数字影像基础

数字影像基础赵莉导论•每一项历史进步中新的技术变革，都推动着新的艺术观念或艺术运动的产生。本书对于数字影像的探讨范围，不囿于纯技术性的知识，而是希望立足于当代数字影像艺术的广义范畴，从数字技术出发引申新的影像创作思维和方式。•本书分为两个部分，第一部分为技术基础，授课对象为本科二年级学生。主要针对数字化后期的整个流程，围绕数字影像输入、调整、输出各环节，在图像处理技术以及影像质量监控等问题上着重进行了介绍。第二部分为专业创作基础，授课对象为本科三年级学生。强调在当代影像的广义背景下，数字技术作为一种创作方法的诸多可能性，探讨了数字技术与艺术的问题，使受众能在当代视觉文化中获得正确的创作方法论和评判标准，更好地实现数字影像在当今影像艺术中的价值和意义。•本书适合广大摄影专业人士和摄影艺术爱好者阅读参考。教学进程与学时安排章节课程内容课时数字技术基础篇100课时数字影像基础知识数字影像的范畴/数字影像系统/数字影像的特点与优势10课时数字影像的输入数字相机成像/扫描仪成像/网络图片库/技术指标及样稿的审查10课时数字影像的后期处理亮度调整/宽容度调整/色彩的调整与修饰/亮度、色彩与反差/选区与抠图/锐化和降噪60课时数字影像的输出图像输出设备的分类/输出质控应用10课时色彩管理目的与意义/原理与方法10课时数字创作基础篇100课时多媒介的影像创作方式数字摄影/实物扫描/CG图像/DV静帧影像/综合媒体20课时数字技术与艺术数字影像基因/创作语法/存在价值80课时第一部分：数字影像技术基础目标：通过学习，使学生从数字影像的技术应用出发，熟悉并掌握数字影像从输入、后期处理、输出和色彩管理整套流程中的重要知识和技术手段，对影像在各个环节的质控具备一定的专业水准和能力。一数字影像基础知识目标：通过本章的学习，使学生了解当代数字影像的范畴、基本概念以及媒介特质，明晰数字影像质控的主要因素，对当今摄影数字化的优势和整个流程有初步的了解。➡数字影像的范畴数字影像，首先，根据其记录媒介的不同，可分为静态数字影像与动态数字影像。本书讨论的范畴，主要界定为静态的数字影像。从广义上来讲，数字影像是数字化技术与新媒体艺术融合的一种创作形态，它以电子为介质，通过多种媒介来实现，包括数字摄影、电子扫描、DV静帧图像，甚至三维造像等。狭义上讲，指摄影的数字化，也即数字摄影，指通过数字相机或数字拍摄器材获取影像，是相对传统摄影过程而言的整套数字化流程。➡数字影像系统(一)数字影像系统的构成数字影像系统的基本技术流程，大致分为影像获取、后期处理、影像输出几个环节，了解整个流程对于我们理清技术脉络，轻松进入数字操作有着积极的意义。（二）数字影像系统的基本概念位图（Bitmap）、像素（pixel）、色深（ColorDepth）、色域（colorspace）、色彩模式（三）影响数字影像质量的主要因素图像大小和分辨率、动态范围、图片文件格式➡数字影像的特点与优势๏色彩的真实还原:数字影像中的数字曲线不受胶片生产工艺的局限，它是用完全精确的数学方法编制而成，我们可以轻松地将数字影像的三条曲线重合，这样的特性曲线意味着最完美的色彩平衡与色彩还原能力。๏宽容度:宽容度指的是景物被记录的最大和最小的亮度范围。它决定了一幅作品的影调层次，主要受到被摄体的亮度范围、曝光精确性、显影时间等因素的影响。黑白胶片的宽容度为7个区域,而数字影像在拍摄对象具有10级层次的前提下，通过优良的前期拍摄，无需调整就可以获得10个区域范围。๏清晰度:数字照片的图像采集具有自身的规律：图像的高反差必定会使感光特性曲线角度变陡，从而导致层次的变少；高饱和度的影像相对应的波峰窄，影像过渡层次变少；除此以外还要在技术上避免出现恼人的“摩尔条纹”。因此数字相机拍摄的原片往往具有反差低、颜色灰暗等现象，采取这样的采集策略是为了获得更丰富的影像层次和色彩信息，通过后期的调整，最终能够还原出与原始图片截然不同的图像品质。๏感光度与色温：较之传统胶片的感光度，数字相机的感光度分区更细，为拍摄提供了针对不同场合、不同光线条件进行最佳拍摄的可能。数字摄影不仅可以根据拍摄的每张照片调整感光度与色温，还可以对使用RAW格式拍摄的图片，转换时根据需要调整成不同的色温效果，而不影响照片的原始信息。二数字影像的输入目标：通过本章节的学习内容，使学生了解数字影像输入的几种不同途径，熟悉在获取图像的各种媒介中图像生成的过程和特性，以及对图像进行预检的意义和具体方法。➡数字相机成像(一)数字相机原理与特点影像传感器影像处理器•数字相机与传统相机特性对照(二)数字相机介绍入门级数字相机专业数字单反相机数字专业后背(三)数字摄影设置白平衡／反差／Raw格式／一底多洗／饱和度／锐化➡扫描仪成像(一)扫描仪的主要种类：平板扫描仪底片扫描仪滚筒扫描仪（电子分色仪）(二)影响扫描仪成像质量的主要指标分辨率动态范围➡网络图片库网络图片,英文名称为“StockPhotography”,是指通过专业网站来获取的图像资料，也称资料照片摄影。近年来网络图片库发展很快，成为获得数字图像资料的新方法。目前世界上原来比较著名的新闻图片社都介入了网络图片库的建立，如玛格南图片社、黑星图片社等。网络图片社因其数字化的产、供、销方式，随互联网的迅猛发展而在全球范围内渐渐取代了传统的图片社。国外大型的网络图片社拥有数量巨大高达几百万张的库存图片量与大量的签约摄影师，图片商所销售的图片内容主要分为商业创意图片和新闻图片两大类，还有为商业和新闻活动服务的资料性老图片和经典图片。商业创意图片主要为广告公司、设计人员及各类媒体服务；新闻图片主要服务于新闻类的各种媒体，如报刊、网络等。我国也有越来越多的图片库网站发展起来。这种新型互联网模式的图片电子商务的发展，为专业人士提供了方便、快捷、优质的视觉工作新平台。➡技术指标及样稿的审查๏直方图•我们拿到一幅数字图像，通常通过检验照片直方图来采集数据，通过直方图，检验照片中呈现的数据是否能够反映影调层次信息、完整的黑场与白场、以及是否能够充分保留原始数字相机的相关性能指标。๏直方图：我们拿到一幅数字图像，通常通过检验照片直方图来采集数据，通过直方图，检验照片中呈现的数据是否能够反映影调层次信息、完整的黑场与白场、以及是否能够充分保留原始数字相机的相关性能指标。๏清晰度：清晰度包括分辨率与锐度。高清晰度的图像不仅能够提供给观者足够的影像细节，同时明暗阶调与色彩层次的轮廓边界过渡明确、鲜锐。๏黑场与白场：“黑场”与“白场”是一种印刷的术语，用来表达照片中的最黑色、最白色在印刷时所能达到的最小极限数据。它决定了一幅照片的阶调、反差以及色彩平衡，是我们审查样稿的重要环节。๏黑场与白场•所谓“黑场”与“白场”，是一种印刷的术语，用来表达照片中的最黑色、最白色在印刷时所能达到的最小极限数据。它决定了一幅照片的阶调、反差以及色彩平衡，是我们审查样稿的重要环节。๏影调层次•层次是指图像中的色调及阶调的变化。合格的影调层次应该能够准确地还原被摄景物的色彩，不带有明显地偏色，从黑、白、灰到各种各样的色彩，尽可能地再现其本色。三数字影像的后期处理目标：通过理论学习和操作实践，使学生熟练运用数字后期软件Photoshop对获取的图像进行有益的调节，并对拍摄环节造成的局限进行弥补和拓展。在基础操作基础上对数字影像后期有更为深入和更高层次的应用。➡亮度调整๏色阶调整亮度๏曲线调整亮度๏图层调整亮度➡宽容度调整๏用“阴影/高光”改善宽容度๏“HDR高动态影像合成”改善宽容度๏“应用图像”改善宽容度➡亮度、色彩与反差按照我们以往基于艺用色彩的显色理论，会把作为色彩三要素的色相、明度、纯度作单一的理解，即色彩的这些要素是相对独立的，并非有机地联系在一起。而在数字色彩体系里，我们要建立全新的色彩观念，即影像中的亮度、色彩与反差是一个整体，它们紧密地联系在一起，亮度的变化必定影响着色彩与反差。通过分析图例照片，从数字色彩的内在基因特质来理解亮度与色彩及反差的关系。➡选区与抠图๏利用选区工具๏色彩范围选取法๏通道选取法๏图层蒙版选取法๏滤镜→抽出➡色彩的调整和修饰๏色相/饱和度校色๏用色彩平衡和变化校色๏运用数字校色๏运用中性黑白灰数值校色๏匹配颜色校色๏LAB模式校色๏调整通道亮度值校色๏黑白效果➡锐化和降噪(一)锐化原理在数字后期调整结束后，输出前我们一般会利用锐化来增加图像的可视清晰度。锐化的基本原理是利用人眼将边缘反差明显的物体视为清晰的视知觉特征，用加强物像明暗边界反差的方式使图片看起来清晰。锐化的方法有很多，我们要根据具体的情况选择恰当的锐化方式，但是无论哪种方法，要注意的是一旦锐化过度就会产生噪点，这也是锐化的技术难点。(二)常用锐化方法๏USM锐化๏强化边缘锐化๏明度锐化四数字影像的输出目标：通过本章的学习，使学生熟悉数字影像输出的各种形式和设备，其技术原理、输出特点和市场动态，能够在输出手段的选择上具有针对性和准确性；了解影像在输出环节的质控应用，以便针对不同的输出方法准确地调节相关设置。➡图像输出设备的分类一、使用光学原理成像的图像输出设备数字彩扩冲印二、使用打印法的图像输出设备打印机喷绘三、显示图像的输出设备➡输出质控应用在输出图像时，我们要针对输出方法进行有效的质控，输出成相片、制作成印刷品还是屏幕显示，所需的输出分辨率大相径庭。我们要根据输出尺寸和所需的输出图像分辨率为图片指定图像大小。当分辨率高于所需值时，会造成存储资源的浪费；低于所需值时，图像就达不到满意的输出画质，因此输出前必须要调整分辨率至所需的值。一般来讲，使用彩色喷墨打印机打印，分辨率要在200dpi以上；扩印照片要有300dpi的分辨率，大画幅的照片由于观看距离的改变，可以降低分辨率至180dpi左右；印刷分辨率以每英寸的网格线数（lpi）为单位，专业画册杂志要达到175lpi,新闻报纸控制在80lpi左右。一般网线数控制在50-230lpi的范围之间。五色彩管理目标：通过理论学习、实地见习和实践操作，使学生了解有关色彩管理的概念原理、步骤和方法。掌握色彩管理在摄影应用中的必要环节，提高对图像色彩的质量监控能力。(一)色彩管理的目的和意义色彩管理是在数字图片输入、处理和输出过程中使色彩恒定不变的技术和方法。它协调了色彩系统和设备的相关特性，使色彩还原在各个仪器的色彩表现能力范围内，在数字化流程的各环节中保持一致。（二）色彩管理的原理与方法1.色彩知识蒙塞尔显色系统/色光混色系统/数字色彩系统2.色彩管理原理3.设备特性文件源特性文件/显示器特性文件/目标特性文件4.色彩管理的三个步骤5.Photoshop色彩管理框架第一部分：数字影像技术基础篇作业一、基础操作练习：（20课时）针对数字影像后期处理的相应知识点，采用教师课堂讲授与学生课堂练习相结合的方式进行教学，使学生能够对相关的各项操作有扎实的实践能力，为综合练习打下基础。二、综合练习：（40课时）针对数字影像后期处理的相应知识点进行综合练习，此项练习包括拍摄与后期制作两部分，要求学生对学习的数字前后期技术有综合的运用能力。1、复杂外形与背景分离技术2、亮度与动态范围调整作业3、色彩调整作业4、拼合全景图作业第二部分：数字影像创作基础目标：通过学习，使学生从摄影传统纪实的价值取向中开拓出来，使学生了解并探索在数字影像与新媒体艺术的融合中，其创作手段的多种可能性，并通过对数字影像语言的理解和体悟，重新认识影像本身的价值，从而将摄影的意义延伸至艺术创作的精神语汇，并且寻求个人化的创作方向。一多媒介的影像创作方式目标：随着数字摄影的新一轮技术革命以及它与新媒体艺术的融合，预示着它未来无限的可能性。本章主要介绍包括数字摄影在内的多种数字影像艺术形式，以及艺术家在创作中针对各种媒介语言特性与叙事表意的功能，如何进行观念的表现。➡数字摄影๏指以直接经由数字相机或数字拍摄器材所捕获的数字影像。图片本身还是具有作为摄影的本体语言特性，是传统摄影的数字化。但由于其以数字信号为载体的成像特点，使影像又具有复制性、修饰性、虚拟性等特点。๏