第3讲图像的相关知识

导读要点索引图像有位图和矢量图之分。位图是由无数个像素组成的，其精度与分辨率息息相关，而矢量图像则与像素和分辨率都没有关系，它是由一个个实体组成的。另外，图像还有多种颜色模式和位深度等。像素与分辨率位图与矢量图像图像的颜色模式图像的位深度色域与溢色像素与分辨率在Photoshop中，图像处理是指对图像进行修饰、合成以及较色等方面。Photoshop中的图像主要分为位图和矢量图像两种，而图像的尺寸及清晰度则是由图像的像素与分辨率来控制的。像素是构成位图图像的最基本单位。在通常情况下，一张普通的数码相片必然有连续的色相和明暗过渡。如果把数字图像放大数倍，则会发现这些连续色调是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成图像的最小单位“像素”。构成一幅图像的像素点越多，色彩信息越丰富，效果就越好，当然文件所占的空间也就更大。在位图中，像素的大小是指沿图像的宽度和高度测量出的像素数目，如图3-1所示中的3张图像的像素大小为720×576像素、260×288像素和180×144像素。3.1.1像素图3-1分辨率是指位图图像中的细节精细度，测量单位是像素/英寸（ppi），每英寸的像素越多，分辨率越高。一般来说，图像的分辨率越高，印刷出来的质量就越好。比如在图3-2中，这是两张尺寸相同，内容相同的图像，左图的分辨率为300ppi，右图的分辨率为72ppi，可以观察到这两张图像的清晰度有着明显的差异，即左图的清晰度明显要高于右图。3.1.2分辨率图3-2位图与矢量图像位图图像在技术上被称为“栅格图像”，也就是通常所说的“点阵图像”或“绘制图像”。位图图像由像素组成，每个像素都会被分配一个特定位置和颜色值。相对于矢量图像，在处理位图图像时所编辑的对象是像素而不是对象或形状。见图3-3，如果将其放大到8倍，此时可以发现图像会发虚，如图3-4所示，而将其放大到32倍时，就可以清晰地观察到图像中有很多小方块，这些小方块就是构成图像的像素，如图3-5所示。3.2.1位图图像图3-3图3-4图3-5图3-6图3-7位图图像是连续色调图像，最常见的有数码照片和数字绘画。位图图像可以更有效地表现阴影和颜色的细节层次，见图3-6，这是一张位图图像，其效果非常细腻真实；见图3-7，这是一张矢量图像，其过渡则非常生硬，接近卡通效果。技巧与提示：位图图像与分辨率有关，也就是说，位图包含了固定数量的像素。缩小位图尺寸会使原图变形，因为这是通过减少像素来使整个图像变小或变大的。因此，如果在屏幕上以高缩放比率对位图进行缩放或以低于创建时的分辨率来打印位图，则会丢失其中的细节，并且会出现锯齿现象。矢量图像也称为矢量形状或矢量对象，在数学上定义为一系列由线连接的点，比如Illustrator、CorelDraw、CAD等软件就是以矢量图形为基础进行创作的。与位图图像不同，矢量文件中的图形元素称为矢量图像的对象，每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性，如图3-8和图3-9所示。3.2.2矢量图图3-8图3-9矢量图形与分辨率无关，所以任意移动或修改矢量图形都不会丢失细节或影响其清晰度。当调整矢量图形的大小、将矢量图形打印到任何尺寸的介质上、在PDF文件中保存矢量图形或将矢量图形导入到基于矢量的图形应用程序中时，矢量图形都将保持清晰的边缘。见图3-10，如果将其放大5倍，可以发现图像仍然保持高度清晰的效果，如图3-11所示。图3-10图3-11疑难问答：答：矢量图像在设计中应用得比较广泛，比如Flash动画、广告设计喷绘等（注意，常见的JPG、GIF、BMP图像都属于位图）。矢量图像的每一点都有自己的属性，因此放大后不会失真，而位图由于受到像素的限制，因此放大后会失真模糊。问：矢量图像主要应用在那些领域？图像的颜色模式图像的颜色模式是指将某种颜色表现为数字形式的模型，或者说是一种记录图像颜色的方式。在Photoshop中，颜色模式分为位图模式、灰度模式、双色调模式、索引颜色模式、RGB模式、CMYK模式、Lab颜色模式和多通道模式，如图3-12所示。图3-12见图3-13，这是一朵红玫瑰原图，图3-14~图3-21所示是所有颜色模式效果。图3-13原图图3-14位图模式图3-15灰度模式图3-16双色调模式图3-17索引颜色模式图3-18RGB模式图3-19CMYK模式图3-20Lab颜色模式图3-21多通道模式本节知识概要知识名称作用重要程度位图模式用两种颜色值（黑色或白色）中的一个来表示图像中的像素低灰度模式用单一色调来表现图像，在图像中可以使用不同的灰度级中双色调模式通过1~4种自定油墨来创建单色调、双色调、三色调和四色调的灰度图像中索引颜色模式位图图像的一种编码方法，是需要基于RGB、CMYK等更基本的颜色编码方法中RGB模式包含1670多万种颜色信息，是一种真色彩颜色模式。高CMYK模式一种印刷模式，其颜色模式包含的颜色总数比RGB模式少很多高Lab颜色模式用于特殊打印与照片调色高多通道模式在每个通道中都包含256个灰阶，对于特殊打印时非常有用低位图模式是指使用两种颜色值（黑色或白色）中的一个来表示图像中的像素。将图像转换为位图模式会使图像减少到两种颜色，从而大大简化了图像中的颜色信息，同时也减小了文件的大小，如图3-22所示是原图，图3-23是将其转换为位图模式后的效果。3.3.1位图模式图3-22图3-23灰度模式是用单一色调来表现图像，在图像中可以使用不同的灰度级，如图3-24所示是原图，图3-25是将其转换为灰度模式后的效果。在8位图像中，最多有256级灰度，灰度图像中的每个像素都有一个0（黑色）~255（白色）之间的亮度值；在16位和32位图像中，图像的级数比8位图像要大得多。3.3.2灰度模式图3-24图3-25在Photoshop中，双色调模式并不是指由两种颜色构成图像的颜色模式，而是通过1~4种自定油墨创建的单色调、双色调、三色调和四色调的灰度图像。单色调是用非黑色的单一油墨打印的灰度图像，双色调、三色调和四色调分别是用两种、3种和4种油墨打印的灰度图像，如图3-26所示是原图，图3-27~图3-30所示分别是单色调、双色调、三色调和四色调效果。3.3.3双色调模式图3-26图3-27图3-28图3-29图3-30索引颜色是位图图像的一种编码方法，需要基于RGB、CMYK等更基本的颜色编码方法。可以通过限制图像中的颜色总数来实现有损压缩，如图3-31所示是原图，图3-32所示是将其转换为索引颜色模式后的效果。如果要将图像转换为索引颜色模式，那么这张图像必须是8位/通道的图像、灰度图像或是RGB颜色模式的图像。3.3.4索引颜色模式图3-31图3-32索引颜色模式可以生成最多256种颜色的8位图像文件。将图像转换为索引颜色模式后，Photoshop将构建一个颜色查找表（CLUT），用以存放并索引图像中的颜色。如果原始图像中的某种颜色没有出现在该表中，则程序将选取最接近的一种，或使用仿色以及现有颜色来模拟该颜色。技巧与提示：使用索引颜色的位图广泛用于网络图形、游戏制作中，常见的格式有GIF、PNG-8等。执行“调整模式索引颜色”菜单命令，打开“索引颜色”对话框，如图3-33所示。图3-33RGB颜色模式是一种发光模式，也叫“加光”模式。RGB分别代表Red（红色）、Green（绿色）、Blue（蓝），在“通道”调板中可以查看到3种颜色通道的状态信息，如图3-34和图3-35所示。RGB颜色模式下的图像只有在发光体上才能显示出来，例如显示器、电视等，该模式所包括的颜色信息（色域）有1670多万种，是一种真色彩颜色模式。3.3.5RGB模式图3-34图3-35CMYK颜色模式是一种印刷模式，也叫“减光”模式，该模式下的图像只有在印刷体上才可以观察到，例如纸张。CMYK颜色模式包含的颜色总数比RGB模式少很多，所以在显示器上观察到的图像要比印刷出来的图像亮丽一些。CMY是3种印刷油墨名称的首字母，C代表Cyan（青色）、M代表Magenta（洋红）、Y代表Yellow（黄色），而K代表Black（黑色），这是为了避免与Blue（蓝色）混淆，因此黑色选用的是Black最后一个字母K。在“通道”调板中可以查看到4种颜色通道的状态信息，如图3-36和图3-37所示。3.3.6CMYK模式图3-36图3-37Lab颜色模式是由照度（L）和有关色彩的a、b这3个要素组成，L表示Luminosity（照度），相当于亮度；a表示从红色到绿色的范围；b表示从黄色到蓝色的范围，如图3-38和图3-39所示。Lab颜色模式的亮度分量（L）范围是从0~100，在Adobe拾色器和“颜色”调板中，a分量（绿色-红色轴）和b分量（蓝色-黄色轴）的范围是从+127~-128。3.3.7Lab模式图3-38图3-39多通道颜色模式图像在每个通道中都包含256个灰阶，对于特殊打印时非常有用。将一张RGB颜色模式的图像转换为多通道模式的图像后，之前的红、绿、蓝3个通道将变成青色、洋红、黄色3个通道，如图3-40和图3-41所示。多通道模式图像可以存储为PSD、PSB、EPS和RAW格式。Lab模式在照片调色中有着非常特别的优势，我们处理明度通道时，可以在不影响色相和饱和度的情况下轻松修改图像的明暗信息；处理a和b通道时，则可以在不影响色调的情况下修改颜色。3.3.8多通道模式图3-40图3-41图像的位深度在“图像模式”菜单下可以观察到“8位/通道”、“16位/通道”和“32位/通道”3个子命令，这3个子命令就是通常所说的“位深度”，如图3-42所示。“位深度”主要用于指定图像中的每个像素可以使用的颜色信息数量，每个像素使用的信息位数越多，可用的颜色就越多，色彩的表现就越逼真。图3-428位/通道的RGB图像中的每个通道可以包含256种颜色，这就意味着这张图像可能拥有1600万个以上的颜色值。3.4.18位/通道16位/通道的图像的位深度为16位，每个通道包含65000种颜色信息。所以图像中的色彩通常会更加丰富与细腻。3.4.216位/通道32位/通道的图像也称为高动态范围（HDRI）图像。它是一种亮度范围非常广的图像，与其他模式的图像相比，32位/通道的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，它记录了图片环境中的照明信息，因此通常可以使用这种图像来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的，同样也可以用它作为环境背景来产生反射与折射，如图3-43所示。3.4.332位/通道图3-43色域与溢色3.5.1色域色域是另一种形式上的色彩模型，它具有特定的色彩范围。例如，RGB色彩模型就有好几个色域，即AdobeRGB、sRGB和ProPhotoRGB等。在现实世界中，自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色域空间，该色域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。为了能够直观的表示色域这一概念，CIE国际照明协会制定了一个用于描述色域的方法，即CIE-xy色度图，如图3-44所示。在这个坐标系中，各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，表示这种显示设备的色域范围越大。图3-44在计算机中，显示的颜色超出了CMYK颜色模式的色域范围，就会出现“溢色”。在RGB颜色模式下，在图像窗口中将鼠标指针放置溢色上，“信息”面板中的CMYK值旁会出现一个感叹号！，如图3-45所示。3.5.2溢色图3-45当用户选择了一种溢色时，“拾色器”对话框和“颜色”面板中都会出现一个“溢色警告”的三角形感叹号,同时在感叹号下面的色块中会显示与当前所选颜色最接近的CMYK颜色，如图3-46所示。单击感叹号即可选定色块中的颜色。图3-46执行“视图色域警告”菜单命令，图像中溢色的区域将被高亮显示出来，默认显示为灰色显示，如图3-47所示。3.5.3查找溢色区域图3-47知识总结与回顾本章主要介