影像處理與應用 基本觀念.

Presentation on theme: "影像處理與應用 基本觀念."— Presentation transcript:

1 影像處理與應用 基本觀念

2 影像處理就是把數位影像，用影像處理軟體所提供的功能來做顏色、明暗度、焦距等等各種影像畫面的改變。
                                                                                

3 影像(Image) 組成數位影像的最小單位。 一張數位影像一般是以資料矩陣的方式表示 影像陣列的每一個元素，稱為一個像素(Pixel)
此影像陣列的水平及垂直像素點數，稱為此影像的水平及垂直解析度(Resolution)。 每一個像素都可由一到數個位元來表示其顏色

4 黑白(二位元影像)： 一個位元只能表現出黑白兩色
256灰階模式(8位元灰階影像)： 八個位元能表現出256個灰階色(Gray Level)或是256個調色盤(Palette, Color Look-Up Table)的色彩。 16色模式(4位元彩色影像)： 256色模式(8位元彩色影像)： RGB全彩模式： 一張全彩的影像，每個像素都由R(Red)、G(Green)、B(Blue)三原色混合而成，而R、G、B又分別佔8個bits的空間，每一個像素點就佔了24bits，(24bits就是2的24次方，即 個組合，表示 種顏色組合)。

5 螢幕解析度 - 像素 Students are great! 螢幕上的影像其大小是用像素 (pixel) 來測量的 像素 1024像素
768 像素

6 解析度 解析度是指在每單位長度上像素點的數目， 一般是以每英吋含幾個像素來計算。 常見的解析度表示方式有「pixels/inch」「pixels/cm」二種。 一般都是以英吋(inch)為主要的使用單位。 因此，解析度也可以說是每英吋中所擁有像素點的數目(pixels per inch，簡稱ppi)。 PC的螢幕只能呈現72dpi的解析度，所以不論影像解析度高於或等於72dpi的圖片都只會以72dpi顯示，因此再怎麼改影像解析度，在螢幕上看起來都是一樣的。

7 螢幕解析度 – 點距 相鄰像素之間的間隔距離 解析度低 解析度較高 建議要 .28mm (公釐) 或更小

8 儲存影像資料所需的記憶體空間 可依據影像的水平像素解析度（像素點數）乘以垂直像素解析度（像素點數）乘以每個像素所使用的色彩位元數求得 一張解析度為640×480，全彩16百萬色（24-bit)的影像，需900KB的記憶容量（640×480×3 bytes = 921,600 bytes） 影像的品質可由輸入設備來控制解析度及使用的色彩模式，藉助影像編輯軟體來修改或編輯影像像素的內容。

9 點陣圖： 就是用點構成的方形區域。任何圖片要進入電腦，都必須先轉換成一個一個的點，排成一個點陣圖。
缺點：放大會有鋸齒狀、儲存檔案大。 優點：可表達出細緻的影像品質。 向量圖： 向量圖(Vector Graphics)是由「點、線、面」所構成的幾何圖形物件，每種物件都有自己的色彩、形狀、尺寸、座標位置等屬性，且利用數學公式來計算這些屬性、以及物件之間的距離關係。 優點：不論將影像放多大，這些資訊都會重新計算、並按照比例縮放變化。 缺點：無法忠實記錄每個點的色彩。

10 影像壓縮 壓縮影像的方式大概分三種： 破壞型壓縮：這是一種壓縮比很大的壓縮方式，可以很快的將影像檔案變小。這種壓縮方式，會破壞影像的品質，因此在選擇這類型的影像壓縮方式時，一定要小心，免得造成壓縮過度而產生圖片失真的現象。破壞型壓縮影像檔案格式最有名，且運用相當廣泛的就是jpg檔。 非破壞型壓縮：壓縮的比例比破壞型壓縮小很多，但是卻可使影像在不失真的情況下使檔案變小。tga檔就是一種相當實用的非破壞型壓縮影像檔案格式的一種。 色盤壓縮：使構成數位影像的顏色數，由全彩降為256色或更低顏色數，進而降低檔案大小的一種運算方式。gif檔就是一種色盤壓縮的影像檔案格式，與jpg檔一樣被廣泛地運用在頁設計上。

11 常用的圖檔格式 BMP：這是微軟公司所提出的點陣圖格式，原本是專門用在Windows作業系統上，讓各軟體的圖形能彼此相容，像簡報、介面設計以及Windows桌的底圖。BMP檔雖然普遍，但有個壞處是雖然支援RGB全彩，卻無法壓縮全彩影像，存檔後會變得很大(影像佔用多少資料量，存檔後就有多大)，不適用於網路上。而16色、256色和灰階圖片則可以使用RLE技術壓縮，壓縮後圖片不會失真，但儲存和開啟的速度會比較慢。而48-bitRGB全彩及16-bit灰階的圖片，在目前的影像類型無法存成BMP檔。 GIF：GIF是網頁上最常用的影像格式了，原因是它可以製作透明圖(把背景變透明)、交錯圖(在瀏覽器中慢慢顯現)、和動畫(把許多GIF圖片連續重疊成一個檔案)，而且提供「非破壞性壓縮」，可以透過色盤數減少的方式將檔案縮小，圖片也不會失真，適合用在遠距傳遞及網頁設計的影像應用上。但GIF最多只儲存256色的色彩數目，所以在儲存全彩的影像之前，必須將圖片轉為256色、16色、灰階或黑白的影像類型，才能存成GIF檔。

12 JPG/JPEG：也是網頁常用的圖形格式，壓縮率非常驚人，原本1MB的圖片，存成JPG檔後可能只剩幾十K(視影像的複雜度及設定的壓縮率而定)。由於JPG格式屬於破壞性壓縮，存檔時會捨棄一些不必要的像素(捨棄後就再也救不回來了)，因此可能造成圖片失真；不過一般而言，只要以正常的比例壓縮就算破壞了一些影像品質，肉眼是很難看出壓縮前後的差異的。儲存JPG檔時，當壓縮率愈高，影像的品質會降低；若壓縮率愈低，影像較不容易失真，但檔案也相對較大。JPG格式支援RGB全彩、灰階等影像類型，但16色、256色、黑白圖片則都無法存成JPG檔。 PNG：近年來由於GIF格式引發的權利金問題，所以PNG格式就成為免費的GIF代替品，在全球網際網路上作為非破壞性壓縮的影像格式。其與GIF不同之處在於：結合GIF可製作透明圖、交錯顯示、非破壞性壓縮、和JPEG支援全彩影像的優點，以及可製作透明度的Alpha Channel，但目前尚無法儲存動畫。

13 TGA：這是一種專業且常用的影像檔案格式，屬於非破壞性壓縮，支援24位元全彩與32位元全彩含透明度資訊等兩種格式。所謂透明度資訊就是，可以使至少兩張以上的影像圖形互相產生半透明的疊合效果，業界也將這種透明度訊稱之為Alpha通道(Alpha Channel)，它是種隱性的影像資訊，也就是說，一般軟體是無法解讀這部分的資訊，必須透過如PhotoImpact及Photoshop專業像處理軟體，或者是如MediaStudio Pro、After Effect等的數位視訊軟體與3D動畫軟體，才能將TGA檔中的Alpha通道解讀出來加以應用。TGA檔擁有其他影像檔案格式所沒有的Alpha通道，常被應用在影像合成、視訊合成與3D動畫製作的靜、動態影像合成上。 PCD：這是柯達(Kodak)公司制定的相片光碟(Photo CD)格式。所謂相片光碟就是將照片存在光碟片裡面，不過可不是先洗成照片才掃瞄進電腦，而是直接將底片「沖洗」成數位影像，所以品質非常高，最高可達4096X6144個像素大小，而且還可以配上聲音及文字，做成多媒體光碟來播放。若使用者在開啟PCD檔時不要這麼大的圖片，也可以把它開啟成1024X1536、512X768等大小，並可用全彩、256色或灰階來檢視，而不影響檔案本身的內容。不過要注意的是，由於PCD是柯達公司獨家的技術，所以PhotoImpact並不能儲存PCD格式，但可以開啟PCD格式來使用、檢視。

14 TIF：是多家公司共同製定的一種標準影像格式，也是影像處理界最普遍支援的圖檔格式，因為它可以跨平台、提供非破壞性壓縮，不會降低影像的品質，十分適用於印刷輸出，所以大多數的影像處理軟體及排版軟體都會支援TIF圖檔。TIF支援RGB全彩、16色、256色、灰階、黑白影像類型，目前也唯有TIF檔能存成16-bit灰階與48-bit的全彩類型，如果有圖片要做為印用途，那麼存成TIF檔是最好的方式。 UFO：在PhotoImpact中所製作出來的影像，包含PhotoImpact專屬的物件系統及其相關的設定，為了要保留這些物件屬性及設定，以便日後可加以重新編修，UFO提供保留物件的功能，是PhotoImpact專屬的影像檔案格式，其它影像處理軟體並不支援UFO格式。不過如果要用別的軟體來開啟此圖片，必須先將其中的物件全部合併，存成一般類型的圖檔才行。

15 色彩模式 RGB模式： RGB又稱為光的三原色。我們在電腦螢幕上看到的所有色彩，都是由紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三種顏色所混合而成的。這種模式所呈現顏色的色彩會比較亮、也較鮮艷，是由於每一個顏色都能表現256種變化(0~255)，數值為0的時候最暗、255時最亮，例如當紅色數值達到255時，就是最亮最紅的紅色。三原色依不同的比例混合，可產生各種不同的顏色，如果RGB以最大亮度混合時(數值皆為255)，就會形成白色；若RGB三色完全沒有亮度(數值皆為0)，就會變成黑色了。 [當RGB三數值都一模一樣時，就會呈現出灰色，數值越高則灰色越亮。]

16 CMYK模式： CMYK是分色印刷時所用的四個基本顏色，也就是所謂的油墨四色，大至印刷廠、小至噴墨印表機，只要是在紙上印出色彩，就會使用這基本四色。這四種顏色分別是指青(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃(Yellow)和黑(blacK)；實際上CMY三色就已經是印刷用的三原色了，因為當CMY以最濃的濃度混合在一起時，就會產生黑色(所以有些低階的彩色噴墨印表機只有CMY三色)，不過此時的黑色不夠純、而且含有雜色斑點，為了要使印刷成品有純黑色，所以另外將K色併入了印刷色之中。 這種色彩模式所產生出來的頻色比較暗，不像RGB所表現出來的那麼鮮艷。不過PhotoImpact主要是針對網頁應用的影像處理軟體，並不是專門針對印刷用途的影像處理軟體，所以沒有直接支援CMYK模式，也無法用CMYK色彩模型來指定顏色。不過在開啟CMYK的圖片時，會自動分割成C、M、Y、K四個色頻的灰階影像，使用者可自行合併成RGB模式，但是圖片顏色就不會和原本一模一樣了。 [CMYK的數值格式是0-100%，用來表示顏料濃度，百分比越高則濃度越大，顏色也就越深。

17 HSB模式： HSB像日常生活用的色彩模式，例如當我們眼睛看到一輛紅色的車子時，所感受到的大都是：車子的顏色偏紅或偏紫、紅色的成份很濃或很淡、顏色很深或很淺…；而HSB就是這三種怠受組合成的色彩模型，分別由色相(調)(Hue)、彩(濃)度(Saturation)及明(亮)度(Brightness)三種顏色屬性所組成的。色相也就是色彩的種類，例如紅色、黃色、綠色…。而彩度則是指顏色的濃淡飽和度，就是色相中的灰色含量；例如若紅色中完全不含灰色，就會感覺顏色很紅、很鮮艷，反之顏色就會變得灰灰的(因為沒有色彩在裡了)。而明度，顧名思義，就是色彩明亮的程度，當明亮的程度越高也就越亮，最後趨於白色，反之，明亮的程度越低也就越暗，最暗的時候就變成黑色。

18 目前市面上常見的影像編輯軟體有： Photoshop 小畫家 PhotoImpact Microsoft Photo Editor ACDSee

19 PhotoImpact PhotoImpact是台灣友立資訊公司的產品，提供您處理數位相片、創意設計和 Web 圖形所需的功能。