多媒体技术及应用（第3版） 课件第3章 图像处理技术与应用16-9

第3章图像处理技术与应用3.1图像处理基础3.2图像处理软件Photoshop

3.1.1图像概述

3.1.2色彩搭配基础

3.1.3图像的数字化

3.1.4图像文件的格式3.1图像基础知识矢量图（图形）位图（图像）组成用计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画圆、画矩形等。由像素点组成,每个像素点用若干二进制位表示其颜色、亮度和饱和度等属性。优点任意缩放不变形适合表现自然界真实的景象缺点不适合描述复杂图形及真实世界所需存储空间比较大1．图形与图像像素：组成图像的基本单位，数字化过程中最小的采样点。图像大小：构成图像横向和纵向的像素点数目。分辨率：72ppi，打印时一般设为300ppi。像素深度：每个像素点所用二进制的位数，RGB彩色图像至少为24位，每个像素点可以有224（约1600多万）种颜色中的一种。2．图像的基本属性（1）色彩的产生

物体本身是无色的，是光使物体有了颜色。3．色彩与颜色模型例如：在3dsMax的场景中放置了一个茶壶和一盏泛光灯，不同灯光颜色下茶壶所呈现的颜色。（2）色彩的三要素：色相、亮度和饱和度色相亮度增加饱和度增加①色相：色彩的外在表现，如红色、绿色和蓝色等。②亮度：人眼感觉到的颜色明亮程度。③饱和度：色彩的纯度，即颜色的深浅程度。光色三原色：红绿蓝（RGB）①任何颜色都可用红、绿、蓝3种颜色按不同比例混合而成；②红绿蓝是白光分解后的主要色光，符合人眼视觉生理效应；③红绿蓝相互独立，其中一种色光不能由另外两种混合而成。（3）色彩的三原色（三基色）印刷三原色：青色、品红色、黄色（CMY）颜料三原色：红黄蓝(符合人眼的感觉实际)色相环就是一个由三原色扩展而来的圆环，同样分为光色色相环、印刷色相环和美术意义上的颜料色相环。（4）色相环与色系色系分为无彩色系和彩色系无彩色系只包括黑白灰彩色系则包含了光谱上的某些色相颜色模型：描述和表示颜色的一种抽象的数学模型。计算机处理图像：RGB模型印刷彩色图像：CMYK模型彩色电视信号传输：YUV或YIQ模型RGB颜色模型的色彩空间（5）颜色模型和色彩空间色彩空间：用特定的颜色模型可以生成的颜色范围。Lab颜色模型：固定的色彩空间，与设备无关；RGB、CMYK、HSB和HSL等颜色模型：与设备有关，不同设备可能具有不同的色彩空间。每个色彩空间虽然RGB值相同，但颜色的显示效果不同。

任何一种颜色都可用红绿蓝按不同的比例混合得到。组合红绿蓝三种光波以产生特定颜色的方法称为相加混色，是编辑图像的最佳颜色模型。颜色＝R＋G＋B

RGB等量相加得到灰色

R(255)+G(255)+B(255)=白色R(0)+G(0)+B(0)=黑色

R(128)+G(128)+B(128)=中灰色互补色：彼此最不一样的颜色黄色的互补色是蓝色绿色的互补色是品红色红色的互补色是青色①

RGB模型

CMYK代表印刷上用的四种颜色，是最佳的色彩打印模式。

颜色来自于光线照射到颜料上以后未被颜料吸收的部分光线，这种产生色彩的方式称为相减混色。C（Cyan）代表青色M（Magenta）代表洋红或品红色Y（Yellow）代表黄色K（Black）代表黑色C(0)+M(0)+Y(0)=白色C(100%)+M(100%)+Y(100%)=黑色（深灰，引入黑色K）②

CMYK模型例如：在纸面上涂上等量的黄色和品红颜料，人眼将看到红色。因为黄色颜料会吸收蓝色光，品红颜料会吸收绿色光，所以只反射出红色光。

红色光=白色光–

蓝色光–

绿色光

由国际照明委员会于1976年公布的一种颜色模型，理论上包括了人眼可以看见的所有色彩，而且这种颜色模型“不依赖于设备”，在任何设备上颜色值是一样的。L：亮度通道a：颜色通道，从深绿色到灰色再到亮粉红色b：颜色通道，从亮蓝色到灰色再到黄色③

Lab模型特点：Lab模型定义的色彩最多，且与光线和设备无关，打印时先将RGB转成Lab再转成CMYK，可尽量避免色彩失真。

三种色彩模式表示的色彩范围大小比较

Lab模式>RGB模式>CMYK模式H（Hue）：色相S（Saturation）：饱和度B（Brightness）：亮度对应色彩的三要素，基于人类感觉颜色的方式，可以将自然界的颜色直观地翻译成计算机创建的颜色。④HSB和HSL模型色相亮度增加饱和度增加H（Hue）：色相或色调S（Saturation）：饱和度L（Lightness）：亮度

比较容易为画家所理解3.1.2色彩搭配基础色彩搭配：一种以上的颜色之间的搭配使用，使颜色之间相互衬托并相互作用，传达出某种信息，如青春亮丽、沉稳干练、舒适耐看等。

同色系配色对同一种颜色，选择不同的明度或纯度后搭配在一起，能体现出一种渐变的层次感和规律感如深红加粉红，淡绿加墨绿相似色配色将色相环中相邻的两个或三个颜色搭配在一起颜色比较接近，搭配在一起会有一种柔和舒适的感觉对比色配色对比色指的是色相环上成120度角的颜色，将两个或两个以上的对比色搭配在一起，能达到鲜明的视觉对比效果互补色配色色相环上成180度角的颜色，是对比最强烈的两种颜色，搭配在一起要控制好颜色的比例，分清楚主次，达到凸显主题的作用其他配色黑白配是最简单的搭配，制作视频时字幕经常使用白底黑字或黑底白字，让人一目了然灰色是一种万能色，可以和任何彩色搭配，灰色还可以帮助两种对比色和谐过渡3.1.3图像的数字化1．采样:就是把图像在空间上分割成一个M*N的网格，每一个网格代表一个采样点。

32*32像素采样的点数越多，描述的图像细节就越丰富，图像也就越细腻而逼真，但所需存储空间也会越大。放大10倍后即可显示出各个像素点3.1.3图像的数字化

2．量化：量化位数决定了每个像素点所能表示的颜色数。量化位数1位：黑白图；8位/通道：每个通道有256个灰度等级；

灰度模式时，显示为灰度图像；

RGB模式时，显示为真彩色，224种颜色；16位/通道：每个通道有216个灰度等级；32位/通道：每个通道有232个灰度等级；3.1.4图像文件格式图像格式特点JPG文件一种压缩的静态图像，压缩比较大，图像质量较高。PSD文件Photoshop默认文件格式，保存了图像的图层和通道信息。PNG文件流式网络图形格式（属于位图），像素深度可达48位，支持透明背景，不支持动画效果。GIF文件支持透明背景和动画效果，颜色数最多为256种，适合在网上进行传输。3.1.4图像文件格式图像格式特点BMP文件Windows系统采用的与设备无关的一种位图格式。TGA文件为了采集和输出电视图像而开发，是计算机图像向电视图像转换的首选格式，大多数视频编辑软件都支持TGA图像序列文件的导入和导出。TIF文件标签图像文件格式，由Aldus公司与微软公司一起为PostScript打印开发的一种扫描图像文件格式。第3章图像处理技术与应用3.1图像基础知识3.2图像处理软件PhotoshopCS3.2.1界面组成3.2.2

基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop1.操作界面工具窗口控制面板工具选项栏菜单栏图像编辑区工具选项栏控制面板状态栏工具窗口单击菜单“窗口|工作区”可以更改屏幕的布局显示，默认为“基本功能”窗口布局1.工具窗口：用于选取、绘制、修补、修饰、设置颜色等2.工具选项栏：提供了每个工具可以设置的参数3.控制面板：设置不同的工作区，将显示不同的面板

如颜色组、调整组、历史记录组和图层组等4.状态栏：显示图像文档信息、操作状态和提示信息3.2.1界面组成3.2.2基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop预设：剪贴板（默认的模板）注意：1）新建文件的大小和单位2）分辨率3）颜色模式2．文件操作3．图像的编辑图像大小：510*288*3/1024=430.3KB文档尺寸：(1英寸=2.54cm)510/72*2.54=17.99cm288/72*2.54=10.16cm（1）图像大小（2）画布大小例：1）扩大画布大小

2）背景图层改为普通图层

3）添加图层样式中的“斜面与浮雕”

4）添加图层样式中的“描边”拷贝：默认只复制当前图层中选定的图像剪切：默认只剪切当前图层中选定的图像合并拷贝：将所有图层中的图像合并拷贝粘贴：默认粘贴到一个新图层的中央位置选择性粘贴原位粘贴：粘贴在新图层，保留原来的位置；贴入：粘贴到选区内（由蒙版控制其显示区域）；外部粘贴：只粘贴位于选区外部的图像（由蒙版控制其显示区域）；（3）剪切、复制与粘贴（4）图像的旋转旋转画布，所有图层同时旋转（5）图像的变换针对当前图层或选区进行变换1）缩放、旋转与斜切水平缩放垂直缩放旋转水平斜切垂直斜切确认2）扭曲3）透视4）变形5）水平翻转6）垂直翻转（7）描边（6）填充填充图案：黑白块（8）操控变形3.2.1界面组成3.2.2基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop工具栏羽化:降低所选区域周围像素的不透明度来实现逐渐虚化，可用于图像边缘的过渡与融合，给阴影部分着色等。（新选区）建立一个新选区，如果已有一个选区则将其替换。（添加到选区）把新选择的区域添加到已有的选区中。（从选区减去）从已有的选区中减去新选中的区域。（与选区交叉）新选区域与已有选区相交的部分作为选中的结果。

规则选区：矩形选框工具、椭圆选框工具

+Shift正方形或正圆+Alt从中心开始

不规则选区：套索工具、魔棒工具、快速选择工具羽化效果图1．选框工具组2．移动工具注意：自动选择图层图层对齐：必须先选择两个以上的图层才能激活对齐按钮图层排列：必须先选择三个以上的图层才能激活排列按钮3．裁切与切片工具

切片：将一幅图像切成多块并应用于Web。最好先建立参考线，选择基于参考线的切片可以准确切成多块，每一块可保存为图像文件。

裁切：用于裁剪图像或校正图像。4．修补工具组5．图章工具组用于修补图像中有瑕疵的部分，比较适合修补人物的脸部，将自动与原图像进行混合。用于修复图像、复制图像或填充图案等，适合修补图像中的无关对象。6．画笔工具组混合模式正常：覆盖原图像。背后：作用在图层的像素背后，覆盖透明，不影响当前图像，适合给有图像区域（周围为透明）进行描边处理。溶解：用当前前景色随机着色，将画笔流量变小效果明显。清除：相当于橡皮擦。用于绘画以及局部修饰图像变暗：先吸取某个位置的颜色，再用画笔涂抹就可以将图像中比其亮的像素点全部替换成当前前景色，降低整个图像的对比度，适合于制作背景照片或底图（如版画和插图等）色的混合变暗变亮变亮：与变暗相反滤色：模拟相加混色模式色的混合正片叠底：模拟相减混色模式光的混合原图4次叠加混合叠加：类似幻灯片的叠加，用于加强对比度。用于把下面图层的明暗关系作用到当前图层。亮度+100%扫描稿叠加或柔光多次4次柔光混合原图柔光：可以屏蔽图层中的中性灰。差值（浓一点）排除（淡一点）前景设为白色，画笔涂抹变为负片效果，再次涂抹则复原。注意：图层混合时差值与排除有什么区别？负片效果亮度原来为x，改为255-x色相：给彩色换颜色，前景为黑或白时，画笔涂抹成灰度。饱和度亮度色彩属性锁定颜色的单一属性进行变化颜色：用于给灰度图片进行着色原图色相混合饱和度混合亮度混合画笔预设绘制路径用画笔对路径进行描边设置画笔形状及颜色等参数7．历史记录画笔工具组

用于把历史记录中的某个编辑状态的图像重新绘制出来，可制作一些特殊的图像效果，“历史记录艺术画笔”还可以制作出印象派的艺术画。8．擦除工具组用来擦除图像，也可绘制图像1）擦除背景图层2）擦除普通图层：全部擦除为透明3）绘制图像：将背景色设为黑色，在白色画布上擦除类似画笔工具

可选择画笔（可控制流量）、铅笔或块等绘制模式。擦除为当前背景色背景橡皮擦，擦成透明魔术橡皮擦9．填充工具组油漆桶工具：填充单色（由容差控制填充的范围）渐变工具：填充渐变色用来对选择区域或图层进行颜色的填充10．修饰工具组对图像中的颜色进行修饰

原图模糊锐化涂抹11．色调编辑工具组用于调整图像中曝光不好的图像区域原图减淡加深海绵（加色）12.钢笔工具组用于绘制选区路径或制作特殊的形状注意：1）直接单击，绘制直线2）单击并拖曳，绘制曲线3）直接选择工具用于调节顶点两边的曲线13.形状工具组1）自定义形状2）路径面板用前景色填充路径删除当前路径用画笔描边路径将路径作为选区载入创建新路径从选区生成工作路径添加蒙版例：邮票的制作1）更改背景色，扩展画布2）魔棒选取外围白边，转化为路径3）描边路径

前景设为白色画笔直径：20px

画笔间距：120%4）复制背景，滤镜|纹理（画布）混合：强光5）输入文字，合并图层14.文字工具扇形变形文字文字蒙版工具制作的彩色文字输入文字将自动产生文字图层文字蒙版工具用于制作文字选区注意：文字图层栅格化以后，相当于一个普通图层3.2.1界面组成3.2.2基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop图像的调整与修饰例：立体圆环的制作方法1：调节亮度/对比度（注意：羽化的作用）1）创建圆形选区，变换选区，清除内部得到环形区域；2）将圆环的右上角区域调亮；3）将圆环的左下角区域调暗；1.亮度/对比度方法2：用图层样式：斜面与浮雕输入色阶：原图像的灰度暗部滑块右移：图像变黑亮部滑块左移：图像变亮Gamma值：暗部与亮部的比例原图色阶调整后2.色阶：用于调整对比度失调的照片输出色阶：重新定义图像的灰度3.曲线：调整亮部与暗部的亮度4.曝光度：调整曝光效果曝光度：-20

+20，增加/降低曝光度。位移：-0.5

+0.5，使照片中阴影和中间调变暗，对高光的影响很轻微，可用于增加对比度，使背景的暗部更干净。灰度系数校正：9.99

0.01，用于更改高亮区域图像的色彩、层次感和清晰度，而对暗部和中间调影响比较小。5.色相与饱和度（1）给灰度图片着色（2）换颜色6.色彩平衡用于调整照片的颜色倾向，一般让背景偏冷，前景偏暖。原图结果图7.黑白位图模式让暗的地方变亮，亮的地方变暗，适合将室内较暗的照片调亮8.阴影/高光3.2.1界面组成3.2.2基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop图层、通道和蒙版1、图层每个图层类似于一张透明胶片；图层之间相互独立；图层之间可以混合；图层类型特点背景图层只能位于最下方，不能加图层样式,按Alt并双击背景图层可转化成普通图层普通图层没有任何限制文字图层可设置文字的属性，栅格化即转化成普通图层形状图层用形状工具绘制形状时可建立形状图层，并自动添加了形状的矢量蒙版填充图层用纯色、渐变或图案三种填充方式生成的图层蒙版调整图层用于调整位于其下方的所有可见图层的图像图层的类型就是滤镜的简化使用，可以将投影、浮雕和发光等效果应用到所选图层（背景图层除外）。图层样式混合选项：常规混合与高级混合浅挖空深挖空混合选项：混合颜色带混合颜色带调整效果样式库：定义好的样式集合通道是用来储存颜色信息或选区内容的。2．通道原色通道：记录颜色信息，灰度级别对应该原色的强度。Alpha通道：记录选区，黑白灰用来控制透明度。复合通道Alpha通道单色通道将通道作为选区载入将选区存储为通道删除当前通道创建新通道通道的混合青色：绿色与蓝色的混合（黑色表示没参与混合）只有蓝色（红绿没参与混合）黑色（红绿蓝都没参与混合）灰度控制单色参与合成的强度Alpha通道选区可存储为Alpha通道；Alpha通道也可作为选区载入，载入时还可以对选区进行加、减和相交的计算。例通道立体字的制作1）用文字蒙版输入文字，获得文字选区；2）存储为Alpha1和Alpha2；3）用位移滤镜使Alpha2往右下方移动，水平+3，垂直+4；4）

Alpha1-

Alpha2获得文字左上角的选区，调亮该区域；5）

Alpha2-Alpha1获得文字右下角的选区，调暗该区域；纹理通道Alpha通道可作为纹理通道，控制光照效果的明暗处理。高斯模糊：5像素Alpha通道网格背景立体网格1）新建文档，背景透明；2）新建图层绘制网格线条，8像素，灰色；3）复制图层（上层：凸起，下层：凹陷）；4）将两个图层的内容分别存储为alpha1和alpha2通道；5）给两个图层分别添加光照效果，注意选择对应的纹理通道；6）凸起和凹陷各自在其上面新建一个图层，填充彩色，将彩色图层用颜色混合到其下面的图层上去。例：镂空彩球的制作3．蒙版

蒙版用于保护图像，控制图像的隐藏或显示。蒙版状态下，黑色控制透明，白色控制不透明，灰色控制半透明（1）快速蒙版：制作手绘彩色图案或文字前景的黑白灰分别控制涂抹区域的图像以不同的透明度显示。黑色涂抹：图像不透明白色涂抹：图像透明灰色涂抹：图像半透明原图快速蒙版状态涂抹回到标准编辑状态涂抹过的区域没选中清除选区的内容（2）图层蒙版用于抠图融合图层

把上面图层中的内容约束到下面的形状内

（3）剪贴蒙版矢量蒙版：蒙版形状可任意调整1）绘制一条路径或用形状生成一条路径；2）图层|矢量蒙版|当前路径（背景图层需转为普通图层）；3）“直接选择工具”可用于调节路径的形状；4）矢量蒙版栅格化即转为像素蒙版；（4）矢量蒙版3.2.1界面组成3.2.2基本操作3.2.3工具的使用3.2.4图像的调整与修饰3.2.5图层、通道与蒙版3.2.6滤镜及综合应用3.2图像处理软件Photoshop滤镜：用于产生特殊的图像效果1.镜头校正：用于校正镜头的失真，例如照片的透视变形，扭曲或歪斜等。修正前修正后修正前修正后2.液化：用来制作一些类似液态效果的滤镜，主要用来美化图像的轮廓，例如修整人物的脸型和身材等。原