圖形與圖像 矢量圖（圖形）:矢量圖是用一系列計算機指令來表示一幅圖，如畫點、畫線、畫曲線、畫圓、畫矩形等。 優(yōu)點:任意縮放不變形 缺點:不適合描述復雜圖形及真實世界的照片。 位圖（圖像）:由許多像素點組成的

2、，每個像素點用若干二進制位來表示其顏色、亮度和飽和度等屬性。 通常用掃描儀、數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、視頻捕獲卡等設備把模擬的圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字的圖像數(shù)據(jù)。 優(yōu)點：逼真。 缺點：所需存儲空間比較大。,原圖,再放大五倍,先縮小一倍,注意觀察圖中線條粗細的變化,,用VC編寫程序生成的矢量圖，注意線條粗細和顏色的隨機變化,2．圖像的基本屬性（1）像素：組成圖像的基本單位，圖像數(shù)字化過程中的最小采樣點。

3、（2）顯示分辨率：顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目。 圖像分辨率：構(gòu)成圖像的橫向和縱向的像素點的數(shù)目。 例如：顯示分辨率為：640×480 圖像分辨率為：320×240，圖像只占顯示屏的1/4 。 圖像分辨率為：1024×768，圖像不能完整地顯示在一屏上。（3）像素深度：每個像素點所用二進制的位數(shù)。

4、決定了彩色圖像的每個像素點可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像中每個像素點可能有的灰度等級數(shù)。 例如：一幅彩色圖像的每個像素點用R，G，B三個分量表示，且每個分量用8位，那么一個像素點共用24位表示，像素深度就是24。 每個像素點可以有 224（約1600多萬）種顏色中的一種。,3．色彩與顏色模型（1）色彩的產(chǎn)生：物體本身都是無色的，光使物體呈現(xiàn)出了各種顏色。 發(fā)光物體的顏色：由其發(fā)出的光波來決定

5、。 不發(fā)光物體的顏色：由該物體吸收或者反射的光波來決定。,例如：在3ds Max的場景中放置了一個茶壺和一盞泛光燈，不同燈光顏色下茶壺所呈現(xiàn)的顏色。,（2）色彩的三要素① 色相（色調(diào)）：指色彩的外在表現(xiàn)，如紅色、黃色、藍色等。② 亮度（明度）：指光作用于人眼時感覺到的顏色的明亮程度。③ 飽和度（色度）：指色彩的純度，或者說是顏色的深淺程度。,（3）色彩的三原色: 紅綠藍 因為自然界中常見的各種

6、顏色都可以由紅、綠和藍三種色光按一定比例混合而成，紅綠藍三種色光也是白光分解后得到的主要色光，符合人眼的視覺生理效應。紅綠藍三種色光相互獨立，其中任意一種色光不能由另外兩種色光混合而成，因此稱紅綠藍為色彩的三原色。,（4）顏色模型和色彩空間顏色模型：描述和表示顏色的一種抽象數(shù)學模型。計算機處理圖像通常采用RGB模型；印刷彩色圖像通常采用CMYK模型；彩色電視信號傳輸時則采用YUV或YIQ模型；色彩空間：使用特定的顏色模型可以

7、生成的顏色范圍。Lab顏色模型：其固定的色彩空間，與設備無關；RGB、CMYK、HSB和HSL等顏色模型：與設備有關，不同設備可能具有不同的色彩空間。每個色彩空間雖然RGB值相同，但顏色的顯示效果不同。,RGB顏色模型的色彩空間,RGB與CMYK色彩空間的比較,① RGB模型：任何一種顏色都可用紅綠藍三種基本顏色按不同的比例混合得到。組合紅綠藍三種光波以產(chǎn)生特定顏色的方法稱為相加混色，又叫RGB相加模型，是編輯圖像的最佳顏色模型。

8、顏色＝R＋G＋B RGB等量相加得到白色； RG 等量相加得到黃色； RB 等量相加得到品紅色； GB 等量相加得到青色；互補色：彼此最不一樣的顏色。黃色的互補色是藍色綠色的互補色是品紅色紅色的互補色是青色,② CMYK模型： CMYK代表印刷上用的四種顏色，是最佳的顏色打印模式。 C（Cyan） 代表青色 M（Magenta）代表洋紅色 Y（Yellow）

9、 代表黃色 K（Black） 代表黑色,相減混色,顏色來自于光線照射到顏料上以后未被顏料吸收的部分光線，這種產(chǎn)生色彩的方式稱為相減混色。例如：在紙面上涂上等量的黃色和品紅顏料，人眼將看到紅色。因為黃色顏料會吸收藍色光，品紅顏料會吸收綠色光，所以只反射出紅色光。 紅色光 = 白色光 – 藍色光 – 綠色光 將CMY等量混合時，理論上會呈現(xiàn)黑色，但實際上呈現(xiàn)的是濁褐

10、色，所以印刷技術上引入了黑色（K）。,③ Lab模型：由國際照明委員會（CIE）于1976年公布的一種顏色模型，理論上包括了人眼可以看見的所有色彩，而且這種顏色模型“不依賴于設備”，在任何顯示器和打印機上其顏色值的表示都是一樣的。 L：亮度通道 A：顏色通道，從深綠色到灰色再到亮粉紅色 B：顏色通道，從亮藍色到灰色再到黃色 特點： Lab模型所定義的色彩最多，且與光線和設備無關，處理速度快

11、，所以打印時最佳避免色彩損失的方法是：先將用RGB模型編輯的圖像轉(zhuǎn)換成Lab模型，然后再轉(zhuǎn)換為CMYK模型打印輸出。 三種色彩模式表達的色彩范圍大小比較 Lab模式 > RGB模式 > CMYK模式,④ HSB模型和HSL模型 H（Hue）表示色相 S（Saturation）表示飽和度 B（Brightness）表示

12、亮度 對應色彩的三要素，基于人類感覺顏色的方式， 可以將自然界的顏色直觀地翻譯為計算機創(chuàng)建的顏色。 H（Hue）表示色相或色調(diào) S（Saturation）表示飽和度 L（Lightness）表示亮度 用HSL表示顏色是因為這種模型比較容易為畫家所理解。,3.1.2 圖像的數(shù)字化,1．采樣:就是把圖像在空間上分割成一個M*N的網(wǎng)格，每一個網(wǎng)格代表一個采樣點。

13、 采樣的點數(shù)越多，描述的圖像細節(jié)就越豐富，圖像也就越細膩而逼真，但所需存儲空間也會越大 。2．量化：把每一個采樣點用數(shù)值來表示，量化的位數(shù)決定了每一個像素點所能表示的顏色數(shù)。 量化位數(shù)為1：黑白圖 量化位數(shù)為8：256個灰度等級的灰度圖 量化位數(shù)為8：256種顏色的彩色圖 量化位數(shù)為24：真彩色圖,,,,,,,3.1.3 圖像文件格式,3.2 圖片瀏覽器ACDSee,功能：ACDSee是一個相片管

14、理軟件，可用于獲取、整理、查看和編輯相片。提供了許多圖像編輯工具和圖像管理工具。,查看模式,瀏覽模式,編輯模式,例3.2 批量調(diào)整圖像曝光度。 （1）在“瀏覽器”顯示狀態(tài)，選擇一個或多個圖像（2）執(zhí)行菜單“工具 | 調(diào)整圖像曝光度”,3.3 圖像處理軟件Photoshop CS,3.3.1 工作界面,3.3.2 基本操作1．文件操作 新建：注意對話框中模式 和背景內(nèi)容的選擇保存：注意保存文件的格式2．

15、編輯操作 粘貼：到新圖層的中央 粘貼入：復制到指定選區(qū)內(nèi) 合并拷貝：復制多個圖層的內(nèi)容,注意：歷史記錄面板保存了最近20步的操作，可以任意撤消或重做。,3．圖像的編輯（1）圖像顯示方式 標準模式 帶菜單的全屏顯示 沒有菜單欄的全屏顯示”（2）調(diào)整圖像大?。?）圖像的旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)畫布 對選區(qū)進行自由變換,,,,原始摳圖,水平翻轉(zhuǎn),（4）圖像的調(diào)整 1）色階調(diào)整 2）曲線

16、調(diào)整,,原圖,色階調(diào)整后,曲線調(diào)整后,3.3.3 基本工具的使用,,,1．選框工具組,羽化效果圖,羽化是通過降低所選區(qū)域周圍像素的不透明度來實現(xiàn)逐漸虛化的效果 。,2．移動工具,3．套索工具組用于選擇任意形狀的區(qū)域,4．魔棒工具 用于選擇顏色相同或相近的區(qū)域,5．裁切工具 用于裁剪圖像,,,裁剪后,6．切片工具組用于將一幅圖像切成多個部分并應用于Web圖片,,7．修補工具組 用于修補

17、圖像中有瑕疵的部分,修補前,修補后,8．畫筆工具組用于在圖像中進行任意的畫圖,用自定義畫筆繪畫,9．圖章工具組用來修復圖像、復制圖像或填充圖案等,注意：自定義圖案必須用矩形選框工具選取圖像，單擊菜單“編輯|自定義圖案”。,,10．歷史記錄畫筆工具組可以把歷史記錄中的某個編輯狀態(tài)的圖像重新繪制出來，做出一些特殊的圖像效果，利用“歷史記錄藝術畫筆”還可以作印象派的藝術畫。,設置歷史記錄畫筆的源,,11．擦除工具組

18、 用來擦除圖像,橡皮擦工具，當前背景為白色,背景色橡皮擦工具,魔術橡皮擦工具,12．填充工具組用來對選擇區(qū)域或圖層進行顏色的填充,13．修飾工具組 用于對圖像中的顏色進行修飾,14．色調(diào)編輯工具組 用于調(diào)整圖像中曝光不好的圖像區(qū)域,15．注釋工具組 用于對圖像作必要的說明,16．標記工具組 用于標記圖像中的顏色以及度量兩像素點的距離,17．抓手工具 抓

19、手工具用于拖曳圖像以平移圖像，使圖像的不可見部分顯示出來,18．縮放工具 用于縮放圖像或選定的圖像區(qū)域,3.3.4 圖層、通道和蒙版 1、圖層 圖層就象是一張一張疊起來的透明膠片，每張透明膠片上都可以有不同的畫面，對任一圖層的任何操作都不會影響其他圖層上的圖像，改變圖層的順序和屬性就可以改變圖像的最后效果。通過圖層操作可以創(chuàng)建很多復雜的圖像效果。,圖層樣式：就是濾鏡的簡化使用，可以將投影、浮雕

20、和發(fā)光等效果直接應用到所選圖層上（背景圖層除外）。,,圖層綜合應用： 1）先摳圖 2）調(diào)整大小 3）復制 4）定位 5）合并圖層,2．通道通道是用來儲存一個圖像文件中的單色顏色信息或選區(qū)內(nèi)容的。,3．蒙版,使用蒙版可保護圖層中的圖像，蒙版可以控制圖層內(nèi)部分圖像隱藏或顯示。,（1）快速蒙版制作手繪彩色圖案或文字,,以快速蒙版模式編輯,（2）圖層蒙版 用于實現(xiàn)摳圖 制作圖片邊緣的淡化特效 融合圖層,（

21、3）剪貼蒙版利用剪貼蒙版可以將圖像或文字在指定的形狀內(nèi)顯示。,注意：把形狀圖層放置在圖像或文字圖層的下方,（4）矢量蒙版 由鋼筆或形狀工具來創(chuàng)建，當創(chuàng)建一個形狀圖層時系統(tǒng)將自動添加一個該形狀的矢量蒙版，也可以將普通圖層上創(chuàng)建的工作路徑轉(zhuǎn)化成矢量蒙版，矢量蒙版適合于創(chuàng)建銳邊形狀，并可以利用工具欄上的（直接選取工具）對矢量蒙版的路徑形狀進行任意的修改和變形 。,3.3.5 文字處理,變形文字,,文字蒙版工具制作

22、的彩色文字,,,注意：文字圖層柵格化以后就不允許對文字進行字體、大小和形狀等的改變 。,變形文字,3.3.6 形狀與路徑,1．鋼筆工具組 用于繪制選區(qū)的路徑，通過鼠標單擊在路徑上添加節(jié)點，適合對選區(qū)不規(guī)則的區(qū)域進行選擇。,2．路徑選擇工具組 用于對路徑進行編輯操作,3．形狀工具組 繪制一些特殊的形狀,4．路徑 由鋼筆或形狀工具創(chuàng)建，由定位點和線段構(gòu)成?？梢燥@示出來，但不能被打印，利用

23、前景色可以描繪路徑，從而在圖像或圖層上創(chuàng)建一個永久的路徑效果，即可以被打印出來。 一般用于選擇圖像區(qū)域，它可以進行精確定位和調(diào)整，比較適用于不規(guī)則的、難于使用其它工具進行選擇的區(qū)域。,3.3.7 濾鏡,作用：產(chǎn)生一些特殊的圖像效果，或創(chuàng)作一些特殊的文字或圖形圖案等。,馬賽克效果,波浪效果,動感模糊效果,鏡頭光暈效果,查找邊緣效果,球面化效果,原圖,原圖,3.4 綜合應用,例1、高爾夫球的制作例2、卷軸的制作例3、彩色