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第 5 讲 图形图像处理技术

第 5 讲 图形图像处理技术. 色彩学知识. 三原色. Red. Red. RGB 电脑彩色. RYB 色料 彩色. Blue. Yellow. Blue. Green. 0 ~ 255 灰阶 0 ~ 255 灰阶 0 ~ 255 灰阶. 目的：研究色彩组合、色彩搭配规律. ● 混色规律. 减性混合. 加光混合. 中性混合. 参与搭配的颜色越多，明度越暗，三种原色混合为黑色。. ● 混色规律. 减性混合. 加光混合. 中性混合. 参与搭配的颜色越多，明度越亮，三种原色混合为白色。. ● 混色规律. 减性混合.

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第 5 讲 图形图像处理技术

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Presentation Transcript

  1. 第5讲 图形图像处理技术

  2. 色彩学知识 三原色 Red Red RGB 电脑彩色 RYB 色料彩色 Blue Yellow Blue Green 0 ~ 255 灰阶 0 ~ 255 灰阶 0 ~ 255 灰阶 目的：研究色彩组合、色彩搭配规律

  3. ●混色规律 减性混合 加光混合 中性混合 参与搭配的颜色越多，明度越暗，三种原色混合为黑色。

  4. ●混色规律 减性混合 加光混合 中性混合 参与搭配的颜色越多，明度越亮，三种原色混合为白色。

  5. ●混色规律 减性混合 实质上并没有进行颜色的混合，而是由于眼睛的视觉特征造成的。如点彩画、网点印刷等，借助极小的原色点，通过视觉的空间混合出极丰富而真实感极强的色彩。 加光混合 中性混合

  6. 色彩三要素 颜色的相貌 只和颜色的波长有 关。明度和纯度变 化时，波长不变。 色彩的明暗程度 指彩色的深浅或鲜艳或浓淡程度，它取决于彩色光中白光的含量。 纯度最高的颜色 0%黑色，100%白色，50%纯色 黑、白、灰没有纯度 色相（色调） 明度（亮度） 饱和度（纯度）

  7. 不过三属性毫无差异的同一色彩会因所处位置、景物不同而给人截然相反的印象。我们以蓝色编织物和蓝色木地板为例，假定它们的三属性相同，但在观赏者的眼中，编织物的色彩与木地板的色彩毫无共同之处。这种现象称为“色彩的表现形式”。不过三属性毫无差异的同一色彩会因所处位置、景物不同而给人截然相反的印象。我们以蓝色编织物和蓝色木地板为例，假定它们的三属性相同，但在观赏者的眼中，编织物的色彩与木地板的色彩毫无共同之处。这种现象称为“色彩的表现形式”。

  8. 由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种基本色以一定的比例相加而成的颜色。又称相加模式由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种基本色以一定的比例相加而成的颜色。又称相加模式 指在计算机上显示或打印图像时表示颜色的数字方法 计算机颜色模型 RGB模型 CMYK模型 HSB/HSL模型 Lab模型 位图模型 灰度模型 索引模型

  9. 计算机颜色模型 有青色(Cyan)、品红(Magenta)、黄色(Yellow)三种基本颜色按一定比例相减合成的彩色的方法。在印刷时常加一种真正的黑色（Black)，使能够产生真正的黑色或灰色。这样， CMY被称为CMYK模式。 RGB模型 CMYK模型 HSB/HSL模型 Lab模型 位图模型 灰度模型 青色(Cyan)、品红(Magenta）、黄色(Yellow)、黑色(blacK)四色 以百分比表示油墨的浓度 索引模型

  10. 计算机颜色模型 RGB模型 CMYK模型 模拟了人眼感知颜色的方式，使用色调(Hue)、饱和度(Saturation)、亮度(Brightness)来生成颜色。主要用作艺术绘制。 HSB/HSL模型 Lab模型 位图模型 灰度模型 H(色相)：以色相环上的度来表示颜色 S(饱和度)：以百分比表示 B(亮度)：以百分比表示 一般浅色的饱和度低，亮度高 索引模型

  11. 计算机颜色模型 RGB模型 CMYK模型 HSB/HSL模型 Lab模型 位图模型 灰度模型 L：表示亮度，范围0(黑)~100%(白) a：绿色到红色光谱变化，-120~120 b：蓝色到黄色光谱变化，-120~120 a、b均为0表示灰色 索引模型

  12. 色彩的特性 ●色彩的冷暖 ●红、橙、黄等颜色使人想到阳光、烈火，故称“暖色”。 ●绿、青、蓝等颜色与黑夜、寒冷相联，称“冷色”。

  13. ●色彩的轻重 浅色密度小，有一种向外扩散的运动现象，给人质量轻的感觉;深色密度大，给人一种内聚感，从而产生份量重的感觉。

  14. ●色彩的膨胀与收缩 色彩的胀缩与色调密切相关，暖色同膨胀色，冷色属收缩色。

  15. ●色彩的艳丽与素雅 高饱和度、高亮度的色彩显得艳丽。

  16. 红色：冲动，精力旺盛，具有坚定的自强精神。红色：冲动，精力旺盛，具有坚定的自强精神。 色彩和性格 橙黄色：对生活富于进取，开朗，和蔼。 黄色：胸怀远大理想，有为他人献身的高尚人格。 绿色：不以偏见取人，胸怀宽阔，思想解放。 蓝色：性格内问，责任感强，但偏于保守。

  17. 多媒体处理的主要对象 文本 多媒体 多媒体 多媒体 各类文字和符号,包含字体、尺寸、格式及色彩信息

  18. 多媒体处理的主要对象 图形 通过计算而描述的矢量图形

  19. 矢量图形的特点 ● • 图形的清晰度与分辨率无关 • 容易实施各种变换(移动、旋转、放大、缩小、扭曲)而不变形 • 存储数据量小 • 不适合表现人物、风景等复杂细节的景物

  20. 2.1 多媒体处理的主要对象 图像 用像素点描述的自然影像

  21. 位图图像的特点 ● • 图像的清晰度与分辨率有关 • 不易进行变换和修改 • 存储数据量大 • 可直接、快速地在计算机屏幕上显示 • 适合表现场景复杂，有丰富层次和颜色细节的画面

  22. 什么是图像 图像基本概念 ● 图像是自然界中多姿多彩的景物和生物 通过视觉感官在大脑中留下的印记。 ● 数字图像：直接量化的原始信号 ●图形：运算形成的抽象化产物 ● 图形由具有方向和长度的 矢量表示 ● 用于分析运算结果，简单 图形表示 ● 图像的最小单位是像点 ● 用于表现自然影像

  23. 位图图像 ● 图像由基本显示单元“像点”构成 ●像点由若干个二进制位进行描述 ●二进制位代表图像颜色的数量 ●二进制位与图像之间 存在严格的“位映射”关系 图像像点 ●具有位映射关系的图叫作“位图” 8bit ( 28 = 256色 ) 16bit ( 216 = 65536色 ) 24bit ( 224 = 16M色 ) ● 8位图像 ● 16位图像 ● 24位图像 ●“位图”特指图像 ●

  24. 图像的属性 清晰度 绝对清晰度 ● 视觉效果 ●分辨率的单位 dpi (display pixels / inch) 每英寸显示的像点数 dpi ● dpi的数值越大，图像越清晰 300 dpi 96 dpi 21 dpi ● 图像分辨率

  25. 常见分辨率 ● ● 平板扫描仪：1200 dpi ● 显示器：96 dpi ●显示用图片：96 dpi ●动画、视频：96 dpi ● 底片扫描仪 4800 dpi ● 激光打印机：600~1200 dpi ●印刷图片 普通：300dpi 高精度：600 dpi ● 喷墨打印机：720～2880 dpi

  26. 颜色数量与颜色深度 ● 颜色深度(bit) 数值 颜色数量 颜色评价 1 21 2 二值(单色)图像 4 24 16 简单色图像 8 28 256 基本色图像 16 216 65536 增强色图像 24 224 16777216 真彩色图像 32 232 4294967296 真彩色图像 36 236 68719476736 真彩色图像 ●颜色数量——用于表示图像色彩的有限位二进制数。 ● 颜色深度——表示一个像素的二进制位数，以bit为单位。

  27. 数字图像数据量 (图像长×分辨率)×(宽×分辨率)×颜色深度／8 如：一幅颜色深度为24位，分辨率为300dpi，画面尺寸为10cm*8cm的图像，数据量为： （10×0.3937×300）×(8×0.3937×300) ×24／8 ≈3.19MB

  28. 图像文件的格式与数据量 ● 数字化图像以文件的形式存在，文件扩展名有严格的约定, 不要修改 文件格式 文件扩展名 分辨率 颜色深度 说 明 BITMAP bmp、dib、rle 任意 32bit Windows及OS/2用位图 EMF emf 任意 24bit 增强图元文件 GIF gif 96dpi 8bit 256索引颜色 JPEG jpg、jpe 任意 32bit JPEG压缩文件 PCD pcd 任意 32bit Kodak照片CD文件 PSD psd 任意 24bit Photoshop图层文件 TARGA tga 96dpi 32bit 视频单帧图像文件 TIFF tif 任意 24bit 通用图像文件 WMF wmf 96dpi 24bit Windows的剪贴画文件

  29. 图像数据量对比 . jpg 883 KB 损失15%色 重复保存,损失加剧 . gif 4,501 KB 256色 格式转换容易失真(eg) . bmp 25,481 KB 真彩色 ●数据量大 . tga 25,481 KB 真彩色 ●数据量大 . pcd 25,481 KB 真彩色 ●数据量大 . tif 25,697 KB 真彩色 ● 数据量大 ● A4幅面(横) 24 bit彩色 300 dpi分辨率 数据对比

  30. 如何得到图像 ●摄影要点 (1) 画面布局错落有致 (2) 前景与背景讲求纵深感 (3) 光与影突出立体感 (4) 画面留有加工余地 (5) 正确设置光圈与快门 光圈 2.8 4 5.6 8 11 16 22 快门 1/s B8 15 30 60 125 250 500 1000 感光指数为常数时的关系 ●胶卷 (负片) 的感光度 60°感光速度慢，颗粒小，影像清晰，适于光照条件非常好的场合 100°感光速度中等，颗粒中，影像较清晰，适于白天 400°感光速度快，颗粒较粗，影像一般，适于傍晚、黎明、室内 1000°感光速度极快，颗粒粗，影像一般，适于高速运动物体的摄影 ● 使用数码相机拍照 ● 扫描 ● 使用现成图像

  31. 扫描图像 ● 扫描要点 ——根据使用场合，使用适当的扫描分辨率。 分辨率(dpi) 应用场合 说 明 96 Windows环境 投影、网页、动画画面、视频 300 普通彩色印刷 广告、书刊、杂志、各种效果图 600 高级彩色印刷 印刷品、票证印刷、产品印样 720~2880 彩色喷墨打印 彩色文稿和图片、家用照片打印 1200~4800 照片底片扫描 正片扫描、负片扫描 ● 即使图像用于分辨率要求不高的场合，扫描分辨率也不可太低 ● ● 使用数码相机拍照 ● 扫描 ● 使用现成图像

  32. 使用现成图像 ● ● 使用数码相机拍照 ● 扫描 ● 使用现成图像 ● 图片来源 [1] 正式出版的图片库光盘 (文件格式：JPG、PCD) [2] 国际互联网络 (以共享方式提供，或支付少量费用) ● 注意的问题 [1] 图像是否被授予使用权或转让权 [2] 是否需要支付费用 [3] 是否需要注册 ● 一定要合法地使用图像，避免版权纠纷。

  33. 图形图像的区别和联系 • 数据量小 • 放大缩小不失真 • 必须专用软件才能打开 • 适合表现简单规范的图形 • CorelDraw • Illustrator • AutoCAD • FreeHand • 3D Studio ●图形：用数学公式或模型来描述 • 图形由具有方向和长度的矢量表示 • 用于分析运算结果，简单图形表示

  34. ●图形与图像的区别

  35. 图像处理技术 亮度处理 对比度处理 亮度反置处理 6.4.1 图像的点处理 ● 点处理算法 —— 图像基本算法，处理对象是像点。 1．亮度调整 对图像的所有像点加上一个常数或减少一个常数，可改变亮度值。 2．对比度调整 把像点亮度阀值以上的像点增加亮度，阀值以下的像点降低亮度。 3．亮度反置处理 用最大允许亮度值减去当前亮度值，用其差值作为该像点的新值。

  36. 图像的组处理 1．图像边缘处理 增强边缘，使图像的轮廓清晰。用拉普拉斯变换、平移和差分运算、 梯度边缘运算进行处理。 2．图像锐化处理 通过运算增加像点之间的亮度差异，使图像的亮度和色彩变得尖锐。 3．图像柔化处理 采用计算相邻像素平均值的方法实现。图像柔和、虚化、朦胧。 图像边缘处理 图像锐化处理 图像柔化处理 ● 组处理算法 —— 处理对象是一组像点，又叫“区处理或块处理”。

  37. 图像的几何处理 y 2．图像旋转 图像旋转依据如下的算法进行： (x,y) (x’,y’) x  = x0+(x - x0)cos - (y - y0)sin y  = y0+(y - y0)cos +(x - x0)sin x z 1．图像的放大与缩小 图像放大 —— 把原图像的一个像点演变成若干个像点，使像点数量大 于原图像，像点密度不变，体积增加。 缩小图像 —— 把原图像的多个像点演变成一个像点，细节丢失，像点 数量减少，体积缩小。 ● 图像整倍数缩放时，不产生畸变失真。非整倍数缩放时， 则用线性差值取代产生的小数，会产生畸变失真。

  38. 图像的帧处理 1) 进行“逻辑与”、“逻辑或”、“异或”的合成运算。 2) 按照相加、相减以及有条件的复合算法进行合成。 3) 覆盖、取平均值进行合成。 ● 图像的帧处理 —— 将一幅以上的图像以某种特定的形式合成在一起， 形成新的图像。 亮度叠加效果

  39. 图像的浏览 6.5.2 图片浏览界面基本功能 工具 小图片 鼠标双击某图像文件名， 即可立即启动ACDSee 软件的图片显示界面， 并显示该图像。 在图片显示界面中，鼠标 双击图片，即可打开图片 浏览界面。 路径显示 图片小样 6.5.1 图像浏览软件简介 ● ACDSee —— 图像浏览软件

  40. 基本功能 ● 1) 浏览图片 —— 左侧路径显示栏中选择路经，右侧浏览图像文件。 2) 显示图片内容 —— 在浏览界面中双击小图片，即可显示大幅图片。 再次双击大图片，返回小图片浏览状态。 3) 转移图片 —— 直接拖曳。 4) 复制图片 —— 按下〈Ctrl〉健拖曳。 5) 文件更名 —— 两次单击图片，更名。 6) 删除图片 —— 选中，按〈Delete〉键。 7) 文件格式转换 —— 鼠标右键单击图片， 选择“工具/转换文件格式”。

  41. 图像文件格式 ACDSee支持的常见格式 说 明 BMP DIB RLE EMF GIF JPG JPEG JPE JIF JFI KDC PCD PCX DCX PIC PNG PSD TGA TIF TIFF WMF Windows及OS/2使用的位图 增强图元文件 256色的压缩文件 JPEG压缩文件以及JFIF文件 Kodak公司开发的文件 保存在CD上的Kodak图片文件 Zsoft Publisher软件制作的文件 Soft Image’s的文件 Portable网络用图形文件 Photoshop制作的带有图层的文件 主要用于动画制作的Targa文件 主要用于印刷的图像文件 Windows系统使用的剪贴画文件 ● ● ● ●

  42. 建立或取消文件关联 ● 操作步骤 (1) 选择“工具 / 文件关联”菜单 (3) 选择关联文件格式 或单击“全选”按钮 ● 在安装新软件时，已经 建立的关联可能被解除 6.5.4 ● 关联的作用 ——鼠标双击被关联的对象，自动启动ACDSee软件，并显示对象。 (2) 选择“图像”等卡片 (4) 单击“确定”按钮

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