計算機圖形圖像技術(shù)

計算機圖形圖像技術(shù)第一頁，共四十一頁，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，共四十一頁，2022年，8月28日色調(diào)亮度飽和度色光明暗變化強度亮度對純度產(chǎn)生不可忽視的影響

顏色的相貌只和顏色的波長有關(guān)。亮度和純度變化時，波長不變。顏色的深淺程度按顏色混入白光的比例來表示黑、白、灰沒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，共四十一頁，2022年，8月28日常用的色彩模式——在計算機上顯示或輸出圖像時

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個亮度級，疊加后形成1670萬種顏色，即真彩色。第四頁，共四十一頁，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)

因為青色、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，強化暗調(diào)，CMYK模式是最佳的打印模式C

M

Y

K第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日2.1.1彩色的基本概念索引模式（Index）索引模式只能存儲一個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色彩盤中，該色彩盤稱為色彩對照表。打開圖像文件時，Photoshop從同時被讀入的色彩對照表中找到最終的色彩值第六頁，共四十一頁，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兩個色彩通道共三個通道組成第七頁，共四十一頁，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，共四十一頁，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像計算機有兩種繪圖形式：圖形（Graphics）圖像（Images）它們是構(gòu)成動畫和視頻的基礎(chǔ)第九頁，共四十一頁，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。計算機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，共四十一頁，2022年，8月28日2.1.2圖形與圖像圖像又稱點陣圖像或位圖圖像，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矩形，矩形中的任一元素對應(yīng)于圖像上的一個點，稱為像素（Pixel）。像素是計算機圖形與圖像中能被單獨處理的最小基本單元，顏色等級越多，圖像就越逼真第十一頁，共四十一頁，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通過掃描儀、數(shù)碼照相機等數(shù)字化采集設(shè)備獲得②通過網(wǎng)上下載、光盤庫、素材庫等方式獲得③利用Photoshop等軟件繪制可操作度可任意縮放、旋轉(zhuǎn)、修改對象屬性，不引起失真縮放、旋轉(zhuǎn)等操作會引起失真研究重點將數(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、特征識別和提取、三維重建等內(nèi)容用途設(shè)計精細的線框型圖案和商標(biāo)，以及適合于數(shù)學(xué)運算表示的美術(shù)作品、三維建模等，在網(wǎng)絡(luò)、工程計算中被大量應(yīng)用用于表現(xiàn)自然景物、人物、動植物和一切引起人類視覺感受的景物，特別適合于逼真的彩色照片等目錄第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日2.2圖像的數(shù)字化圖像可以通過網(wǎng)上下載、圖片庫、掃描、數(shù)碼照相機拍攝、計算機繪制等方式獲取。圖像的獲取過程涉及圖像的數(shù)字化。圖像的數(shù)字化包括采樣、量化和編碼三個步驟，稱為圖像信號數(shù)字化的“三部曲”第十三頁，共四十一頁，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數(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每英寸所包含的點，打印分辨率指圖像打印時每英寸可識別的點數(shù)，兩者均用dpi（dotsperinch）為衡量單位。

第十四頁，共四十一頁，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像素的顏色（或亮度）信息所占的二進制數(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，共四十一頁，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文件所需的字節(jié)數(shù)，它的計算公式是：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）在計算機中的原始數(shù)據(jù)量為：640×480×24/8B＝921600B≈900KB第十六頁，共四十一頁，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)測編碼（如DPCM、運動補償）、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，共四十一頁，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，共四十一頁，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，它是顯示器與主機通信的控制電路和接口，用于將主機中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為圖像信號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，共四十一頁，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發(fā)出的信號經(jīng)一系列處理后轉(zhuǎn)換成光信號，最終將文字圖像顯示出來。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，共四十一頁，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)，它通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖像第二十一頁，共四十一頁，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，共四十一頁，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，共四十一頁，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3．?dāng)?shù)碼攝像機第二十四頁，共四十一頁，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原稿進行光學(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)過處理后變?yōu)槟M信號，再由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，最后通過與計算機連接的接口送至計算機中。第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件Photoshop簡介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例1—蔬果娃娃的制作實例2—黑白圖片變成彩色圖片實例3—制作由小1寸照片組成的4R照片實例4—心形賀卡的制作實例5—利用ImageReady工具進行動畫編輯第二十六頁，共四十一頁，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，共四十一頁，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，共四十一頁，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，共四十一頁，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）是獨立的原色平面，它主要有兩個作用：一是存儲彩色信息，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，共四十一頁，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，利用蒙版制作特效，不會改變原來圖層的圖像，刪除或停用蒙版后，圖像恢復(fù)原來的樣貌4．快速蒙版在Photoshop中可以利用一種叫快速蒙版的臨時蒙版來有效地形成選區(qū)第三十一頁，共四十一頁，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，其中黑色部分代表完全不透明，被遮照物不可見，白色部分代表完全透明，被遮照物可見，灰度部分代表半透明，被遮照物隱約可見。蒙版的原理及效果

第三十二頁，共四十一頁，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)存儲為通道】按鈕②利用通道面板創(chuàng)建一個Alpha通道，接著，用繪圖工具或其他繪畫工具在該通道上進行編輯，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)生一個快速蒙版第三十三頁，共四十一頁，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放的曲線段錨點（節(jié)點）：定義路徑中每條線段開始和結(jié)束的點，通過它們來固定路徑。第一個繪制的錨點為起點，最后一個繪制的錨點為終點。當(dāng)起點和終點為同一個錨點時，路徑就是一個封閉的區(qū)域。移動錨點可以修改路徑，改變路徑的形狀第三十四頁，共四十一頁，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)建初始點后即可隨意拖動鼠標(biāo)徒手繪制路徑添加錨點工具和刪除錨點工具：用于在已有的路徑上增加或減少錨點轉(zhuǎn)換點工具：用于選擇錨點，并改變與該錨點相連接的兩條路徑的彎曲度2．路徑面板第三十五頁，共四十一頁，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)過專門設(shè)計的、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，前者的作用是彌補圖像的缺陷，如清除原圖像上的灰塵、劃痕、色沉著和網(wǎng)點等，產(chǎn)生的效果比較微妙，有時甚至難以察覺；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，共四十一頁，2022年，8月28日2.3Photoshop圖像制作與處理軟件2.3.9實例1——蔬果娃娃的制作1．制作目的通過把幾種不同形狀的蔬果拼成一個蔬果娃娃，練習(xí)熟練利用Photoshop進行圖像選擇的主要方法2．制作要點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行圖像的選擇②結(jié)合菜單進行選區(qū)的選擇和變換