图形图像基础.ppt

1、图形图像基础,主讲教师 刘涛,课程大纲,色彩基础 了解主流色彩模式的概念。 了解像素、分辨率与位图的概念。 了解矢量图的概念。,01.色彩基础,“色彩是破碎的光，太阳光与地球相撞，四分五裂，因而形成了美丽的彩虹” 。日本美术权威小林秀雄这段关于色彩物理性质的精妙论述，为我们揭开色彩生成的科学奥秘做出了形象而生动的诠释。,01.色彩基础,光为何物？几个世纪以来许多物理学家就此曾进行过既漫长有繁杂的试验，并阐发诸多学说。现代光学认为，光是一种以电磁波形式存在的辐射能。它主要包括宇宙射线、紫外线、可见光、无线电波、交流电波等。当电磁波只有400700nm波长时，其波谱称为“可见光谱” 。 而紫端波长

2、400nm以外的紫外线、X线及红端波长700nm以外的红外线、电波等，则统称“不可见光谱” 。,01.色彩基础,七色光中，当任一色光都不能再被单独分解时，称之“单色光”。反之，将这些色光用聚透镜收敛后，投射的七色光会再恢复到原来的白光之中。太阳光是由以上不同波长的色光复合而成的，故称“复合光”。这一试验的意义在于科学地发现并明确了光与色的关系，也反映出可见光中各色光具有不同的波长属性，如红光最长，绿光居中，紫光最短，如图1-4所示。除折射外，干涉、衍射、偏振及荧光等也可以发生分离色彩的物理现象。,01.色彩基础,物体本身是不会发光的，之所以能看到物体，是因为光源色经物体表面吸收、反射，反映到视

3、觉中的光色感觉。物体在自然光照下，只反射其中一种波长的光，而其它波长的光被全部吸收，这个物体就呈现反射光的颜色。当国旗吸收了自然光中红色以外的其它所有颜色，只反射红色光，这时红旗看起来就是红色的。,01.色彩基础,如果物体反射所有的色光，我们就会感觉这个物体的白色的。如果物体吸收所有的色光，那就这个物体就会呈现黑色。实际上，现实生活中的颜色是非常丰富的，各种物体不可能单纯反射一种波长的光，它只能对某一波长的光反射的多，而对其它波长的光按不同的比例反射的少。所以，物体的颜色不可能是一种绝对标准的色彩，而只能是倾向于某一种颜色，同时又具有其它色光的成分。所以说物体的色彩是受光源的色彩和该物体的选择

4、吸收与反射能力所决定的，如图所示。,01.色彩基础,常见的黑、白、灰物体色中，白色的反射率是64-92.3；灰色的反射率是10-64；黑色的吸收率是90以上。物体对色光的吸收、反射或透射能力，很受物体表面肌理状态的影响，表面光滑、平整、细腻的物体，对色光的反射较强，如镜子、光盘表面、丝绸织物等。表面粗糙、凹凸、疏松的物体，易使光线产生漫射现象，故对色光的反射较弱，如毛玻璃、呢绒、海绵等，如图所示。,01.色彩基础,我们知道物体的色彩是对色光反射的结果，那么计算机显示器的色彩又是如何生成的呢？彩色显示器产生色彩的方式类似于大自然中的发光体。在显示器内部有一个和电视机一样的显像管，当显像管内的电子

5、枪发射出的电子流打在荧光屏内侧的磷光片上时，磷光片就产生发光效应。三种不同性质的磷光片分别发出红、绿、蓝三种光波，计算机程序量化地控制电子束强度，由此精确控制各个磷光片的光波的波长，再经过合成叠加，就模拟出自然界中的各种颜色。,02.RGB色彩模式,我们用放大镜就近观电脑显示器或电视机的屏幕，会看到数量极多的分为红色绿色蓝色三种颜色的小点。如下左图，下右图是左图的局部放大。屏幕上的所有颜色，也就是我们看到的所有图像内容，都是由它们调和而成的。,02. RGB色彩模式,在PhotoShop中使用“信息”调板来查看图像的色彩变化 。,02. RGB色彩模式,电脑屏幕上的所有颜色，都由这红色绿色蓝色

6、三种色光按照不同的比例混合而成的。一组红色绿色蓝色就是一个最小的显示单位。屏幕上的任何一个颜色都可以由一组RGB值来记录和表达。那么，在下面所看到的最左端的图片实际上是由右方的三个部分组成的。,02. RGB色彩模式,红色绿色蓝色又称为三原色光，用英文表示就是R(red)、G(green)、B(blue)。可以把RGB想象为中国菜里面的糖、盐、味精，任何一道菜都是用这三种调料混合的 。 在制作不同的菜时，三者的比例也不相同，甚至可能是迥异的。因此不同的图像中，RGB各个的成分也不尽相同，可能有的图中R(红色)成分多一些，有的B(蓝色)成分多一些。 做菜的时候，菜谱上会提示类似“糖3克、盐1克”

7、等，来表示调料的多少，在电脑中，RGB的所谓“多少”就是指亮度，并使用整数来表示。通常情况下，RGB各有256级亮度，用数字表示为从0、1、2.直到255。注意虽然数字最高是255，但0也是数值之一，因此共256级。如同2000年到2010年共是11年一样。 按照计算，256级的RGB色彩总共能组合出约1678万种色彩，即25625625616777216。通常也被简称为1600万色或千万色。也称为24位色(2的24次方),02. RGB色彩模式,使用PhotoShop的“颜色”调板调整色彩 。,02. RGB色彩模式,色相环的基本概念 。,02. RGB色彩模式,计算对比色的方法 。,02.

8、 RGB色彩模式,通过以上的内容，我们讲述了RGB色彩的概念，当然后面我们还会介绍其他的色彩模式。但请记住：RGB模式是显示器的物理色彩模式。这就意味着无论在软件中使用何种色彩模式，只要是在显示器上显示的，图像最终是以RGB方式出现的。因此使用RGB模式进行操作是最快的，因为电脑不需要处理额外的色彩转换工作。当然这种速度差异很难察觉，只是理论上的。,03.灰度色彩模式,在前面讲述RGB色彩，以及在颜色调板选取颜色的时候，有没有想到过RGB值相等的情况下是什么颜色？那是一个灰度色。 所谓灰度色，就是指纯白、纯黑以及两者中的一系列从黑到白的过渡色。我们平常说所的黑白照片、黑白电视，实际上都应该称为

9、灰度照片、灰度电视才确切。灰度色中不包含任何色相，即不存在红色、黄色这样的颜色。灰度隶属于RGB色域(色域指色彩范围)。 灰度的通常表示方法是百分比，范围从0到100。Photoshop中只能输入整数，在Illustrator和GoLive允许输入小数百分比。 注意这个百分比是以纯黑为基准的百分比。与RGB正好相反，百分比越高颜色越偏黑，百分比越低颜色越偏白。 灰度最高相当于最高的黑，就是纯黑。灰度最低相当于最低的黑，也就是“没有黑”，那就是纯白。如下2图。,04.CMYK色彩模式,前面说过，只要在屏幕上显示的图像，就是RGB模式表现的。现在加上一句：只要是在印刷品上看到的图像，就是CMYK模

10、式表现的。比如期刊、杂志、报纸、宣传画等，都是印刷出来的，那么就是CMYK模式的了。 和RGB类似，CMY是3种印刷油墨名称的首字母：青色Cyan、洋红色Magenta、黄色Yellow。而K取的是black最后一个字母，之所以不取首字母，是为了避免与蓝色(Blue)混淆。从理论上来说，只需要CMY三种油墨就足够了，它们三个加在一起就应该得到黑色。但是由于目前制造工艺还不能造出高纯度的油墨，CMY相加的结果实际是一种暗红色。因此还需要加入一种专门的黑墨来调和。,04.CMYK色彩模式,在图像交付印刷的时候，一般需要把这四个通道的灰度图制成胶片(称为出片)，然后制成硫酸纸等，再上印刷机进行印刷。

11、传统的印刷机有4个印刷滚筒(形象比喻，实际情况有所区别)，分别负责印制青色、洋红色、黄色和黑色。 一张白纸进入印刷机后要被印4次，先被印上图像中青色的部分，再被印上洋红色、黄色和黑色部分，顺序如下图：,05. 色彩模式的选择,那么，我们到底该如何选择适当的色彩模式呢？我们先来明确一下RGB与CMYK这两大色彩模式的区别： 1：RGB色彩模式是发光的，存在于屏幕等显示设备中。不存在于印刷品中。CMYK色彩模式是反光的，需要外界辅助光源才能被感知，它是印刷品唯一的色彩模式。2：色彩数量上RGB色域的颜色数比CMYK多出许多。但两者各有部分色彩是互相独立(即不可转换)的。3：RGB通道灰度图中偏白表

12、示发光程度高；CMYK通道灰度图中偏白表示油墨含量低。反而反之。 特别注意第2条：两者各有部分色彩是互相独立(即不可转换)的。如下图中红色大圆表示RGB色域，蓝色小圆表示CMYK色域。这一大一小表示RGB的色域范围(即色彩数量)要大于CMYK。而在转换色彩模式后，只有位于混合区的颜色彩可以被保留，位于RGB特有区及CMYK特有区的颜色将丢失。,06.HSB色彩模式,习惯上我们都会说图片上的衣服是黄色的。或者说是亮黄色的。比如晴空，我们首先想到蓝色，然后是浅蓝色。比如湖水，首先想到绿色，进一步想到碧绿色。我们大脑对色彩的直觉感知，首先是色相，即红色橙黄色绿色青色蓝色紫中的一个，然后是它的深浅度。

13、HSB色彩就是籍由这种模式而来的，它把颜色分为色相（H）、饱和度（S）、明度（B）三个因素。注意它将我们人脑的“深浅”概念扩展为饱和度(S)和明度(B)。所谓饱和度相当于家庭电视机的色彩浓度，饱和度高色彩较艳丽。饱和度低色彩就接近灰色。明度也称为亮度，等同于彩色电视机的亮度，亮度高色彩明亮，亮度低色彩暗淡，亮度最高得到纯白，最低得到纯黑。,06.HSB色彩模式,07. PhotoShop中色彩的选择,Photoshop中提供了三种选择任意色彩的方式：第一是使用颜色调板F6，拉动滑块确定颜色。Photoshop中颜色分为前景色和背景色，如下图。位于左上的色块代表前景色，位于其右下方的色块代表背景

14、色。通过点击可以在两者间切换选取颜色。 注意有时候会出现一个标志，这是在警告该颜色不在CMYK色域，单击右边的色块就会切换到离目前颜色最接近的CMYK可打印色。,07. PhotoShop中色彩的选择,第二是使用滑块下方的色谱图，用鼠标直接在色谱图中点击即可选中颜色。也可以按住鼠标在色谱中拖动，松手确定颜色。选中颜色的同时，上方的滑块会跟着变换读数。色谱最右方是一个纯白和纯黑。色谱分为RGB、CMYK、灰度，顺序如下3图。可以明显感觉到RGB色谱比CMYK明亮。可以按Shift键切换。,07. PhotoShop中色彩的选择,第三种方法是使用Photoshop的拾色器，方法是点击工具栏上的前景

15、色或背景色色块(点击颜色调板上的也可)，就会出现拾色器。其中标志的作用和小色块的用法与前面颜色调板中相同。在!标志下方还有一个小立方体标志，以及拾色器最底部的“只有Web颜色”和#后面的一组数字和字母，这将在以后介绍。,08. PhotoShop中的图像通道,在Photoshop中有一个很重要概念叫图像通道，在RGB色彩模式下就是指那单独的红色、绿色、蓝色部分。也就是说，一幅完整的图像，是由红色绿色蓝色三个通道组成的。,08. PhotoShop中的图像通道,通道中的纯白，代表了该色光在此处为最高亮度，亮度级别是255。 通道中的纯黑，代表了该色光在此处完全不发光，亮度级别是0。 也可以这样记

16、忆：在通道中，白(或较白)代表“光明的”、“看得见的”、“有东西”。黑(或较黑)代表“黑暗的”、“看不见的”、“没东西”。,09. 图像的尺寸,我们知道了示器上的图像是由许多点构成的，这些点称为像素，意思就是“构成图像的元素”。像素是一种虚拟的单位，现实生活中是没有像素这个单位的。在现实中我们看到一个人，你能说他有多少像素高吗？不能，通常我们会说他有1.82米高，或者182厘米等。所用的都是传统长度单位。这幅图片的尺寸是500300像素，它在打印出来以后，在打印纸上的大小是多少厘米？或者是毫米或者是分米，总之那“传统长度”是多少呢？ 使用菜单【图像 图像大小】，可看到如下右图的信息。,09.

17、图像的尺寸,我们来举一个例子：有一段200米长的街道，现在要在上面等距离地种树，如果每隔40米种一棵，总共可以种6棵，如下左图。如果每隔50米种一棵，那么总共只能够种5棵了，如下 图。,10. 位图（点阵图）,点阵图顾名思义就是由点构成的，如同用马赛克去拼贴图案一样，每个马赛克就是一个点，若干个点以矩阵排列成图案。 数码相机拍摄的照片、扫描仪扫描的稿件以及绝大多数的图片都属于点阵图阵图。,10. 位图（点阵图）,点阵图在使用中应该尽量避免放大。,10. 位图（点阵图）,点阵图缩小的原理。 点阵图放大的原理。,11. 矢量图,假设我们写了一首新的乐曲，要把它交给唱片公司，可以通过两种方式： 1、

18、把这首乐曲弹奏出来并录制在磁带上。 2、把这首乐曲的乐谱写下来。 这两种方式的最大区别在于记录的形式。 前者是记述性的。包含乐曲的音频信息。其中的所有信息都是固定的，如演奏速度、乐器音色等。如果你想把笛子换成排箫，那就要重新录制一遍。 后者是描述性的，不包含音频信息，只包含对乐曲音律的描述。如果要改变演奏速度或乐器音色，只要在乐谱中修改一下就好。 点阵图像就属于记述性，以点为记录的对象。而矢量图像属于描述性，以线段和计算公式作为记录的对象。,11. 矢量图,比如下图中的直线，如果以点阵方式来记录，就是从左上角第一个点开始，到右下角最后一个点结束，记录所有像素的颜色。 记录这幅图像(20050像素)就需要1万个信息。即使这条直线本身并没有那么多像素，但点阵方式也是完整的把整幅图的像素记录下来。 因此不管是一条直线还是两条三条，对于点阵图像来说都是一样的。都是去逐个记录图像中的所有像素。 如果用矢量来记录这条直线，只需要三个信息：直线起点坐标、直线终点坐标、直线的颜色。 在还原的时候就利用这三个信息去生成图像，就如同乐队把乐谱演奏出来一样。 由于矢量的这种特点，使得它非常便于修改。 比如要把下图的直线旋转一下，点阵方式就需要重新记录所有改动过的像素信息。而矢量图只需要改动起点和终点的坐标就好了。 当放大图像的时候，点阵图像会产生模糊