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2.1 图像处理基础理论知识

一幅完美的人像摄影作品除了要有合理的构图、正确的用光以及恰当的拍摄角度以外,还应进行必要的后期处理。在开始照片处理之前,有必要学习和掌握一些专业术语和概念性的基础知识,例如像素、分辨率、颜色模式以及图像格式等,本节会对这些知识一一进行讲解。

2.1.1 像素

像素(Pixel)是由Picture(图像)和Element(元素)两个单词组合而成的,它是用来描述数字图像大小的一种单位,也是构成图像的最小的单元。像素是影响图像品质的重要因素之一,图像的像素越高,拥有的颜色就越丰富,画面也就越真实。

如上图所示,使用数码相机拍摄得到的照片,都是由一个一个像素点组成的,如果将这些拍摄到的照片放大数倍,会发现其实是许多色彩相近的小方点组成了画面,这些小方点即是构成图像的最小单位“像素”。

2.1.2 分辨率

分辨率是和数字图像相关的一个重要概念,是衡量图像细节表现力的技术参数,它是指单位长度所具有的像素数目,决定了位图图像的细节精细度。一般来说,图像的分辨率越高,包含的像素就越多,图像也就越清晰。通常情况下提到的分辨率有很多不同的概念,主要包括数码相机分辨率、打印分辨率、屏幕分辨率和扫描分辨率等。

1.数码相机分辨率

数码相机分辨率作为数码相机一个很重要的性能指标,也被称为影像分辨率,其单位是ppi(pixel per inch)主要用来衡量数码相机拍摄记录景物细节能力的大小。数码相机分辨率的高低决定了所拍摄影像清晰度的高低,同时也决定了所拍摄影像文件最终所能打印出的画面大小。数码相机分辨率越高,获得的照片就越清晰,图像文件越大;反之,分辨率越低,获得的照片就越模糊,图像文件越小。

2.打印分辨率和屏幕分辨率

打印分辨率也称为输出分辨率,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,通常是以dpi(dot per inch)为单位;屏幕分辨率是指单位面积显示像素的数量,一般情况下它是固定不变的,常见的屏幕分辨率有1024×768、1440×900等,如上图所示,详见下表。

3.扫描分辨率

扫描分辨率是指在扫描图像之前所设定的分辨率,不仅会影响到图像文件的质量和使用性能,并且图像以何种方式显示或打印都会由它决定。通常在高分辨率的设备中输出图像才需要扫描,所以应将需要的图像进行高分辨率扫描。如果图像扫描分辨率过低,则会导致输出的图像效果非常模糊。

2.1.3 颜色模式

Photoshop中有数个不同的色系,也称为颜色模式。常见的颜色模式主要包括RGB颜色模式、CMYK颜色模式、Lab颜色模式、灰度模式、双色调模式及索引颜色模式等。这些颜色模式在“模式”菜单中都可以查看到,不同颜色模式下的图像在“通道”面板中显示的通道数量也会有所不同,如下图所示。

1.RGB颜色模式

自然界中的所有颜色都可以用不同强度的红、绿、蓝(RGB)三种颜色组合而成,即人们常说的三基色原理,而这三种光也被人们称为三原色。RGB颜色模式利用对红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色通道的变化以及它们之间的相互叠加来获得各式各样的颜色,可以表现更多色彩,使画面更加细腻逼真。RGB颜色模式具有较高的色域表现,当三种颜色以最大饱和度等强度混合时,将会得到白色,如下图所示。

2.CMYK颜色模式

CMYK颜色模式是一种印刷模式,四个字母分别指青(Cyan)、洋红(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black),在印刷中代表四种颜色的油墨。

如上图所示,CMYK颜色模式在本质上与RGB颜色模式没有什么区别,只是产生色彩的原理不同。RGB颜色模式由光源发出的色光混合生成颜色;CMYK颜色模式由光线照到具有不同比例C、M、Y、K油墨的纸上,部分光谱被吸收后,反射到人眼的光产生颜色。由于C、M、Y、K在混合成色时,随着C、M、Y、K四种油墨成分的增多,反射到人眼的光会越来越少,光线的亮度会越来越低,因此CMYK颜色模式产生颜色的方法又被称为色光减色法。CMYK颜色模式色域名不如RGB颜色模式广,当将RGB颜色模式转换为CMYK颜色模式时,图像会变得暗淡一些。

3.Lab颜色模式

Lab颜色是由RGB三基色转换而来的,也是由RGB颜色模式转换为HSB模式和CMYK颜色模式的一个桥梁。如上图所示,Lab颜色模式由亮度(Luminance)和有关色彩的a、b三个要素组成,其中a表示从洋红色至绿色的范围,b表示从黄色至蓝色的范围。

Lab颜色模式用颜色轴所构成的平面上的环形线来表示颜色的变化,其中,径向表示颜色饱和度的变化,自内向外,饱和度逐渐增高;圆周方向表示色调的变化,每个圆周形成一个色环;而不同的发光率表示不同的亮度,并对应不同环形颜色变化线。此颜色模式的色域最广,它不仅包含RGB颜色模式和CMYK颜色模式的所有色域,还能表现出它们不能表现的色彩,凡是肉眼可以感知的色彩,都可以通过Lab颜色模式表现出来。

4.灰度模式

灰度模式中只有黑、白、灰三种颜色而没有彩色。它是一种单一色调的图像,即黑白图像,如上图所示。在灰度模式下,亮度是唯一影响灰度图像的要素。灰度模式可以使用多达256级灰度来表现图像,使图像的过渡更平滑细腻。灰度图像的每个像素都有一个0(黑色)~255(白色)之间的亮度值。

5.双色调模式

双色调模式是由灰度模式发展而来的,它采用2~4种彩色油墨来创建双色调(2种颜色)、三色调(3种颜色)和四色调(4种颜色)的图像。在将灰度图像转换为双色调模式的过程中,可以对色调进行编辑,产生特殊的效果,如上图所示。对图像应用双色调模式最主要的用途是使用尽可能少的颜色表现尽可能多的颜色层次,从而最大限度地控制印刷成本。

6.索引颜色模式

索引颜色模式是网络和动画中常用的图像模式,当彩色图像转换为索引颜色模式的图像后,可包含近256种颜色。索引颜色模式图像包含一个颜色表,将图像转换为索引颜色模式后,执行“图像>模式>颜色表”菜单命令,打开“颜色表”对话框,如上图所示。转换模式后,如果原图像中的颜色不能用256色表现,则Photoshop会从可使用的颜色中选出最相近的颜色来模拟这些颜色,从而减小图像文件的尺寸。

7.多通道模式

多通道模式对有特殊打印要求的图像非常有用。例如,如果图像中只使用了一两种或两三种颜色,使用多通道模式可以在保证图像颜色准确输出的同时减少印刷成本。多通道模式包括8位/通道,16位/通道和32位/通道模式。多通道模式下,通道越多,得到的图像色彩就越精细,但多通道模式的图像不能用于印刷。8位/通道模式中包含256个色阶;如果增到16位,则每个通道的色阶数量将会变为65536个,这样就意味着能得到更多的色彩细节,同时图像文件也会更大。

2.1.4 常见图像格式

图像文件格式即图像文件存储的格式。将图像置入不同的软件、在不同的操作平台上使用时,都需要考虑图像最终的输出格式,针对不同的输出设备需要选取不同的格式进行文件的存储。常见的图像文件存储格式有JPEG、TIFF、GIF、PNG等。在Photoshop中,执行“文件>存储为”菜单命令,打开的对话框中会显示这些常见的图片格式,如下图所示。

1.PSD格式

PSD格式是Photoshop Document的缩写,是Photoshop的专用图像格式。PSD格式是操作灵活性非常强的文件格式,用户可以很便捷地更改或重新处理此种格式的文件。PSD格式保留了所有图层、通道、蒙版、未栅格化的文字以及颜色模式等信息,通过此种格式存储的图像,可以再次在Photoshop中快速打开并进行处理。保存图像时,若需要保留编辑过程中所使用的图层,则一般都选用PSD格式保存。PSD格式在保存时会将文件压缩,以减少占用的磁盘空间,但是由于PSD格式所包含的图像数据信息较多,因此在此格式下的图像相对于JPEG等格式也要大很多。

2.JPEG格式

JPEG格式是数码相机用户最熟悉的存储格式,是一种可以提供优异图像质量的文件格式。JPEG格式针对彩色或灰阶的图像进行大幅度的有损压缩,其主要工作原理是利用空间领域转换为频率领域的概念,人的眼睛对高频的部分不敏感,因此就对该部分进行压缩,达到减少文件大小的目的。一般情况下,若不追求过于精细的图像品质,都可以选用JPEG格式存储。

3.TIFF格式

TIFF格式是一种非失真的图像存储格式,这种格式是文件本身的压缩,即把文件中某些重要的信息采用一种特殊的方式记录,文件可完全还原,能保留原有图像的颜色和层次,它所保存的图像文件比JPEG图像格式保存的图像文件更清晰。该格式的成像质量和兼容性都比较好,如果拍摄的数码照片将用于印刷出版,那么最好采用非压缩格式的TIFF格式。由于TIFF格式文件是一种非破坏性的文件格式,因此它所占用的存储空间也较大。

3.PNG格式

PNG是Portable Network Graphics(便携式网络图形)的缩写。PNG格式是网络上接受度最高的最新图像文件格式,是长度比GIF小30%的无损压缩图像文件格式,可以提供24位和48位真彩色图像支持以及其他诸多技术性支持。Photoshop可以处理PNG图像文件,也可以用PNG格式存储图像文件。 PclWiZSuDp5YX071QJkZtkips5g4PO8AIkx2q9xA8k+Ih46zlea9VeeQEPjomoER

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