第4章多媒體技術(shù)與應用圖像處理教程

4.1圖像技術(shù)基礎(chǔ)4.2圖像數(shù)字化過程4.3圖像文件基本格式及轉(zhuǎn)換4.4圖像處理軟件Photoshop4.5圖像處理實例

第四章多媒體圖像處理技術(shù)學習目標1.掌握圖像技術(shù)的概念及基本原理2.了解色彩原理及色彩模型3.知道圖像文件的轉(zhuǎn)換4.掌握Photoshop圖像處理的基本技術(shù)與方法5.能應用Photoshop軟件處理簡單的圖像4.1圖像技術(shù)基礎(chǔ)多媒體圖像處理又稱之為數(shù)字圖像處理或計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式并利用計算機對其進行處理的過程。圖像，色彩是圖像處理的基礎(chǔ)，下面從色彩基礎(chǔ)，色彩模型，圖像的基本屬性，圖像分類4個方面來簡單敘述圖像技術(shù)基礎(chǔ)。4.1.1色彩基礎(chǔ)色彩一般分為無色彩和有色彩兩大類。無彩色有彩色是指白，灰，黑等不帶顏色的色彩，即反射白光的色彩。有彩色是指紅，黃，綠等帶有顏色的色彩。色彩的基本要素是顏色的基本特征，指一種顏色區(qū)別與其它顏色的最基本和最顯著的特征。相色明度純度是指色彩的明暗程度。取值范圍為0-256，即白色和黑色。對于同一色相，明度可能不同，色彩的明度和亮度是由區(qū)別的。亮度是指物體表面反射色彩的光亮程度，而明度是人們對色彩明暗程度的感知，它以亮度為基礎(chǔ)，去不等同于亮度。是指色彩的飽和程度，即某種顏色含改顏色的量值。純度增加，亮度增加，相當于在顏色中增加白色；純度降低，顏色變暗，相當于在顏色中增加黑色。4.1.2色彩模型RGB顏色模式索引色彩模式灰度顏色模式位圖顏色模式CMYK顏色模式Lab顏色模式HSB顏色模式4.1.2色彩模型RGB顏色模式索引色彩模式灰度顏色模式位圖顏色模式就是黑白模式,它只能用黑色白色來表示圖像.只有灰度模式可以轉(zhuǎn)為位圖模式.就是用0-255的不同灰度值來表示圖像,它可以表示從黑到白的整個系列灰色色調(diào).就是用0-256來表示圖像.圖象占硬盤空間較少,質(zhì)量不高,適用于多媒體動畫和網(wǎng)頁圖像制作就是以紅,黃,藍為原色的色彩模式,產(chǎn)生顏色的方法為加色法,沒有光時為黑色,加入RGB的光產(chǎn)生顏色,每一色都有0-255中亮度變化,光亮最大時為白色.4.1.2色彩模型CMYK顏色模式Lab顏色模式HSB顏色模式就是針對印刷設(shè)計出的一種色彩模式.由品紅,品黃,品藍,黑色組成.當顏色相互疊加后產(chǎn)生黑色,反之為白色,成為減色法.就是通過2個色調(diào)參數(shù)A(由綠到紅的光譜變化),B(由藍到黃的光譜變化)和一個光亮強度(0-100)來控制色彩.當RGB和CMYK轉(zhuǎn)換時需先轉(zhuǎn)換為Lab模式來減少轉(zhuǎn)換中的損耗.就是將色彩分為色相,飽和度,亮度,其顏色沿著0-360度的色環(huán)來進行變換,只有在色彩編輯時才可以看到這種色彩模式.4.1.3圖像的基本屬性偽彩色圖像是是把像素值當作彩色查找表的表項入口地址，去查找一個顯示圖像時使用的r，g，b強度值，用查找出的r，g，b強度值產(chǎn)生的彩色稱為偽彩色。分辨率像素深度真彩色、偽彩色與直接色經(jīng)常遇到的分辨率有兩種：顯示分辨率和圖像分辨率

顯示分辨率是指顯示屏上能夠顯示出的像素數(shù)目.圖象分辨率是指組成一幅圖象的像素密度,也就是水平和垂直的像素來表示的,即沒一英寸多少點表示數(shù)字化圖象的大小.指存儲每個象素所用的位數(shù)，圖像深度用來確定彩色圖像的每個像素可能有的顏色數(shù)。真彩色是指在組成一幅彩色圖像的每個像素值中，有r，g，b三個基色分量，每個基色分量直接決定顯示設(shè)備的基色強度，這樣產(chǎn)生的彩色稱為真彩色。真彩色圖通常是指r：g：b=8:8:8，即圖像的顏色數(shù)等于2的24次方，也常稱為全彩色(fullcolor)圖像。每個像素值分成r，g，b分量，每個分量作為單獨的索引值對它做變換。也就是通過相應的彩色變換表找出基色強度，用變換后得到的r，g，b強度值產(chǎn)生的彩色稱為直接色。4.1.4圖像的分類一、位圖位圖又稱為點陣圖像，它是連續(xù)色調(diào)圖像最常用的電子媒介。在計算機中，它是將屏幕上的圖像分成若干點陣（像素），每個像素都被分配一個特定的屏幕位置參數(shù)和顏色值，許許多多不同色彩的像素組合在一起，便構(gòu)成了一幅圖像。矢量圖

二、矢量圖與點位圖相比，顯示點位圖文件比顯示矢量圖文件要快；矢量圖側(cè)重于“繪制”、去“創(chuàng)造”，而點位圖偏重于“獲取”、去“復制”；矢量圖和點位圖之間可以用軟件進行轉(zhuǎn)換，由矢量圖轉(zhuǎn)換成點位圖采用光柵化(rasterizing)技術(shù)，這種轉(zhuǎn)換也相對容易。4.2圖像數(shù)字化過程

壓縮編碼量化采樣采樣的實質(zhì)就是要用多少點來描述一張圖像，采樣的結(jié)果就是通常所說的圖像分辨率。量化是指要使用多大范圍的數(shù)值來表示圖像采樣之后的每一個點。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù)，它反映了采樣的質(zhì)量。就是采用編碼技術(shù)來壓縮其信息量4.2圖像數(shù)字化過程

4.2.1圖像的采樣

采樣時，對于黑白圖像，得到各個像素點的亮度值；而彩色圖像的每個像素點則分解成R、G、B三種基色，每一種基色的數(shù)據(jù)代表特定的顏色強度，當這三種基色的數(shù)據(jù)在計算機中重新混合時又顯示出原來的顏色。圖像的采樣涉及到圖像的分辨率這一概念，它是影響數(shù)字圖像質(zhì)量的重要因素，不同采樣精度所獲得的圖像分辨率不同，采樣后，圖像分辨率就表示數(shù)字化圖像尺寸的大小。4.2圖像數(shù)字化過程

4.2.2圖像的量化

采樣后得到的亮度值（或色彩值）在取值空間上仍然是連續(xù)值。把這些連續(xù)量表示的像素值離散化為整數(shù)值的操作叫量化。圖像量化實際就是將圖像采樣后的樣本值的范圍分為有限多個區(qū)域，把落入某區(qū)域中的所有樣本值用同一值表示，是用有限的離散數(shù)值量來代替無限的連續(xù)模擬量的一種映射操作。在量化時所確定的離散取值個數(shù)稱為量化級數(shù)，表示量化的亮度值（或色彩值）所需的二進制位數(shù)稱為量化字長，也稱圖像深度。4.2圖像數(shù)字化過程

3.2.2圖像的量化

一個黑白圖像（灰度圖像），若只有黑白之分，則可用“0”或“1”兩個值來表示，量化級數(shù)為2，量化字長為1。當量化字長為8時，可表示256級的灰度值。

1位（2色）2位（4色）4位（16色）8位（256色）對于單色灰度圖像，只有一個位平面。彩色圖像若用RGB三個分量來表示，則有三個位平面，其顏色深度為該圖像的所有位平面的顏色深度之和。4.2圖像數(shù)字化過程

4.2.3圖像的編碼與壓縮圖像的編碼，就是按照一定的格式把圖像經(jīng)過采樣和量化得到的離散數(shù)據(jù)記錄下來。圖像中的分辨率越高，圖像的深度越大，則圖像的數(shù)據(jù)量就越大。一幅未經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量為：圖像數(shù)據(jù)量=圖像的分辨率×圖像深度/8數(shù)字化后得到的圖像數(shù)據(jù)量十分巨大，必須采用壓縮技術(shù)進行編碼，減少圖像信息的數(shù)據(jù)量。壓縮編碼技術(shù)是實現(xiàn)圖像傳輸與存儲的關(guān)鍵。常用的圖像壓縮編碼有預測編碼和變換4.3.1圖像文件基本格式

PDF格式PICT格式TIFF格式JPEG格式BMP格式PNG格式GIF格式PCX格式Scitex

CT格式TGA格式4.3.1圖像文件基本格式

PNG格式GIF格式GIF（GraphicsInterchangeFormat）是由CompuServe公司為了制定彩色圖像傳輸協(xié)議而發(fā)的圖像格式文件。它最多只能支持256種顏色的調(diào)色板，通常用于以較大色塊而非連續(xù)色階呈現(xiàn)的圖像。在多媒體制作和網(wǎng)頁制作中經(jīng)常用到這種格式的文件。GIF格式已成為主頁圖片的標準格式，除了它的文件較小，可以減少下載時間外，另外有3個主要特點：（1）交錯顯示（2）透明（3）動畫效果是為了替代GIF格式,專門為WEB創(chuàng)造的.常用于超文本至標語言方式顯示索引彩色圖象,廣泛應用于INTERNET和其他在線服務(wù).PNG格式不僅限于256色.BMP文件是Windows使用的標準圖像文件格式，Windows系統(tǒng)的圖標和背景都采用這種格式。BMP是一種典型的位映射存儲形式，它支持RGB、索引顏色、灰度和位圖顏色模式。BMP格式4.3.1圖像文件基本格式

TIFF格式JPEG格式PCX格式JPEG是按圖像專家聯(lián)合組制訂的壓縮標準DCT來壓縮存儲的圖像文件格式，JPEG使用一種有損壓縮算法，但是損失很小，以至于人們很難察覺。用戶可以根據(jù)自己的需要選擇JPEG文件的壓縮比。JPEG圖像文件格式是目前應用范圍非常廣泛的一種圖像文件格式。TIFF（TagImageFileFormat）稱為標記圖像文件格式。它是Alaus和Microsoft公司為掃描儀和桌面出版系統(tǒng)研制開發(fā)的較為通用的圖像文件格式PCX是為Zsoft公司研制開發(fā)的圖像處理軟件PCPaintbrush設(shè)計的文件格式。PCX圖像文件格式與特定圖形顯示硬件有關(guān)。PCX文件在存儲時都要經(jīng)過RLE壓縮，讀寫PCX時需要一段RLE編碼和解碼程序。4.3.1圖像文件基本格式

PDF格式PICT格式Scitex

CT格式TGA格式在MACINTOSH計算機的圖形應用程序和排版程序中使用很廣泛,它是在應用程序間轉(zhuǎn)換文件的中間格式在MACINTOSH計算機的圖形應用程序和排版程序中使用很廣泛,它是在應用程序間轉(zhuǎn)換文件的中間格式支持灰度級圖象,RGB圖象,CMYK圖象是ZSOFT公司的PCPAINTBRUSH圖象軟件所支持的格式.由文件頭和圖象數(shù)據(jù)構(gòu)成.4.3.1圖像文件基本格式

PDF格式PICT格式TIFF格式JPEG格式BMP格式PNG格式GIF格式PCX格式Scitex

CT格式TGA格式4.3.1圖像文件基本格式

PDF格式PICT格式TIFF格式JPEG格式BMP格式PNG格式GIF格式PCX格式Scitex

CT格式TGA格式4.3.1圖像文件基本格式

PDF格式PICT格式TIFF格式JPEG格式BMP格式PNG格式GIF格式PCX格式Scitex

CT格式TGA格式4.3.2圖像文件格式轉(zhuǎn)換

1.利用圖像編輯軟件

圖像編輯軟件(如Windows自帶的“畫圖”程序、Photoshop等)支持且能處理絕大部分格式的圖像。2.利用圖像格式轉(zhuǎn)換軟件圖像格式轉(zhuǎn)換軟件較常用的有GIF2SWF2.5漢化版、QuickConvertV2.3.0、MagicImg2AniV1.1漢化版和ZTonicImageCocoonV1.60.54.圖像處理軟件Photoshop

4.4.1Photoshop概述

Photoshop是平面圖像處理業(yè)界霸主Adobe公司推出的跨越PC和MAC兩界首屈一指的大型圖像處理軟件。Photoshop支持眾多的圖像格式，對圖像的常見操作和變換做到了非常精細的程度，使得任何一款同類軟件都無法望其頸背;它擁有異常豐富的插件(在Photoshop中叫濾鏡)。4.4.2圖像文件基本操作

1.新建圖像文件新建文件->photoshop新建窗口2.存儲圖像文件3.打開圖像文件調(diào)整圖像大小:

圖像->圖像大小調(diào)整畫布大小:

圖像->畫布大小4.4.3圖像基本編輯操作

1.圖像的選?。≒hotoshop圖像選區(qū)）

(1)選框工具組

選框工具組

樣式列表(2)套索工具組(3)魔棒工具與“色彩范圍”命令魔棒工具組

使用魔棒工具可以選取圖像中顏色相同或相似的圖像區(qū)域，方法如下：用鼠標單擊需要選取圖像區(qū)域中的任意一點，附近與它顏色相同或相似的區(qū)域便會自動被選取。2.編輯選區(qū)(1)移動選區(qū)(2)增減選區(qū)(3)擴大或縮小選區(qū)(4)羽化選區(qū)(5)取消選擇和重新選擇(6)反選選區(qū)(7)變換選區(qū)(8)存儲和載入選區(qū)3.圖層的基本操作圖層面板工具欄(1)新建圖層(2)復制和刪除圖層(3)移動圖層的排列順序(4)鏈接圖層(5)合并圖層圖層的基本操作4.編輯圖像

刪除圖像復制圖像移動圖像4.4.4圖像高級編輯操作

蒙版通道路徑濾鏡1.濾鏡濾鏡工作組(1)扭曲1）切變扭曲濾鏡子菜單切變對話框2）擴散亮光

擴散亮光濾鏡能使圖像產(chǎn)生光熱彌漫的效果，常用來表現(xiàn)強烈的光線和煙霧效果。

3）擠壓

擠壓濾鏡可以使全部圖像或選區(qū)圖像產(chǎn)生向外或向內(nèi)的擠壓變形效果，主要利用圖4-23中的“數(shù)量”選項來實現(xiàn)。在這里，數(shù)量指的是調(diào)整擠壓程度，其取值范圍為-100%～+100%，取正值時使圖像向內(nèi)收縮，取負值時使圖像向外膨脹。圖4-23擠壓對話框4）旋轉(zhuǎn)扭曲

旋轉(zhuǎn)扭曲濾鏡可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)風輪效果，旋轉(zhuǎn)中心為物體的中心，常用于制作漩渦效果5）極坐標極坐標濾鏡可以將圖像從直角坐標系轉(zhuǎn)化成極坐標系或從極坐標系轉(zhuǎn)化成直角坐標系，產(chǎn)生一種圖像極端變形效果6）水波水波濾鏡可產(chǎn)生類似水面上起伏的水波紋和旋轉(zhuǎn)效果，可以用“數(shù)量”、“起伏”和“樣式”三個參數(shù)來實現(xiàn)。7）波浪波浪濾鏡可以使圖像產(chǎn)生波浪的效果。相對來講，波浪濾鏡對話框中的選項和參數(shù)復雜一些，包括類型、生產(chǎn)器數(shù)、波長、波幅、比例等8）波紋

波紋濾鏡可以產(chǎn)生水波蕩漾的漣漪效果，主要用數(shù)量和大小兩個參數(shù)來實現(xiàn)，其中數(shù)量表示波紋的數(shù)量，值越大，產(chǎn)生的漣漪效果越強烈，但圖片會失真；大小表示波紋的大小。9）海洋波紋

海洋波紋濾鏡可以使圖像產(chǎn)生類似海洋表面的波紋效果。其實現(xiàn)與前面類似，值得注意的是，當波紋幅度為0時，無論波紋大小值怎樣改變，圖像都無變化。10）玻璃

玻璃濾鏡可以產(chǎn)生一種透過玻璃觀察圖片的效果，用扭曲度、平滑度和紋理三個參數(shù)調(diào)整來實現(xiàn)。11）球面化

球面化濾鏡模擬將圖像在球面上進行扭曲和伸展，從而產(chǎn)生球面化效果，用數(shù)量和模式兩個參數(shù)來實現(xiàn)。12）置換

置換濾鏡可以使圖像產(chǎn)生移位效果，圖像的移位方向與對話框中的參數(shù)設(shè)置和位移圖有關(guān)系。置換圖像的前提是要有兩個文件，一個圖像是要編輯的圖像文件，一個是位移圖像文件，位移圖像充當移位模板，用來控制位移的方向。(2)模糊

濾鏡組主要通過削弱相鄰間像素的對比度，使相鄰像素間過渡平滑，從而產(chǎn)生邊緣柔和及模糊效果。包括很多子濾鏡。1）動感模糊

動感模糊濾鏡可以將靜態(tài)的圖像產(chǎn)生運動的動態(tài)效果，它實質(zhì)上是通過對某一方向上的像素進行線性位移來產(chǎn)生運動模糊效果。2）徑向模糊

徑向模糊濾鏡用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)模糊效果，用數(shù)量、中心模糊、旋轉(zhuǎn)、縮放和平質(zhì)幾個參數(shù)來實現(xiàn)，如圖3）特殊模糊

特殊模糊濾鏡通過找出圖像的邊緣以及模糊邊緣內(nèi)的區(qū)域，產(chǎn)生一種清晰邊界的模糊效果，用半徑、閾值、平質(zhì)和模式四個參數(shù)調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。4）高斯模糊

高斯模糊濾鏡可以將圖像以高斯曲線的形式對圖像進行選擇性的模糊，產(chǎn)生濃厚的模糊效果，可以將圖像從清晰逐漸模糊，用半徑參數(shù)來實現(xiàn)，調(diào)節(jié)圖像的模糊程度，如圖：5）鏡頭模糊

鏡頭模式濾鏡可以模仿鏡頭的方式對圖像進行模糊，用深度映射、光圈、鏡面高光和雜色等參數(shù)的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，如圖：2.路徑路徑是一種繪制矢量圖形工具，它對Photoshop

提供了多種輔助功能，借助它可以創(chuàng)建更精確的選區(qū)，而且還不受封閉的限制。對它可以進行填充、描邊等操作，而且還可以生成剪裁路徑，以便用于排版軟件。各種路徑1路徑控制面板2路徑子菜單

在路徑控制面板中可以對路徑執(zhí)行填充、描邊以及轉(zhuǎn)換為選區(qū)等操作，在圖層面板組中單擊“路徑”標簽或選擇“窗口”菜單的“路徑”命令即可將其打開。3.通道

通道是以單一顏色信息記錄圖像的形式，一幅圖像通過多個通道顯示它的色彩。不同的色彩模式?jīng)Q定了不同的顏色通道。在Photoshop中，每一幅圖像由多個顏色通道（如紅、綠、藍通道或青、品、黃、黑通道）構(gòu)成，每一個顏色通道分別保存相應顏色的顏色信息；還可以使用

Alpha通道來存儲圖像的透明區(qū)域，主要為3d、多媒體、視頻制作透明背景素材；還可以使用專色通道，為圖像添加專色，主要用于在印刷時添加專色印版。(1)認識通道面板窗口->通道(2)顏色通道的類型Lab通道CMYK通道RGB通道RGB模式的圖像文件由3個通道組成：R、G和B單色通道。RGB顏色空間幾乎可以表現(xiàn)自然界所有的色彩。CMYK模式的圖像有青色、洋紅色、黃色和黑色通道組成采用兩個顏色極性通道和一個明度通道，其中a通道為綠色到紅色之間的顏色，b通道為藍色到黃色之間的顏色；明度通道為整個畫面的明暗強度。4.蒙版

對圖像的某部分內(nèi)容進行編輯修改時，如果希望不會影響到其他部分的圖像，除了可以創(chuàng)建選區(qū)外，還可以使用蒙版將其保護起來。與選區(qū)相比，使用蒙版可以更加精確地繪制選區(qū)，并且自由地修改保護區(qū)域處的選區(qū)。(1)快速蒙版的使用

(2)圖層蒙版的使用1）創(chuàng)建圖層蒙版2）編輯圖層蒙版3）刪除圖層蒙版（3）矢量蒙版的使用1）創(chuàng)建矢量蒙版2）編輯矢量蒙版3）刪除