《數(shù)字媒體基礎(chǔ)與實踐》數(shù)字圖像

數(shù)字圖像

本章概要

圖形、圖像是多媒體的重要組成元素，據(jù)統(tǒng)計，人類獲取信息的70%來自視覺系統(tǒng)，這其中最重要的來源就是圖形、圖像。本章主要介紹圖像數(shù)字化的原理與常用方法，數(shù)字圖形、圖像的相關(guān)基本概念，主流的圖像處理軟件進(jìn)行圖像處理的基本方法，以及圖像識別、計算機(jī)視覺等技術(shù)的發(fā)展前景。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能說出圖像的數(shù)字化及數(shù)字化圖像的獲取方法。2.能說出圖像和圖形的區(qū)別。3.能理解圖像的色彩空間模型，并能說出它們的區(qū)別。4.對常用的數(shù)字圖形、圖像文件的格式有所了解，并知道如何使用它們。5.能說出圖像處理的主要方法及常用工具。6.比較熟練地掌握圖像處理的基本知識、方法和技巧，解決圖像處理中的一般綜合問題，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。7.在圖像處理方面，針對以下知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，應(yīng)具備一定的靈活應(yīng)用能力：（1）選區(qū)的創(chuàng)建與調(diào)整；（2）選區(qū)填充和描邊；（3）文字及文字特效和漸變；（4）圖像調(diào)整；（5）圖層基本操作；（6）圖層樣式和圖層混合模式；（7）蒙版；（8）濾鏡。8.能說出通道在圖像處理中的作用。9.能說出計算機(jī)圖像識別與圖像檢索的基本原理與應(yīng)用領(lǐng)域。10.能說出什么是計算機(jī)視覺，并了解其應(yīng)用領(lǐng)域。3.1圖像的數(shù)字化掃描獲取數(shù)字圖像通過視頻捕捉卡從視頻中捕獲通過網(wǎng)絡(luò)下載通過軟件截屏獲得數(shù)碼相機(jī)獲取數(shù)字圖像通過繪圖軟件繪制3.2圖像處理基礎(chǔ)3.2.1色彩空間模型1.RGB模型2.CMYK模型3.Lab模型4.HSB模型3.2.2分辨率1.屏幕分辨率2.圖像分辨率3.掃描分辨率4.打印分辨率3.2.3常用圖像處理軟件手機(jī)P圖小程序PhotoshopCorelDRAWIllustratorAutoCAD3dsMax3.2.4數(shù)字圖形、圖像文件的格式1.BMP格式2.WMF格式3.TIF格式4.GIF格式5.JPEG格式6.PSD格式7.PNG格式“GIF選項”對話框“JPEG選項”對話框3.3圖像處理3.3.1創(chuàng)建選區(qū)（1）矩形選框工具（2）橢圓選框工具（3）套索工具（4）多邊形套索工具（5）磁性套索工具（6）快速選擇工具（7）魔棒工具（8）快速蒙版3.3.2繪圖修圖工具（1）畫筆工具和鉛筆工具（2）橡皮擦工具（3）油漆桶工具（4）漸變工具（5）仿制圖章工具圖像處理是指是對圖像信息進(jìn)行再加工，以滿足人們某種需要的技術(shù)。主要包括圖像變換、色彩調(diào)整、圖像修補(bǔ)、圖像特效、圖像合成和添加文字等技術(shù)。3.3圖像處理（選區(qū)與修圖實例）實例3-1利用“橢圓選框工具”、“漸變

工具”、“畫筆工具”和選區(qū)調(diào)

整操作制作紐扣。實例3-2利用“油漆桶工具”、“魔棒

工具”、“矩形套索工具”、

“畫筆工具”、“圖案圖章工

具”制作彩色信紙效果.實例3-3使用“鉛筆工具”及調(diào)整畫布大小命令，制作電影膠片效果。3.3.2圖像變換通過Photoshop的圖像旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)功能校正掃描圖像的案例

（上圖是掃描得到的數(shù)字圖像，下圖是校正后的圖像）。通過3dsMax的陣列變換功能，設(shè)計制作的雙螺旋結(jié)構(gòu)的三維DNA模型。圖像變換包括圖像移動、縮放、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)（鏡像）、斜切、透視、扭曲等內(nèi)容。在具體實施上，矢量繪圖軟件一般要比位圖處理軟件方便得多。3.3圖像處理3.3.3添加文字文字是圖的重要組成部分，文字的再加工（彩虹文字、變形文字、路徑文字、立體文字、濾鏡/通道特效文字等）也是圖形圖像處理技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。3.3.4色彩調(diào)整色彩調(diào)整一般是針對位圖圖像而言的，是圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)，對于提高圖像的畫面質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。3.3圖像處理（變換、文字、色彩實例）實例3-4利用“色彩均化”命令、“去色”命令、“漸變工具”等制作老舊照片效果。實例3-5利用“色階”調(diào)整）和“色相/飽和度”制作封面效果。3.3.5圖像合成圖像合成是圖像處理中經(jīng)常用到的技巧，它通常是利用各種選擇工具將一幅圖像中的一部分進(jìn)行選取，通過拖曳或復(fù)制，將其合成到另一幅圖像之中。除了使用基本操作（選擇、復(fù)制粘貼、變換、更改不透明度等）合成圖像外，使用圖層混合模式、遮罩、通道、貼圖等高級圖像處理技術(shù)，可以獲得更完美的圖像合成效果，達(dá)到以假亂真的藝術(shù)境界。圖層圖層可以看作是透明的電子畫布，用灰白相間的方格圖案表示透明區(qū)域。圖像最終效果是各個圖層上下疊加后的整體效果。通道通道是Photoshop的高級功能，有顏色通道、Alpha通道和專色通道三類。通道的選擇、創(chuàng)建、復(fù)制、刪除、分離、合并等基本操作都在“通道”面板上完成；如涉及多個圖像不同通道的混合，可以使用“圖像”菜單下的“計算”和“應(yīng)用圖像”命令。顏色通道存儲顏色信息，可以用各類調(diào)色命令編輯顏色通道來改變圖像顏色；Alpha通道存儲選區(qū)信息，可以使用繪圖工具和各類濾鏡編輯Alpha通道來修改選區(qū)；專色通道存儲印刷用的專色。例3-9利用“計算”、“通道混合”及“應(yīng)用圖像”操作，將兩個圖像的通道組合在一起，制作“山雨欲來”圖像合成效果。3.3圖像處理3.3.6圖像特效圖像特效一般指使用濾鏡工具對圖像像素的位置、數(shù)量、顏色值等信息進(jìn)行改變，從而使圖像瞬間產(chǎn)生各種各樣的神奇效果。濾鏡濾鏡是Photoshop中創(chuàng)建圖像特效的工具，種類繁多，功能強(qiáng)大，操作方便。Photoshop有十幾種常規(guī)濾鏡組蒙版蒙版主要用于圖像的遮蓋。Photoshop提供了三類蒙版：圖層蒙版、矢量蒙版和剪貼蒙版。其中圖層蒙版應(yīng)用比較廣泛。例3-10利用“快速蒙版工具”、“畫筆工具”、“蒙版文字工具”及圖層樣式命令制作外灘建筑照片特效。濾鏡與蒙版的實例例3-11

利用“魔術(shù)橡皮擦工具”、“亮度/對比度”命令、“蒙版文字工具”以及濾鏡功能，制作“燈塔”圖像鏡框特效。例3-12利用“魔棒工具”、“斜切”命令、“圖層混合模式”及“濾鏡工具”，制作“馬”書畫藝術(shù)作品效果。濾鏡與蒙版的實例例3-14使用“圖層蒙版”、“漸變工具”、“鏡頭光暈濾鏡”及“斜面和浮雕”、“投影”、“漸變疊加”的圖層樣式，制作“塞外牧場”圖像效果。例3-15利用“快速蒙版工具”、“蒙版”操作、“色相/飽和度”命令及“文字工具”，“斜面和浮雕”的圖層樣式，制作“牧馬人”圖像效果。3.4圖像識別與圖像檢索3.4.1圖像識別1.傳統(tǒng)圖像識別技術(shù)2.基于人工智能的圖像識別技術(shù)圖像識別的過程對于計算機(jī)來說，如果要對圖像進(jìn)行分類，是根據(jù)圖像特征積累經(jīng)驗，這個過程是通過數(shù)學(xué)方法，從大量數(shù)據(jù)中獲得模型，然后再利用模型，對新的圖像進(jìn)行分類，這就是當(dāng)前的人工智能方法?；谌斯ぶ悄芊椒ǖ臄?shù)字圖像的識別過程：3.4.2圖像檢索隨著互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，全球數(shù)字媒體資源數(shù)量正以驚人的速度增長。圖像蘊(yùn)藏著比文本更豐富的信息，其本身易于超越文化、種族和時間障礙，傳遞更豐富的情感和意境。對面浩如大海的圖像信息，如何有效地組織和管理這些海量資源，使得圖像的分析及檢索的研究極具現(xiàn)實而廣泛的應(yīng)用意義和價值