图像处理基础知识

注：这学期开了一门Photoshop的课程，第一节课讲了图像处理的相关知识，特将内容整理如下，方便日后学习和查阅。

软件环境：PhotoshopCS6

一、位图与矢量图

1、位图

位图也称点阵图，它是由许多点组成的，这些点称为像素。当许多不同颜色的点组合在一起后，便构成了一副完整的图像。 位图可以记录每一个点的数据信息，从而精确地制作色彩和色调变化丰富的图像。但是，由于位图图像与分辨率有关，它所包含的图像像素数目是一定的，若将图像放大到一定程度后，图像就会失真，边缘出现锯齿。

2、矢量图

矢量图也称向量式图形，它使用数学的矢量方式来记录图像内容，以线条和色块为主。矢量图像最大的优点是无论放大、缩小或旋转都不会失真，最大的缺点是难以表现色彩层次丰富且逼真的图像效果。 另外，矢量图占用的存储空间要比位图小很多，但它不能创建过于复杂的图形，也无法像位图那样表现丰富的颜色变化和细腻的色彩过渡。

 

二、图像的色彩模式

图像的色彩模式决定了显示和打印图像颜色的方式，常用的色彩模式有RGB模式、CMYK模式、灰度模式、位图模式、索引模式等。

1、RGB模式

RGB颜色被称为“真彩色”，是Photoshop中默认使用的颜色，也是最常用的一种颜色模式。RGB模式的图像由3个颜色通道组成，分别为红色通道（Red）、绿色通道（Green）和蓝色通道（Blue）。每个通道均使用8位颜色信息，每种颜色的取值范围是0~255，这三个通道组合可以产生1670万余种不同的颜色。
在RGB模式中，用户可以使用Photoshop中所有的命令和滤镜，而且RGB模式的图像文件比CMYK模式的图像文件要小的多。不管是扫描输入的图像，还是绘制图像，一般都采用RGB模式存储。

2、CMYK模式

CMYK模式是一种印刷模式，由分色印刷的四种颜色组成。CMYK四个字母分别代表“青色（Cyan）”、“洋红色（Magenta）”、“黄色（Yellow）”和“黑色（Black）”，每种颜色的取值范围是0%~100%。CMYK模式本质上与RGB模式没有什么区别，只是产生色彩的原理不同。
在CMYK模式中，C、M、Y这三种颜色混合可以产生黑色。但是，由于印刷时含有杂质，因此不能产生真正的黑色与灰色，只有与K（黑色）油墨混合才能产生真正的黑色与灰色。在Photoshop中处理图像时，一般不采用CMYK模式，因为这种模式的图像文件不仅占用的存储空间较大，而且不支持很多滤镜。

所以，一般在需要印刷时才将图像转换成CMYK模式。

3、灰度模式

“灰度”模式可以表现出丰富的色调，但是也只能表现黑白图像。“灰度”模式图像中的像素是由8位的分辨率来记录的，能够表现出256种色调，从而使黑白图像表现的更完美。灰度模式的图像只有明暗值，没有色相和饱和度这两种颜色信息。其中，0%为黑色，100%为白色，K值是用来衡量黑色油墨用量的。使用黑白和灰度扫描仪产生的图像常以灰度模式显示。

4、位图模式

“位图”模式的图像又叫黑白图像，它用黑、白两种颜色值来表示图像中的像素。其中的每个像素都是用1 bit的位分辨率来记录色彩信息的，占用的存储空间较小，因此它要求的磁盘空间最少。位图模式只能制作出黑、白颜色对比强烈的图像。如果需要将一副彩色图像转换成黑白颜色的图像，必须先将其转换成“灰度”模式的图像，然后再转换成黑白模式的图像，即“位图”模式的图像。

5、索引模式

“索引”模式是网上和动画中常用的图像模式，当彩色图像转换为索引颜色的图像后会包含256种颜色。“索引”模式包含一个颜色表，如果原图像中的颜色不能用256色表现，则Photoshop会从可使用的颜色中选出最相近的颜色来模拟这些颜色，这样可以减少图像文件的尺寸。颜色表用来存放图像中的颜色并为这些颜色建立颜色索引，它可以在转换的过程中定义或在生成索引图像后修改。

 

三、常用的图像格式

1、PSD格式

PSD格式是Photoshop工具的默认格式，也是唯一支持所有图像模式的文件格式。它可以保存图像中的图层、通道、辅助线和路径等信息。

2、BMP格式

BMP格式是DOS和Windows平台上常用的一种图像格式。BMP格式支持1~24位颜色深度，可用的颜色模式有RGB、索引颜色、灰度和位图等，但不能保存Alpha通道。BMP格式的特点是包含的图像信息比较丰富，几乎不对图像进行压缩，但其占用磁盘空间较大。

3、JPEG格式

JPEG格式是一种有损压缩的网页格式，不支持Alpha通道，也不支持透明。最大的特点是文件比较小，可以进行高倍率的压缩，因而在注重文件大小的领域应用广泛。例如，网页制作过程中的图像比如横幅广告（banner）、商品图片、较大的插图等都可以保存为JPG格式。

4、GIF格式

GIF格式是一种通用的图像格式。它不仅是一种有损压缩格式，而且支持透明和动画。另外，GIF格式保存的文件不会占用太多的磁盘空间，非常适合网络传输，是网页中常用的图像格式。

5、PNG格式

PNG格式是一种无损压缩的网页格式。它结合GIF和JPEG格式的优点，不仅无损压缩，体积更小，而且支持透明和Alpha通道。由于PNG格式不完全适用于所有浏览器，所以在网页中比GIF和JPEG格式使用的少。但随着网络的发展和因特网传输速度的改善，PNG格式将是未来网页中使用的一种标准图像格式。

6、AI格式

AI格式是Adobe Illustrator软件所特有的矢量图形存储格式。在Photoshop中可以将图像保存为AI格式，并且能够在Illustrator和CorelDraw等矢量图形软件中直接打开并进行修改和编辑。

7、TIFF格式

TIFF格式用于在不同的应用程序和不同的计算机平台之间交换文件。它是一种通用的位图文件格式，几乎所有的绘画、图像编辑和页面版式应用程序均支持该文件格式。
TIFF格式能够保存通道、图层和路径信息，由此看来它与PSD格式并没有太大区别。但实际上，如果在其他程序中打开TIFF格式所保存的图像，其所有图层将被合并，只有用Photoshop打开保存了图层的TIFF文件，才可以对其中的图层进行编辑修改。

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