影像處理基本概念

像素:

  數位影像實際上是由一顆一顆的細小顆粒排列組合而成。這樣的小顆粒稱為像素(英文為Pixel),它是構成影像的最小基本元素,每張數位影像即是由很多各個不同顏色的像素所組合而成,「像素」的數量愈多愈能表現影像極細微的部份,品質增加其所佔用的空間相對的也增加哦!

小常識:300萬像素(又稱畫素)的數位相機所拍攝的最大尺寸為寬度2048個像素X高度1536個像素 = 314,5728個像素,因此簡稱300萬畫素。

 

解析度

  像素的顆粒大小和它們彼此之間排列的緊密程度是影像品質的重要因素,這種因素稱為解析度,通常以每英吋內的點數來做為測量的單位,例如dpi (dot per inch,每英吋的點數),解析度愈高的影像品質就愈好。

解析度在螢幕上以PPI (Pixel Per Inch)為單位,印刷上以DPI (Dot Per Inch)為單位。

數位影像的種類:

點陣圖:以像素點為基礎組成單位,能真實呈現影像原貌及色彩上的差異,但放大後會產生鋸齒狀效果。

向量圖:以數學運算公式所計算繪製而成的圖形,將圖形放大後所有線條會重新計算繪製,因此不會有鋸齒狀效果。

 

光的三原色 RGB:1 色碼表

人眼所見的各種色彩是因為光線有不同波長所造成的,經過實驗發現,人類肉眼對其中三種波長的感受特別強烈,只要適當調整這三種光線的強度,就可以讓人類感受到『幾乎』所有的顏色。

這三個顏色稱為光的三原色(RGB),就是紅(red),綠(green),藍(blue)。所有的彩色電視機、螢幕都具備產生這三種基本光線的發光裝置。因為這三種光線的混合幾乎可以表示出所有的顏色,因此電腦裡頭就用RGB三個數值的大小來標示顏色,每個顏色用8bit來記錄,可以有0~255,共256種亮度的變化,三種乘起來就有一千六百多萬種變化,這也是我們常聽到的24 bit全彩。

因會光線是越加越亮,因此兩兩混合可以得到更亮的中間色:黃(yellow)、青(cyan)、洋紅(magenta);三種等量相加可得到白色。電腦繪圖的功力想要更上一層樓的話,各種顏色的混合關係一定要能瞭解,這樣才能把影像按自己的意思加以調整,而不是憑空任意嘗試。

至於補色是指完全不含另一種顏色,例如黃色一定是由紅綠兩色合成,完全不含藍色,因此黃色稱為藍色的補色,從色相圖中可以看到兩個補色隔著白色相對。將兩個補色相加會得到白色。

  

印刷三原色 CMY, CMYK:2  

至於顏料的特性剛好和光線相反,顏料是吸收光線,而不是增強光線,因此顏料的三原色必須是可以個別吸收紅、綠、藍的顏色,那就是紅綠藍的補色:青、洋紅與黃色(CMY),以濃度0~100%來表示。

把黃色與青色顏料混合起來,因為黃色顏料會吸收藍色光,青色顏料會吸收紅色光,因此最後只剩下綠色光可以反射出來,這就是黃色加青色顏料會變成綠色的道理。

理論上將印刷三原色混合之後,應該可以將紅綠藍光通通吸收而得到黑色,只是現實生活中並找不到這種光線吸收、反射特性都十分完美的顏料,將三種顏色混合後還是會有些許光線反射出來,而呈現暗灰色或深褐色。事實上除了黑色外,用顏料三原色也無法混和出許多暗色系的顏色,為了彌補這個缺點,因此實際印刷的時候會額外加入黑色的顏料,以解決無法產生黑色的問題。因此就有所謂CMYK的色彩模式,K表示黑色。

黑色的加入雖然增加可印刷的顏色範圍,卻也使顏色的調整更為複雜,例如用50%的CMY可以混合成灰色,但我也可以直接用50%的黑色來產生,變成同一種顏色有不同的混和方法,在加上顏料的透明度、乾燥速度、紙張吸墨程度及作業流程種種條件的不同,使得顏色的控制成為印刷的一大問題,如果你的作品需要送印刷廠的話,一定要對CMYK有相當程度的瞭解才行。

 

 

 

 

影像的色彩類型

1.黑白:只有黑與白兩種顏色,每一個影像的像素資料大小是一個位元 (1 bit) 。

2.灰階:還是黑白的,但由最黑到最白之間可有256種明亮度,每一個像素佔有的資料大小是一個位元組 (8個位元,1 byte) 。

4.256色:最多可以有256種顏色,至於是那256種顏色,也可以由使用者透過更改其色盤來決定。在256色的影像中,每一個像素佔有一個位元組 (8個位元,1 byte) 。

5.高彩:最多可以有65536種顏色,每一個像素佔用2個位元組 (16位元,2 bytes) 。

6.全彩:最多可以有1677萬種顏色,每一個像素佔用3個位元組 (24位元,3 bytes) 。

 

常見的影像檔案格式

1.JPG檔:支援全彩影像,是目前最為普遍的檔案格式,數位相機大多使用 JPG 格式儲存相片檔案,因為它可以將影像檔案壓縮的很小。

2.GIF檔:只有256色,它可以讓圖形的某些顏色變成透明顯示出背景,另外更提供了簡易動畫的功能,。

3.BMP檔:支援全彩影像,是 Microsoft Windows 作業系統上的標準影像檔案格式,但缺點是體積太大。

4.UFO檔:支援全彩影像,是PhotoImpact專用的檔案格式,它可以將多個物件的圖形儲存起來供下次修改,但是檔案體積比較大。

數位相機完全解析--RAW格式

 

 

全名

副檔名

開啟程式

色彩表現

壓縮特性

適用性

說明

BitMaP

.bmp

多數看圖軟體

全彩

非破壞性

Windows

‧Windows標準影像格式 
‧應付其高速度作業需求,通常不壓縮,避免解壓時浪費時間
‧圖形檔可以是2色、16色、256色或16777216色
‧不能儲存印刷用的色彩模式
‧檔案格式較大,不適合網路

Encapsulated PostScript

.eps

photoshop
illustrator
CorelDraw

全彩

非破壞性

印刷

‧標準的Postscript程式檔,印刷標準輸出格式
‧跨平台使用(Illustrator、CorelDraw、Photoshop)
‧文件可包含字型、影像、向量物件及完整的排版資料 
‧可去背景
‧向量及點陣圖皆可包容
‧無法在網路上使用
‧漸漸會被PDF檔取代

Graphics Interchange Format

.gif

多數看圖軟體

256色內

非破壞性

網路

‧8 位元儲存,最多只有256色
‧支援動畫圖像
‧可設透明背景(只能設透明或不透明)
‧描邊效果不佳
‧適合簡單圖形如Logo、卡通人物,不適合相片等全彩影像

Joint Photographic Experts Group

.jpeg
.jpg

多數看圖軟體

全彩

破壞性

網路

‧24位元儲存
‧檔案體積最小,可設定壓縮比值 (壓縮比10肉眼無法分辨與原稿的差別)
‧圖案無強烈對比或明顯邊緣時效果佳 (如黑白分明的文字或線條)
‧網頁設計使用最頻繁的檔案格式
‧壓縮比:灰階模式下約為10:1;全彩模式下約為20:1

Portable Network Graphics

.png

多數看圖軟體

全彩

非破壞性

網路

‧48位元儲存,取代GIF的新格式
‧支援256階透明效果
‧可記錄影像的Gamma值,讓影像在不同作業系統(Windows, Mac, linux)上顯示相同的效果
‧特別適合在網路環境流通
‧不具動畫效果、檔案體積較jpg大
‧目前尚非所有瀏覽器及繪圖軟體都支援

Photoshop Data Format

.psd

photoshop

全彩

非破壞性

保存

‧48位元儲存
‧Photoshop專用的影像格式
‧可記錄合成影像時的文字、圖層和遮罩功能,以利日後修改
‧檔案偏大

Tagged Image File Format

.tiff
.tif

多數看圖軟體

全彩

非破壞性

印刷
保存

‧24位元儲存
‧影像品質高,不失真,彩色控制能力及分色列印精確
‧可在不同平台及軟體互通使用 (Illustrator、CorelDraw、Photoshop)
‧適合作為原始圖片的保存及印刷用
‧壓縮比:黑白(Bitonal)模式大約是10:1,灰階(Grayscale) 模式大約是3~5:1,全彩(color)模式大約是2:1

Portable Document File

.pdf

Acrobat

 

 

印刷
網路

‧將PostScript code精化成頁面的資料庫
‧文件可包含字型、影像、向量物件及完整的排版分頁資料
‧同一檔案可轉換成不同的輸出格式,如數位打樣、印刷、 大圖輸出、網路瀏覽及電子書
‧跨平台時問題較少(各種電腦都能用)
‧支援多國語言,免費,可自由傳播的文件格式
‧檔案較小,可自動壓縮至最佳化大小
‧系統處理速度快,網路下載文件經常使用的格式

產生 PDF 的方法:
(1) 使用 PDF Writer 的簡單工具(不支援色彩管理)
(2) 各種應用軟體如PhotoShop、PagerMaker、 FreeHand及Office等直接產生(有限度支援色彩管理)
(3) 將文件輸出成 PostScript ,再用 Acrobat Distiller 產生
(4) 使用一些專門軟體如 PDF Creator產生
(6) 使用高階輸出的RIP產生

 

 

 

 

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