計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)

計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)第一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1圖形圖像概述2.1.1彩色的基本概念1．物體的顏色色調(diào)（Hue）飽和度（Saturation）亮度（Luminance）2．常用的色彩模式索引模式（Index）RGB模式CMYK模式Lab模式HSB模式Y(jié)UV與YIQ模型2.1.2圖形與圖像第二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日色調(diào)亮度飽和度色光明暗變化強(qiáng)度亮度對(duì)純度產(chǎn)生不可忽視的影響

顏色的相貌只和顏色的波長(zhǎng)有關(guān)。亮度和純度變化時(shí)，波長(zhǎng)不變。顏色的深淺程度按顏色混入白光的比例來(lái)表示黑、白、灰沒(méi)有飽和度純度最高的顏色飽和度為100%最鮮亮2.1.1彩色的基本概念色彩三要素第三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日常用的色彩模式——在計(jì)算機(jī)上顯示或輸出圖像時(shí)

定義顏色的標(biāo)準(zhǔn)

RGB模式

R

GBR

G

BR

—8bit表示(256階梯)G

—8bit表示(256階梯)B

—8bit表示(256階梯)RGB三種顏色各有256個(gè)亮度級(jí)，疊加后形成1670萬(wàn)種顏色，即真彩色。第四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日CMYK模式

CMYK青、品紅、黃、黑C

KMYC數(shù)組—8bit表示(256階梯)M數(shù)組—8bit表示(256階梯)Y數(shù)組—8bit表示(256階梯)K數(shù)組—8bit表示(256階梯)

因?yàn)榍嗌?、品紅色和黃色很難疊加形成真正的黑色，因此引入了K黑色，強(qiáng)化暗調(diào)，CMYK模式是最佳的打印模式C

M

Y

K第五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.1彩色的基本概念索引模式（Index）索引模式只能存儲(chǔ)一個(gè)8bit色彩深度的文件，即256種預(yù)先定義好的顏色。每幅圖像的所有顏色都定義在其圖像文件中，即將所有的色彩映射到一個(gè)色彩盤中，該色彩盤稱為色彩對(duì)照表。打開(kāi)圖像文件時(shí)，Photoshop從同時(shí)被讀入的色彩對(duì)照表中找到最終的色彩值第六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.1彩色的基本概念Lab模式Lab模式既不依賴于光線，也不依賴于顏料，由亮度通道L、A和B兩個(gè)色彩通道共三個(gè)通道組成第七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.1彩色的基本概念HSB模式HSB色彩模式只在色彩汲取窗口中出現(xiàn)。H表示色相，即純色，S表示飽和度，指色彩的純度。B表示亮度，指色彩的明亮度第八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像計(jì)算機(jī)有兩種繪圖形式：圖形（Graphics）圖像（Images）它們是構(gòu)成動(dòng)畫和視頻的基礎(chǔ)第九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像圖形又稱為矢量圖形（VectorGraphics）、幾何圖形或矢量圖，由一組指令的描述組成，這些指令給出構(gòu)成該畫面的所有直線、曲線、矩形、橢圓等的形狀、位置、顏色等各種屬性和參數(shù)，也可以用更為復(fù)雜的指令表示圖像中的曲面、光照、陰影、材質(zhì)等效果。計(jì)算機(jī)顯示圖形就是從文件中讀取指令并轉(zhuǎn)化為屏幕上顯示的圖形效果第十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像圖像又稱點(diǎn)陣圖像或位圖圖像，指在空間上和亮度上已經(jīng)離散化了的圖像。我們可以把一幅位圖圖像理解為一個(gè)矩形，矩形中的任一元素對(duì)應(yīng)于圖像上的一個(gè)點(diǎn)，稱為像素（Pixel）。像素是計(jì)算機(jī)圖形與圖像中能被單獨(dú)處理的最小基本單元，顏色等級(jí)越多，圖像就越逼真第十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像圖形與圖像的區(qū)別

圖形圖像數(shù)據(jù)來(lái)源主觀世界，較難表示自然景物客觀世界，易于表示自然景物數(shù)據(jù)量小大，需要壓縮三維景物易于生成較難表示獲取方式①利用AutoCAD、CorelDraw、Freehand、三維動(dòng)畫軟件等繪圖工具（DrawPrograms）繪制②利用數(shù)字化硬件設(shè)備繪制①通過(guò)掃描儀、數(shù)碼照相機(jī)等數(shù)字化采集設(shè)備獲得②通過(guò)網(wǎng)上下載、光盤庫(kù)、素材庫(kù)等方式獲得③利用Photoshop等軟件繪制可操作度可任意縮放、旋轉(zhuǎn)、修改對(duì)象屬性，不引起失真縮放、旋轉(zhuǎn)等操作會(huì)引起失真研究重點(diǎn)將數(shù)據(jù)和幾何模型變成可視的圖形，這種圖形可以是自然界根本不存在的，即人工創(chuàng)造的畫面將客觀世界中存在的物體映像處理為新的數(shù)字化圖像，關(guān)心數(shù)據(jù)壓縮、特征識(shí)別和提取、三維重建等內(nèi)容用途設(shè)計(jì)精細(xì)的線框型圖案和商標(biāo)，以及適合于數(shù)學(xué)運(yùn)算表示的美術(shù)作品、三維建模等，在網(wǎng)絡(luò)、工程計(jì)算中被大量應(yīng)用用于表現(xiàn)自然景物、人物、動(dòng)植物和一切引起人類視覺(jué)感受的景物，特別適合于逼真的彩色照片等目錄第十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化圖像可以通過(guò)網(wǎng)上下載、圖片庫(kù)、掃描、數(shù)碼照相機(jī)拍攝、計(jì)算機(jī)繪制等方式獲取。圖像的獲取過(guò)程涉及圖像的數(shù)字化。圖像的數(shù)字化包括采樣、量化和編碼三個(gè)步驟，稱為圖像信號(hào)數(shù)字化的“三部曲”第十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化分辨率：影響圖像質(zhì)量的重要參數(shù)1．顯示分辨率顯示分辨率是指在顯示器上能夠顯示出的像素?cái)?shù)目，由水平方向的像素總數(shù)和垂直方向的像素總數(shù)構(gòu)成。2．圖像分辨率圖像分辨率是指數(shù)字圖像的實(shí)際尺寸，反映了圖像的水平方向和垂直方向的大小。3．掃描分辨率和打印分辨率掃描分辨率用于指定掃描儀在掃描圖像時(shí)每英寸所包含的點(diǎn)，打印分辨率指圖像打印時(shí)每英寸可識(shí)別的點(diǎn)數(shù)，兩者均用dpi（dotsperinch）為衡量單位。

第十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2.2.2顏色深度顏色深度是指圖像中的每個(gè)像素的顏色（或亮度）信息所占的二進(jìn)制數(shù)位數(shù)，用位每像素（b/p）表示，它決定了構(gòu)成圖像的每個(gè)像素可能出現(xiàn)的最大顏色數(shù)。顏色的深度值越高，顯示的圖像色彩越豐富顏色深度/位表現(xiàn)的顏色數(shù)1位圖1位21=2種4位圖4位24=16種8位圖8位（索引色）28=256種16位圖16位（高彩色）216=65536種24位圖24位（真彩色）224=16777216種32位圖32位232=4294967296種第十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2.2.3圖像的大小及壓縮標(biāo)準(zhǔn)圖像文件的大小是指存儲(chǔ)文件所需的字節(jié)數(shù)，它的計(jì)算公式是：圖像文件的字節(jié)數(shù)＝圖像分辨率×顏色深度/8例如，一幅未經(jīng)壓縮的640×480的真彩色圖像（24位）在計(jì)算機(jī)中的原始數(shù)據(jù)量為：640×480×24/8B＝921600B≈900KB第十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化根據(jù)壓縮后數(shù)據(jù)準(zhǔn)備還原的程度，圖像數(shù)據(jù)壓縮分為無(wú)失真編碼技術(shù)：Huffman（霍夫曼）編碼、行程編碼、算術(shù)編碼和字典模式編碼等技術(shù)有失真編碼技術(shù)：預(yù)測(cè)編碼（如DPCM、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償）、頻率域方法（如正文變換編碼、子帶編碼）、模型方法（如分形編碼、模型基編碼）、空間域方法（如統(tǒng)計(jì)分塊編碼）、基于重要性（如濾波、子采樣、比特分配、矢量量化）等技術(shù)混合編碼技術(shù)：JBIG、H261、JPEG和MPEG等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2.2.4圖像的文件格式BMP（Bitmap，位圖）GIF（GraphicsInterchangeFormat，圖形交換文件格式）JPEG（JointPhotographicExpertsGroup，聯(lián)合圖像專家組）TIFF（TaggedImageFileFormat，位映射圖像文件格式）PNG格式（PortableNetworkGraphicFormat，可攜帶的網(wǎng)絡(luò)圖像格式）PSD（PhotoshopDocument）第十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2.2.6顯示設(shè)備1．顯示卡顯示卡又稱為顯示適配器或顯示接口卡，它是顯示器與主機(jī)通信的控制電路和接口，用于將主機(jī)中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)并在顯示器上顯示視頻輸入液晶顯示器接口CRT顯示器接口第十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2．顯示器顯示器的作用是將主機(jī)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)一系列處理后轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，最終將文字圖像顯示出來(lái)。根據(jù)采用材料的不同，顯示器主要分為以下4種（1）陰極射線管顯示器（CRT）CRT顯示器采用陰極射線管作為光電轉(zhuǎn)換材料，是目前的主流顯示器，成像質(zhì)量高，顏色還原好第二十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化（2）液晶顯示器（LCD）液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay）是一種數(shù)字顯示技術(shù)，它通過(guò)液晶和彩色過(guò)濾器過(guò)濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖像第二十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化（3）等離子顯示器（PDP）PDP（PlasmaDisplayPanel）的工作方式與LCD類似，但在兩塊玻璃之間夾著的材料是一層氣體，它將氣體和電流結(jié)合起來(lái)激發(fā)像素，雖然分辨率較低，但圖像明亮且成本比有源陣列LCD低，適合商業(yè)演示使用第二十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化（4）發(fā)光二極管顯示器（LED）LED（LightEmittingDiode）主要采用發(fā)光二極管顯示器作為顯示陣列，在一些大型的戶外廣告牌上經(jīng)常使用第二十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化2.2.7常用的輸入設(shè)備1．掃描儀2．?dāng)?shù)碼照相機(jī)3．?dāng)?shù)碼攝像機(jī)第二十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化手持式平板式滾筒式目錄掃描儀原理首先對(duì)原稿進(jìn)行光學(xué)掃描，然后將掃描得到的光學(xué)圖像傳送到光電轉(zhuǎn)換部件CCD（電荷耦合器件）中，經(jīng)過(guò)處理后變?yōu)槟M信號(hào)，再由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)與計(jì)算機(jī)連接的接口送至計(jì)算機(jī)中。第二十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件Photoshop簡(jiǎn)介PhotoshopCS4工具箱圖像的編輯色彩的使用圖層的應(yīng)用通道與蒙版路徑濾鏡實(shí)例1—蔬果娃娃的制作實(shí)例2—黑白圖片變成彩色圖片實(shí)例3—制作由小1寸照片組成的4R照片實(shí)例4—心形賀卡的制作實(shí)例5—利用ImageReady工具進(jìn)行動(dòng)畫編輯第二十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.3圖像的編輯圖像的復(fù)制增加畫布的尺寸圖像的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)圖像的變形顯示或改變圖像大小第二十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.4色彩的使用前景色和背景色顏色面板第二十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.5圖層的應(yīng)用顯示圖層創(chuàng)建圖層移動(dòng)圖層復(fù)制圖層刪除圖層合并圖層圖層樣式的應(yīng)用第二十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.6通道與蒙版1．通道的作用及分類Photoshop的通道（Channels）是獨(dú)立的原色平面，它主要有兩個(gè)作用：一是存儲(chǔ)彩色信息，二是保存選擇區(qū)域。用于保存彩色信息的通道稱為彩色信息通道，用于保存選擇區(qū)域的通道稱為Alpha通道。通道主要分為以下3種①彩色通道②專色通道③Alpha通道第三十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2．通道面板3．蒙版蒙版用于保護(hù)被選取或指定的區(qū)域不受編輯操作的影響，起到遮蔽的作用，同時(shí)，利用蒙版制作特效，不會(huì)改變?cè)瓉?lái)圖層的圖像，刪除或停用蒙版后，圖像恢復(fù)原來(lái)的樣貌4．快速蒙版在Photoshop中可以利用一種叫快速蒙版的臨時(shí)蒙版來(lái)有效地形成選區(qū)第三十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件遮照物（即蒙版）作用于被遮照物（即作用圖層）。遮照物以8位灰度通道形式存儲(chǔ)，其中黑色部分代表完全不透明，被遮照物不可見(jiàn)，白色部分代表完全透明，被遮照物可見(jiàn)，灰度部分代表半透明，被遮照物隱約可見(jiàn)。蒙版的原理及效果

第三十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件創(chuàng)建蒙版的方法主要有以下4種：①先制作選區(qū)，單擊通道面板中的【將選區(qū)存儲(chǔ)為通道】按鈕②利用通道面板創(chuàng)建一個(gè)Alpha通道，接著，用繪圖工具或其他繪畫工具在該通道上進(jìn)行編輯，產(chǎn)生蒙版③制作圖層蒙版④利用工具箱中的快速蒙版顯示模式工具產(chǎn)生一個(gè)快速蒙版第三十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.7路徑路徑：使用貝賽爾曲線所構(gòu)成的一段閉合的或者開(kāi)放的曲線段錨點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）：定義路徑中每條線段開(kāi)始和結(jié)束的點(diǎn)，通過(guò)它們來(lái)固定路徑。第一個(gè)繪制的錨點(diǎn)為起點(diǎn)，最后一個(gè)繪制的錨點(diǎn)為終點(diǎn)。當(dāng)起點(diǎn)和終點(diǎn)為同一個(gè)錨點(diǎn)時(shí)，路徑就是一個(gè)封閉的區(qū)域。移動(dòng)錨點(diǎn)可以修改路徑，改變路徑的形狀第三十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件1．路徑工具鋼筆工具組可用于編輯路徑。鋼筆工具：以單擊鼠標(biāo)創(chuàng)建錨點(diǎn)的方式創(chuàng)建路徑；自由鋼筆工具：類似鉛筆工具，以連續(xù)繪制方式，在圖像上創(chuàng)建初始點(diǎn)后即可隨意拖動(dòng)鼠標(biāo)徒手繪制路徑添加錨點(diǎn)工具和刪除錨點(diǎn)工具：用于在已有的路徑上增加或減少錨點(diǎn)轉(zhuǎn)換點(diǎn)工具：用于選擇錨點(diǎn)，并改變與該錨點(diǎn)相連接的兩條路徑的彎曲度2．路徑面板第三十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.8濾鏡濾鏡是一些經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的、用于產(chǎn)生圖像特殊效果的工具從效果上分，Photoshop的濾鏡有校正性濾鏡和畸變性濾鏡兩類，前者的作用是彌補(bǔ)圖像的缺陷，如清除原圖像上的灰塵、劃痕、色沉著和網(wǎng)點(diǎn)等，產(chǎn)生的效果比較微妙，有時(shí)甚至難以察覺(jué)；后者主要是為了產(chǎn)生一些特技效果，改變的效果比較明顯從與Photoshop結(jié)合的程度分，濾鏡又分為內(nèi)部濾鏡和外部濾鏡兩類第三十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.9實(shí)例1——蔬果娃娃的制作1．制作目的通過(guò)把幾種不同形狀的蔬果拼成一個(gè)蔬果娃娃，練習(xí)熟練利用Photoshop進(jìn)行圖像選擇的主要方法2．制作要點(diǎn)①使用選框工具、套索工具、魔術(shù)棒工具等多種選擇工具進(jìn)行圖像的選擇②結(jié)合菜單進(jìn)行選區(qū)的選擇和變換