第一章影像處理的世界

第一章影像處理的世界 本章學習重點 • 什麼是影像處理 • 數位影像的基本要素 • 影像的色彩類型 • 色彩模型 • 常用的圖檔格式

第一章 什麼是影像處理 1 • 只要把影像弄得跟原來不一樣，就可以叫做『影像處理』了啦！運用影像處理的技巧，可以做到『變天』的效果

第一章 數位影像的基本要素 2 • 什麼是數位影像簡單的說，所有能夠直接出現在電腦裡的圖片，都稱作數位影像。 • 例如:Windows 開機時出現的畫面、 HomePage上的圖片、圖庫光碟裡的圖檔等都是數位影像。 • 如果想讓一般的照片、書本裡的圖片、畫在紙上的圖塗鴨，能夠讓電腦處理最常見的方法就是利用掃描器。 • 數位影像不似一般的照片、印刷品會褪色、損壞，而可以長久保留。

第一章 數位影像的基本要素 2 • 數位影像的來源: DV攝影機、數位相機、掃描器、網頁圖片、以及圖庫光碟。 1. 3. 2. 5. 4.

第一章 數位影像的基本要素 2 • 數位影像的基本要素:像素、解析度、影像尺寸。 • 像素 在電腦螢幕上看到的圖片，其實是由許多細微的小格點所組成的，稱這些小格點為像素(Pixel)。像素裡面僅包含了顏色資訊，像素只是一個填滿顏色的小點而已！ 一張640 ×480的圖片，表示寬有640個像素點、高有480個像素點，而這張圖片所包含的像素數量一共有：寬 × 高＝640 ×480＝307,200 點。

第一章 數位影像的基本要素 2  螢幕上的圖片在放大後，就會看到一格格的像素點放大10倍來看原圖大小

第一章 數位影像的基本要素 2 • 點陣圖與向量圖  點陣圖是由像素點所組成的圖片: 點陣圖能真實呈現出影像的原貌及色彩的細微差異，但經過放大之後，會產生鋸齒邊緣及色調不連續的失真現象。(如P6的圖片)  向量圖是由「點、線、面」所構成的幾何圖形物件: 每種物件都有自己的色彩形狀尺寸座標位置等屬性，並且利用數學公式來計算，所以不會有失真的情形出現。  PhotoImpact是專門處理點陣圖的影像軟體；而向量圖則要利用Corel Draw、Illustrator這類的向量繪圖軟體才能處理。

第一章 數位影像的基本要素 2 • 向量圖

第一章 數位影像的基本要素 2 「ppi」與「dpi」 ppi (pixel per inch，每英吋所含有的像素點) :是影像解析度的單位。 dpi (dot per inch，每英吋的圖點) :則是印表機用的解析度單位。 pixel 是顯示在螢幕上的像素。dot 是列印成品的網點。

第一章 數位影像的基本要素 2 • 解析度  解析度是指在單位長度內的像素點數目，一般是以每英吋含幾個像素來計算。同一長度內所含的像素越多，解析度就越高。  解析度不單指圖片而已，下列三種「解析度」是息息相關的： 影像解析度 :如「這張圖片的解析度是300 dpi …」，指的就是影像解析度，也就是每英吋有300個像素點。要注意的是，影像解析度是用來決定列印的尺寸，並不會影響螢幕上的顯示結果。

像素尺寸 影像解析度 =列印尺寸第一章數位影像的基本要素 2 • 列印尺寸公式 : • 例如：影像是50ppi(pixel per inch) ，在1平方英吋的面積中會有2500個像素(50＊50)

第一章 數位影像的基本要素 2 • 影像解析度

第一章 數位影像的基本要素 2 顯示器解析度: 「Windows 的桌面大小」其實就是指顯示器解析度。顯示器的解析度越高，所能顯示的範圍就越多。顯示器解析度 800 * 600圖片大小 640 * 480 顯示器解析度 640 * 480圖片大小 640 * 480

數位影像的基本要素

第一章 數位影像的基本要素 2  印表機解析度 : --印表機解析度的單位為dpi (dots per inch)，指的是在每一英寸中所表達出來的列印墨點數。印表機解析度越高，則印出來的品質越好。例如 720 dpi 的噴墨印表機，表示可在一英吋當中噴入720 個墨點。 --在列印圖片之前，可利用印表機的驅動程式來調整列印解析度。 -- 印表機解析度並不會影響列印尺寸，列印尺寸是由影像解析度決定的，提高印表機解析度只是讓列印品質更好而已。

第一章 數位影像的基本要素 2  印表機解析度 :

第一章 影像的色彩類型 3 • 影像處理的第一步，要先認識各種色彩類型，PhotoImpact支援了以下5 種色彩格式： • 黑白 黑白影像的特色就是「非黑即白」，圖片裡面只能有純黑色與純白色兩種顏色而已。 黑白影像的每個像素點只有1 bit的空間能表現顏色，因為1 個bit 只能記錄 0 或 1 兩種數值，所以只能有兩種變化:最亮(白色)或最暗(黑色)

第一章 影像的色彩類型 3 • 灰階  灰階影像除了純黑色和純白之外，還可以包含深淺不同的灰色，是在黑色與白色之間加上不同的明暗度。這張黑白圖片看起來，好像有深淺不同的灰色放大來看看，原來還是有黑白兩色，只是排列的疏密程度不同罷了

第一章 影像的色彩類型 3  每個像素點佔有8 bits 的空間，明暗度也就有28 = 256 種變化，但也僅止於由黑到白的亮度變化而已，無法出現紅色、綠色等其它色彩。 一般「黑白照片」或「黑白電視」其實應該是灰階的才對哦！

第一章 影像的色彩類型 3 • 16色 16色影像是屬於索引式色彩，一張圖片都搭配著一個16 色的色盤。 在16色影像中，每個像素點佔有4 bits的空間，所以有24 = 16 種顏色變化。 索引色彩每個像素點並不是記錄著顏色的亮度、色彩等資訊，而是儲存該顏色在色盤中的編號。

第一章 影像的色彩類型 3 • 256色  和16色一樣，也是一種索引式色彩，每個像素點佔有 8 bits 空間，所以最多可以有28 = 256 種顏色。

第一章 影像的色彩類型 3 • 全彩 每個像素點都由R (紅)、G (綠)、B (藍) 三種顏色混合而成，R、G、B三原色又分別各佔8 bits空間，所以一個像素點就佔了24 bits，也就有224= 16,777,216 種顏色變化，全彩影像可以含有豐富的色彩，所以最常被拿來做影像處理之用。 要在螢幕上看全彩的圖片，那麼顯示器也要設定為全彩模式才行哦！如果您的顯示器色彩只設到256色或高彩(16位元)，那麼看全彩圖片將會有失真的情形。

第一章 影像的色彩類型 3  掃描器把圖片掃描成36 bit 全彩或12 bit 灰階， PhotoImpact也都有支援(最高支援到48bit全彩及16bit灰階)，不過無法做任何特效處理。

第一章 影像的色彩類型 3 • 色彩類型與影像資料量大小的關係 資料量大小與像素數目及色彩類型成正比;1個像素點佔了24 bits，也就是3 Bytes (1 byte = 8 bits)，而這張圖片共有800 ×600個像素點。  資料量  這張圖片在存檔時完全沒有經過壓縮，檔案大小就大約是1.4 MB 左右。 800 × 600 × 3 = 1,440,000 Bytes 1.4 MB

第一章 色彩模型 4 • 色彩數值化的概念色彩模型就是顏色系統的記錄方式，常見的有RGB模型、CMYK模型、HSB 模型三種。 • RGB 色彩模型 RGB也稱為光的三原色，螢幕上看到的所有色彩，都是由Red、Green、Blue (紅、綠、藍)三種顏色組成的。 例如當紅色數值達到255時，就是最亮最紅的紅色。三原色依不同的比例混合，可產生各種不同的顏色，如果RGB以最大亮度混合時(數值皆為255)，就會形成白色。；若RGB三色完全沒有亮度(數值皆為0)，就會變成黑色了。

RGB 模型 HSB 模型第一章色彩模型 4 當 RGB三數值都一模一樣時，就會呈現出灰色，數值越高則灰色越亮。 PhotoImpact 的色彩選擇工具，可以使用 RGB或 HSB色彩模型來選擇色彩

第一章 色彩模型 4 • CMYK 色彩模型 CMYK是印刷用的油墨四色，大至印刷廠、小至噴墨印表機，只要是在紙上印出色彩，就會使用這基本四色。  CMYK各代表青(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃(Yellow)、黑(blacK) 。 PhotoImpact並不是專門針對印刷用途的影像處理軟體，所以沒有直接支援CMYK模式，您也無法用CMYK色彩模型來指定顏色。

第一章 色彩模型 4 • RGB 加色法與CMYK 減色法 螢幕的RGB三原色是主動發光，各色光越亮則顏色越淡、越接近白色，由於各色光混合的結果，會比原來的單獨的色光還亮，所以它的混合方式又稱為加色法。  而CMYK印在紙上混色後，是屬於被動發光，當顏料用色越濃，所悉入的光線就越多，到最後所有波長的光都被吸收而不反射，就會變成黑色。這種「越加越黑」的混合法，就稱為減色法。

第一章 色彩模型 4 CMYK是減色系統，混合後會產生黑色 RGB是加色系統，所以混合後會變成白色

第一章 色彩模型 4 • HSB 色彩模型  HSB比較像日常生活用的色彩模式。 HSB就是這三種感受組合成的色彩模型，分別是色相(Hue)、彩度(Saturation)、明(亮)度(Brightness)。

第一章 色彩模型 4 色相色相就是色彩的種類，例如紅色、黃色、藍色…..。 彩度彩度就是色彩的濃淡飽和度，就是色相中的灰色含量。 明度就是色彩的明亮程度，最亮的時候會變白色，反之就是黑色。

第一章 色彩模型 4 RGB 模型 HSB 模型

第一章 常用的圖檔格式 5 • BMP 要做成Windows的桌面就存成BMP格式、做網頁圖片就存成 JPG 或 GIF …。 BMP：這是微軟公司所提出的點陣圖格式，是專門用在Windows作業系統上，讓各軟體的圖形能彼此相容。 BMP檔雖然普遍，但有個缺點是無法壓縮全彩圖片，所以存檔後會變得很大(影像佔用多少資料量，存檔後就有多大)。 BMP格式支援RGB全彩、索引色、灰階及黑白等色彩類型，這幾種類型的圖片都可以存成BMP檔。

第一章 常用的圖檔格式 5 • GIF GIF是網頁上最常用的圖形格式了，原因是它可以存成透明圖(把其中一種顏色變透明)、交錯圖(在瀏覽器中慢慢顯現)、動畫(把許多GIF圖片連續重疊成一個檔案)，而且提供「非破壞性壓縮」，存檔後的體積比原來小很多，圖片也不會失真。 GIF最多只能儲存256色的色彩數目，在儲存之前，必須將圖片轉為256色、16色、灰階或黑白模色，才能存成GIF檔。

顯示中的 GIF 交錯圖 GIF 透明圖第一章常用的圖檔格式 5 GIF透明圖及顯示中的交錯圖

第一章 常用的圖檔格式 5 • JPG 這也是網頁常用的圖形格式，壓縮率非常驚人，原本1MB的圖片，存成JPG檔後可能只剩幾十K而已(視影像的複雜度及您設定的壓縮層級而已)。 於JPG格式屬於破壞性壓縮，存檔時會捨棄一些不必要的像素(捨棄後就再也救不回來了)，因此可能造成圖片失真。 JPG格式支援RGB全彩、灰階、CMYK模式，但16色、256色、黑白圖片都無法存成JPG檔。

第一章 常用的圖檔格式 5 • PNG PNG格式就成為免費的GIF代替品，在全球網際網路上作為非破壞性壓縮和顯示影像的格式。其與GIF不同之處在於：PNG支援全彩影像，以及可製作透明度的Alpha Channel，但目前尚無法儲存動畫。 PNG支援的色彩類型有：RGB全彩、索引色、灰階及黑白模式。

第一章 常用的圖檔格式 5 • PCD 這是柯達(Kodak)公司制定的相片光碟(Photo CD)格式。 PhotoImpact並不能儲存 PCD 格式，但可以開啟PCD圖檔來使用、檢視。

第一章 常用的圖檔格式 5 • TIF TIF是影像處理界最普遍支援圖檔格式，它可以跨平台、提供非破壞性壓縮，十分適用於印刷輸出(因為品質較好)，大多數的影像處理軟體及排版軟體都會支援TIF圖檔。 TIF支援RGB全彩、CMYK、索引色彩、灰階、黑白模式，目前也唯有TIF檔能存成48 bit的全彩類型，如果您有圖片要做為印刷用途，那麼存成TIF檔是最好的方式。

第一章 常用的圖檔格式 5 • UFO UFO 是 PhotoImpact 專用的檔案格式在PhotoImpact中，影像可以包含許多物件、路徑、選取區，只有存成UFO檔時，這些資料才能保留下來，方便您下次開啟檔案時繼續未完成的工作，或隨時修改做好的成品。 不過其它影像處理軟體並不支援UFO格式，如果您要用別的軟體來開啟此圖片，必須先將其中的物件全部合併，存成一般類型的圖檔(例如上述幾種檔案)才行。

第一章 常用的圖檔格式 5 • 針對以上幾種常見的圖檔格式，列表整理一下它們的特性：

第一章 影像處理的世界