影像 石岳峻 博士

數位影像 數位影像 影像處理技術 將圖片或照片等資料，利用電腦與周邊設備(如掃描器、數位相機)將其轉換成數位化資料影像 主要是用來編輯、修改與處理靜態圖像，以產生不同的影像效果。

點 陣 圖 像素(Pixel, Picture Element) 影像是由螢幕上的像素所組成 。 像素的數目越多， 圖像的畫質就更佳。 就是螢幕畫面上最基本的構成粒子，每一個像素都記錄著一種顏色。 影像是由螢幕上的像素所組成 。 像素的數目越多， 圖像的畫質就更佳。 Pixel Y X

解析度(resolution) 決定點陣圖影像品質與密度的重要因素 像素密度愈高，影像則愈細緻，解析度也越高。 解析度：300 解析度：150 解析度：72

解析度單位 DPI (Dot Per Inch) PPI (Pixel Per Inch) 適用於平面輸出單位 例如：印表機解析度 螢幕上的像素單位 例如：顯示器解析度。

點陣圖 優點─可呈現真實風貌。 缺點─放大或是縮小處理後，容易失真。 點陣圖放大後會產生失真現象

向 量 圖 數學運算產生的幾何曲線所構成的繪圖方式，具有放大縮小均不會失真或產生鉅齒狀，檔案大小也通常不大。 無法表示精緻度較高的圖案，適合表示一般的卡通或漫畫圖。 向量圖放大時不會產生失真現象

RGB色彩模式 色光三原色，則為紅、綠、三種。 每個像素是由24 位元(3個位元組)表示，每一種色光都有256種光線強度(也就是28種顏色)。三種色光正好可以調配出224=16,777,216種顏色，也稱為24位元全彩。

CMYK色彩模式 稱為印刷四原色，屬於印刷專用，適合印表機與印刷相關用途。

CMYK v.s. RGB CMYK模式所能呈現的顏色數量會比RGB模式少。

HSB模式 是指人眼對色彩的觀察來定義。 用H(色相,Hue)、S(飽和度,Saturation)及B(亮度,Brightness)來代表顏色，在螢幕上顯示色彩時，會有較逼真的效果。

色彩深度 影像是以位元來儲存，當位元數目越高，就代表影像所能夠具有的色彩數目越多，相對地，影像的漸層效果就越柔順。 色彩深度 (位元) 1 2 4 8 16 24 色彩數目 2色 4色 16色 256色 65536色 （高彩） 16777216色 （全彩）

黑白模式 像素用1個位元來表示，只有黑色與白色。 可以製作黑白的線稿 (Line Art) ，或是只有二階(2位元)的高反差影像。 圖檔容量小， 影像比較單純。

灰階模式 像素用8個位元來表示，亮度值範圍為0~255，0表示黑色、255表示白色，共有256(28)個不同層次深淺的灰色變化，也稱為256灰階。

16色模式 像素用4位元來表示，共可表示16種顏色，為最簡單的色彩模式，如果把某些圖片以此方式儲存，會有某些顏色無法顯示。

256色模式 像素用8位元來表示，共可表示256種顏色，已經可以把一般的影像效果表達的相當逼真，也是目前常用的彩色模式。

高彩模式 像素用16位元來表示，其中紅色佔5位元，藍色佔5位元，綠色佔6位元，共可表示65536種顏色。 資料量過多，礙於儲存空間的限制。

全彩模式 像素用24位元來表示，其中紅色佔8位元，藍色佔8位元，綠色佔8位元，共可表示16,777,216種顏色 表現上非常的豐富、完整，但使用全彩模式及256色模式，光是檔案資料量的大小就差了三倍之多。

RGBA格式 像素用32 位元來表示，其中紅色佔8位元，藍色佔8位元，綠色佔8位元，另一個位元稱為Alpha，它代表不透明度(Opacity)，越高越不透明。 影像就可以做半透明重疊影像的效果，稱這為Alpha Blending。

螢幕解析度 螢幕解析度是由顯示卡（Display Card）所決定的，並不是由螢幕所決定。

BMP檔案格式 BMP 是 Bit Mapped 的縮寫 是 Microsoft 為 Windows 發展的影像檔格式 Windows 中畫面的捲動、視窗開啟及恢復，均需高速運作，不能有太多的計算過程，因此真實的將螢幕內容一點一點地儲存在檔案內，避免解壓縮時浪費時間，因此有了 BMP 的誕生。

BMP檔案格式 BMP 格式是與裝置無關的，故又稱 DIB (Device-Independent Bitmap)。 可以是 2 色、16 色、256 色或 16777216 色 每個影像檔都有兩部份 部份一是記錄影像相關資料的檔頭， 部份二是影像資料。

影像壓縮 根據原始影像資料與某些演算法，來產生另外一組資料，方式可區分為 破壞性壓縮 非破壞性壓縮 壓縮比率大，但容易失真 JPG 壓縮比率小，不過還原後不容易失真。 TIF、GIF 、 PNG

TIF(Tagged Image File Format) 所有圖檔的「母檔」，最高品質的檔案 非破壞性壓縮模式， 支援儲存CMYK的色彩模式與256色， 能儲存Alpha色版。 檔案格式較大 ， 不同軟體與平台交換傳輸圖片， 為文件排版軟體的專用格式。

JPG(Joint Photographic Experts Group) 副檔名為.jpg或jpeg 屬於破壞性壓縮 儲存後的影像會造成失真的現象 支援CMYK、RGB 和灰階色彩模式，但不支援Alpha 色版。 壓縮比率可相當高 適合大自然或人物等連續色調的全彩相片

GIF (Graphics Interchange Format) GIF圖檔最多只能儲存256色(8 bits) 。 GIF 僅能顯示RGB 色彩，不能用於CMYK 不支援Alpha 色版 支援透明度、交錯顯示，以及多重影像圖片 (動畫 GIF)。 適合卡通類小型圖片或按鈕圖示。

交錯顯示(Interlacing) 圖形的顯示一般是由上而下一條線一條線地依序顯示，直到圖形資料下載完後，才能看到完整的圖形； 交錯顯示則是以相隔八條線的方式跳著顯示，可以讓瀏覽者在圖形未完全出現前，先對圖案有個概念 製作GIF動畫時，不適合 使用交錯顯示，會有鬼影 殘留的現象。

GIF 動畫(GIF89a)

TIFF、JPEG、GIF 之比較 TIF JPG GIF 檔案量 最大 4種壓縮程度而定 約TIF 檔1/5 支援色彩 CMYK、RGB 色彩品質 最佳 視壓縮比例而定 較差 用途 印刷、典藏保存 用於網路傳輸 失真度 保留圖檔原樣，不失真。 保留RGB 色彩資訊，選擇性丟棄CMYK 資料，減少容量。 轉換RGB，減少容量，減少傳輸速度。

PNG (Portable Network Graphic) 高階無失真壓縮 • 支援Alpha 色板透明度 支援Gamma 修正 (圖像亮度控制) 支援交錯顯示 新的網頁瀏覽器才支援 壓縮小於 JPG

gamma 值 人眼所能分辨的亮差層次是以對數方式分佈，而非以線性方式分佈。 人眼對低亮度變化的感覺比對高亮度變化的感覺來得敏銳 ─>犧牲亮部層次來換取更多的暗部表現 亮度＝ 255  (RGB 值 / 255) Gamma PC 選用 2.2 Gamma 值

RAW 相機的CCD或CMOS將光信號轉換為電信號的原始數據的記錄 是未經處理、也未經壓縮的格式，可以把RAW比作“數位底片” JPEG、TIFF等是數位相機 在RAW格式基礎上，調整 白平衡和飽和度等參數， 產生的圖檔。

RAW 影象儲存壓縮比： JPEG：主要是破壞性( 失真 )的壓縮方式 TIFF：將最原始的訊號資料加以解析換算，最終產生一個三色頻道 （RGB） RAW：擷取在影像處理之前的源頭訊號

傳統相機 v.s. 數位相機

感光裝置 像傳統相機的底片一樣，是感應光線的裝置，負責把影像變成電訊號。有兩大類: 電子耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD) 當光線與影像從鏡頭透過、投射到CCD表面時，CCD就會產生電流，將感應到的內容轉換成數位資料儲存起來。 優點是影像質素非常好， 缺點是生產成本較昂貴，耗電量也較大。

感光裝置 互補金屬氧化半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS) 優點是可令生產成本大大降低，只需CCD感光晶片的三分之一。 缺點是噪音較多，影像質素不及CCD感光晶片 常被用於低階數位相機或Webcam 。

CCD v.s. CMOS

傳統相機 v.s. 數位相機

數位相機─正面 觀景窗 模式轉盤 /電源 喇叭 閃光燈 鏡頭/鏡頭蓋 快門 按鈕 握持處 腕帶連接處 感光器 自拍/錄影 指示燈 麥克風

數位相機─背面 就緒顯示燈 液晶螢幕 資訊\求助 刪除鈕 廣角變焦鈕 遠攝變焦鈕 五向操作鈕 記憶卡 USB/AV 輸出 直流電輸入 底座介面 三腳架連接孔 查看鈕 功能表鈕 電池座 分享指示燈

數位相機內部構造 快門鈕 觀景器 閃光燈 感光晶片 快門 鏡頭組 成像 拍攝物 電池組 鏡頭組 快門 感光晶片 記憶卡

畫素 4”x 6”的相片以一般相片的解析度約300 dpi 目前已到千萬像素以上 (相片長度*解析度) x (相片寬度*解析度)     = 2160000 (約2百萬像素) 目前已到千萬像素以上

重要操作

螢幕資訊

照片拍的好要訣一 光線要充足 不可過多(曝光過量),照片過亮 不可過少(曝光不足),照片太暗

影響曝光的因素─ISO 傳統相機時指的是底片的感光度。而數位相機的感光度則是在感光元件CCD上的能力。 最高已有 ISO 80 ISO 100 ISO 200 ISO 400

影響曝光的因素─光圈 鏡頭內用來控制光線透過鏡頭，進入機身內感光面的光量的裝置。 光圈f值 = 鏡頭的焦距 / 鏡頭口徑的直徑

光圈與景深 當光圈愈大 (光圈值愈小) ，則景深愈小。當光圈愈小 (光圈值愈大) ，則景深愈大 清晰度下降 可接受的清晰範圍 清晰度下降

光圈與景深

光圈與景深 50mm F/1.8 50mm F/4 50mm F/5.6 50mm F/8

影響曝光的因素─快門 鏡頭前阻擋光線進來的裝置，可決定曝光時間長短 快門速度快 快門速度慢 快門速度快 快門速度慢

光圈與快門 光圈就是水管的粗細 快門就是進水的時間 水管越粗水越多 光圈越大光線越多 光圈表示法 ：F2.0 > F2.8 (因為是倒數關係) 快門就是進水的時間 放水時間越久水越多 快門越長光線越多 快門表示法：1/500秒~8秒 消費型大部份最多到8秒

拍攝模式

照片拍的好要訣二 影像要清晰 影像清晰 (對焦) 影像模糊(失焦)

變焦(zoom in/out) 改變鏡頭的焦距，可望遠拍攝時放大遠方物體。 一般基本焦距為35mm

光學變焦(optical zoom) 靠光學鏡頭結構來實現變焦，方式與傳統相機差不多，就是通過相機鏡片移動來放大與縮小需要拍攝的景物，光學變焦倍數越大，能拍攝的景物就越遠。

數位變焦(digital zoom) 將CCD影像感應器上的像素用程式計算將畫面放大到整個畫面。 數位變焦將拍攝的景物放大了，但清晰度會下降，所以數位變焦並沒有太大的實際意義。

智能變焦(smart zoom) SONY獨有，可放大變焦拍攝，不會將微粒放大，能保持畫質與原本影像相同。 3x optical zoom 1.8x smart zoom 4.7x smart zoom

防手震(Anti-Shake)系統 減少因照相時相機晃動所產生畫質不清的問題。

光學防手震 將防手震機構放置在鏡頭內，經由鏡頭內的角速度感知器，感應到鏡頭晃動程度，計算後將應補正量由鏡頭內的機械結構移動鏡片，往反方向回饋修正，以達成防手震的效果。

CCD防手震 又稱機身防手震，以仰賴CCD的補償移動，當角度速感知器察覺機身發生震動時(這個機構是裝置在機身內部，並與CCD影像感測器結合)，會啟動控制機構 ，將CCD往相對的方向 補償移動，以獲得穩定 的影像。

數位防手震 通過軟體計算的方法，利用成像掃描過程與機械快門開啟的過程相互配合校正震動的影響，獲取穩定的畫面。 主要應用在體積更小的產品，例如輕薄型的數位相機、照相手機、迷你DV等等。 。

白平衡 不同的環境下有不同的色溫，就像是你開燈泡時，連白紙看來也變黃的。 日光燈模式 自動模式 太陽光模式

臉部自動對焦系統

紅眼 用閃光燈拍攝人像時，由於被攝者眼底血管的反光，使拍出照片上人的眼睛中有一個紅點的現象。 在比較暗的環境中，人眼的瞳孔會放大，此時，強烈的閃光燈光線如果通過人的眼底反射入鏡頭，眼底有豐富的毛細血管，這些血管是紅色的，所以就形成了紅色的光斑。 防紅眼是閃光燈的一種功能，是在正式閃光之前預閃一次，使人眼的瞳孔縮小，從而減輕紅眼現象。

DSLR(Digital Single Lens Reflex) 簡單的來說就是數位單鏡反光鏡式相機。 透過反光鏡將影像反射到觀景窗，所照出來的影像會跟看到的一模一樣。

DSLR 鏡頭 DSLR 可接多種不同的鏡頭

記憶卡 由快閃記憶體組成的 電腦記憶體在硬體關閉電源後，暫存資料會消失 快閃記憶體不需要電力來維持已儲存的資料。電源關閉後，原本寫入的資料仍可保存於記憶體中 小體積大容量的特性，目前 被廣泛運用製作行動碟、記 憶卡、讀卡機等儲存產品。

CF- Compact Flash 最早問世的記憶卡(大約1994年) 目前主流記憶卡中，體積最大的 記憶容量發展最快速的。 整體價格較高，但單位容量價格較為便宜 卡中一般內建控制器，可提供較快的速度 規格 介面：Compact Flash TYPE I & II 尺寸：長 42.8mm × 寬 36mm × 厚 3mm 重量：約 6 公克 記憶體：最大到64GB

MD- MicroDrive 微型硬碟，是很精密的硬碟技術，相容於 Compact Flash TYPE II的規格。 介面規格：Compact Flash TYPE II 用途：高階數位相機與PDA。

MMC- MultiMediaCard MMC RS-MMC 1999年8月由松下電器、SanDisk、東芝共同開發，大約等於一張郵票大小，比CF要更小。 RS-MMC MMC卡(Multi Media Card)卡的縮小版本，它只有MMC卡的一半大小，厚度略比SD卡薄。尺寸為24 mm × 16 mm × 1.5 mm。 通常用於手持性設備，比如手機。 雙電壓小尺寸多媒體卡（DV-RS-MMC）

MMC Plus/Mobile/Micro MMC協會依不同的產品應用延續原有的MMC規格在2004年制訂4.0版的規格 MMC規格在MMC 4.0稱為MMCplus (HS MMC)； RS-MMC規格在MMC 4.0稱為MMCmobile。 MMC micro 體積尺寸僅有RS-MMC card的三分之一小，讀寫效能（26MB/sec）

SD- Secure Digital SD是以MMC為基礎開發，長相跟MMC如出一轍，支援SD的裝置，大多相容於MMC，所以常見記憶卡插槽標示「SD/MMC」。 SD存取速度快比MMC快，且支援數位音樂加密 尺寸 長 32mm × 寬 24mm × 厚 2.1mm 記憶體 最大4GB 用途 內建SD插槽的DC 、PDA、MP3隨身聽等

SDHC SDHC 是 2006年初 SDA 協會所定義的新規格 (SD 2.0)，讓 SD 容量能突破 4GB ，最高可達 32GB。 舊型的SD讀卡裝置(讀卡機、數位相機、PDA、大姆哥) 可能都無法存取 SDHC 記憶卡。

MiniSD & MicroSD MiniSD卡特別設計於行動電話上 MicroSD (TransFlash, T-Flash) 體積為 20mm x 21.5mm x1.4mm 。 MicroSD (TransFlash, T-Flash) 體積為 15mm x 11mm x1mm ，是現時(2007)最小的記憶卡。

SD 家族

MS- Memory Stick SONY自行開發，只用在Sony的數位產品。 Memory Stick Memory Stick DUO DUO是短卡，只有一般MS記憶卡的2/3大小。 Memory Stick Pro 高容量MS記憶卡，MagicGate技術保護，傳輸速度也升級。 Memory Stick Pro DUO (需轉接頭) 新超高容量MS DUO記憶卡 彼此並不完全相容，插槽也有分別

M2-Memory Stick Micro 大小只有 Memory Stick PRO Duo 的四分之一，厚度只有 1.2 公厘。

M2-Memory Stick Micro 可以支援手機使用的 1.8 伏特電壓，以及其他與 Memory Stick PRO 相容產品所使用的 3.3 伏特電壓，大幅提升使用的便利性。

Memory Stick Pro-HG (Duo) 將Memory Stick Pro的4位元平行介面（4 bit Parallel Interface）擴充為8位元平行介面 由40MHz提升為60MHz，理論傳輸速率為Memory Stick Pro的3倍，達480Mbps。

XD(Extreme Digital-Picture Card) 2002年7月由Fujifilm、Olympus發表，一種專門用於數位相機的記憶卡。 xD卡用在Fujifilm、Olympus、Kodak的數位相機 M型xD卡容量可以擴展到8GB，但目前僅有1GB H型xD卡的主要訴求為高速存取速率。目前容量有256MB、512MB、1GB、2GB。

OTG（ON-The-Go） 就是可以不透過PC，而與具有USB的數位相機、MP3、PSP等機器直接連接並進行資料的交換。 這種外接式隨身硬碟內含電池，即使所連接的機器處於電量不足的狀態也可以使用