增加PDF文件对比度的粗浅原理，及方法

 

上边这张照片不是异形，而是著名的鹦鹉螺。下边这张照片，是送给研究生同学的毕业纪念，向龙同学帮我激光雕刻的。

最近的照片在[http://www.douban.com/photos/album/134230762/].

电子书扫描版跟照片差不多，一个可能的问题是看起来乌突突的，黑的不够黑，白的不够白，像是蒙了一层雾。用picasa的luck功能或者snapseed的automatic功能，都能把图片上的雾去掉。但是同样的功能用在PDF上的软件我没有找到。

但是如果弄懂了原理--让我想起 倚天屠龙记 里的杨左史，长戟大刀蛾眉刺各种武器的招法都是可以溶入拳法之中的。

就黑白 (严格地说，灰度)图片而言，"去雾"的基本原理是增加对比度。人眼看到的全黑、全白，以及其间所有的过渡色调，在计算机图片中都是用数字来表示的。人眼是非常精密和拥有极大检测范围的光学仪器，从明亮到直视的太阳，到电影院里黑暗的座号，都能看到。而计算机图片只能展示人眼可承受的范围中非常小的一部分。这部分中最重要的信息(对于黑白图片而言是全部)是亮度。计算机图片用数字的大小来表示亮度，越亮的，也就是越白的，用较大的数字，越暗的，也就是越黑的，用较小的数字表示。

这样，比如说，图片上的每个像素，从最暗到最亮，就对应着从0到255之间的数字。各种图像处理软件中的gamma校正就是用来指定这种对应关系的。这种对应可能是线性的，也可能是非线性的，在非线性的情况下，可能数字变化了很多，而亮度变化非常小--类似于你调洗澡时的冷热水，扭了半天，还是挺凉，突然就热得能烫突鲁皮。你可能觉得，这不是有毛病吗？是的，这种非线性有时会带来麻烦，但是，同时它还有个优点，那就是 识别度 好。

我们规定一个数值，低于它就是全黑，不管数值如何变化；再规定一个数值，高于它就是全白，不管数值如何变化。这两个数值就是黑到灰和灰到白的阀值。之所以低于某数就视为全黑，是因为我们可能不希望呈现这部分暗调的细节，之所以高于某数就视为全白，是因为我们可能希望把这些都表现为高光。

捕捉到的现实是一回事，如何呈现，是完全不同的另一回事。二猫昨天问到，为什么书里净写些吓人的事情，既然它们很少发生。我说，如果灰姑娘的故事真的完全写实，那么，整个故事里你大部分时间看到的都不是她遇到王子的舞会和红舞鞋，而是灰姑娘成天给她后妈和后姐们做饭做饭做饭做饭做饭做饭做饭……做饭

同样，一本PDF电子书如果扫描不当，也可能呈现了过多的暗部和高光的细节，而灰色调子的过渡层次不够分明。暗部和高光的范围可以通过调整黑和白的阀值完成，下面会继续介绍；灰色调子的过渡层次，可以通过细调gamma校正完成，本文不讨论，请自学。

所以，提高有雾电子书的对比度，原理就是重新设置黑和白的阀值。以上是原理部分，以下是操作方法。

知乎上有人说，把pdf中的图片都导出来，用photoshop处理调整gamma或者设置黑和白的阀值，然后再导入成PDF。原理正是如此，但是这需要安装高大上的收费工具photoshop和acrobat professional，还可能需要一页一页操作 (？) ，有些杀鸡用牛刀的意思。下面介绍成批处理的方法。

第1步 抽样，使用 ImageMagick 把 PDF 转换为图片。事实上，我们只需要其中的一两张，不过我不知道如何完成。ImageMagick是linux下和windows下都有的工具，支持命令行。

$ convert 1.pdf 1.jpg

这样，得到了一大批jpg图片。

第2步 尝试，使用 GIMP 确定白色和黑色的阀值。用GIMP也行，用photoshop也行，凡是能调灰度图片阀值的，都行。调到你感觉最好，没错，就是“感觉”，这是个主观标准。然后把白色和黑色的阀值记下来。GIMP是linux下的photoshop。

以上两步不做也行，那么，接下来的阀值就可以靠猜、靠经验、靠多次尝试。

第3步 使用 ImageMagick 修改对比度

$ convert -level 38%,99% 1.pdf 2.pdf

这行命令的意思是：低于38%的，视为黑，高于99%的，视为白，把源文件1.pdf转换后存为目标文件2.pdf。

因为调整阀值的同时，也自动调整gamma线，使之更陡峭，所以灰色调子的层次会更鲜明一些。


原理讲了一大堆，还是只是精浅的介绍，而方法中真正起作用的只是一行命令。所以，这个故事告诉我们，知道怎么干很容易，而知道为什么这么干会成功就难得多。当然，唯其如此，才能把长戟大刀蛾眉刺的功夫用在拳法掌法这些徒手格斗之中。或者，唯其如此，才能把阴影透视和色彩模型应用在画妆上。