作者簡介：老郵差 原名：汪 端。 中石油攝影家協(xié)會理事、中國教育部 Photoshop 考試命題組成員、 Photoshop 講師、《Photoshop數(shù)碼照片處理典型實例》作者。 E-mail:wd@petrochina.com.cn
圖像處理基礎>>圖形圖像兩兄弟
我們在計算機屏幕上看到的各種畫面大致分為兩種：一種是位圖，還有一種是矢量圖。
位圖是由像素組成的，像素說得通俗一點就是一個一個不同顏色的小點，這些不同顏色的點一行行、一列列整齊地排列起來，最終我們就看到了由這些不同顏色的點組成的畫面，我們稱之為圖像。
這是一幅照片
位圖————像素————圖像
矢量圖———數(shù)學————圖形
由此我們知道了：圖形和圖像是兩回事。
簡單地說，圖像是我們看到的自然景物的直接反映，比如照片、攝像的畫面等等。
PHOTOSHOP從6.0以后，加強了軟件中的矢量功能，但最終還是要落實到像素，還是一個位圖圖像處理軟件。
現(xiàn)在，你已經(jīng)可以清楚地分辨下邊的兩幅畫面中，哪一個是位圖，哪一個是矢量圖了吧。
圖像處理基礎>>位圖矢量各千秋
我們已經(jīng)知道了位圖和矢量的概念，計算機是如何來記錄位圖和矢量圖的呢？
例如這張圖：
圖中有一條曲線。大家已經(jīng)知道這應該是一個矢量圖形。你不要把它看成是一個“2”。
而位圖也可以用像素來記錄這條曲線，在黑線的位置上是黑色的像素，沒有黑線的地方是白色像素，一行一行的像素整齊地排列，最終我們看到了由所有的黑色像素所組成的這條黑線。
所有白色的地方都是白色的像素，在RGB圖像中，每一個像素是由24位數(shù)字來記錄的。仔細一想，盡管這些白色像素，對于我們這條黑色的曲線是沒有意義的，但是卻一個也不能少，這樣下來，文件就非常的大。
同樣是這張圖，矢量就好辦了，只需要確定這條曲線的起點、終點等相關(guān)的坐標，給定相關(guān)的函數(shù)，表述曲線的顏色和粗細，這條曲線就有了。也就是說，用數(shù)學的方式將這條曲線表述清楚了。沒有曲線圖形的地方，矢量圖根本不管。這樣一來，記錄的文件就非常小。
既然矢量圖這么好，我們所有的畫面何不都用矢量圖呢？比如這幅色彩極其豐富的照片。
如果用位圖來記錄照片。在照片的某個點上，應該是什么顏色，就用相應顏色的像素來記錄。所有五顏六色的像素整齊地，從頭至尾排列下來，我們就看到了由這些像素所組成的這幅圖像。
如果用矢量來記錄這幅照片呢，實際上也是可以的。無非是一個點一個點地建立數(shù)學的計算公式，細致地表述每一點的顏色、形狀、位置。但是因為這些顏色的變化太豐富，顏色點之間的跳躍非常激烈，沒有一致的規(guī)律，因此，矢量圖要按照每一個顏色點來建立數(shù)量浩瀚的數(shù)學公式。而每一個數(shù)學公式的信息量，肯定要大于一個像素的信息量，由此可知，這幅圖片轉(zhuǎn)換成矢量圖以后，比位圖還要大得多的多，計算機會不堪重負。也就是說，一般來說，位圖大于矢量圖，但并不是絕對的。
現(xiàn)在我們知道了：
圖像——像素——位圖
圖形——數(shù)學——矢量
圖像處理基礎>>圖像精度莫隨意
我們已經(jīng)知道了：位圖是由像素組成的圖像。
那么，像素數(shù)量的多少就會直接影響到圖像的質(zhì)量。在一個單位長度之內(nèi)，排列的像素多，表述的顏色信息多，這個圖像就清晰，排列的像素少，表述的顏色信息少，這個圖像就粗糙。
這就是圖像的精度，我們也稱之為“分辨率”。
下面這兩幅圖像的尺寸是相同的，但是分辨率精度相差很大，我們可以明顯感到：分辨率高的圖像比分辨率低的圖像要清晰。
注意：分辨率是指的單位長度內(nèi)排列像素的多少，因而，只有位圖才有分辨率，矢量圖不存在分辨率問題。當別人給你一個圖像文件，告訴你分辨率，你可千萬不能問：是位圖還是矢量圖？那可就丟人現(xiàn)眼了。
我們說的分辨率的單位長度，全世界都是以英寸為單位的。也就是在1英寸之內(nèi)排列多少像素。同時你應該知道：1英寸=2.54厘米。別人給你一個圖像文件，同時告訴你：分辨率300的。意思是這個圖像是由每英寸300個像素記錄的。
現(xiàn)在我們知道，在這1英寸之內(nèi)排列的像素越多，圖像分辨率越高，圖像也就越清晰。但是，我們不能一味地盲目增加像素，以圖提高分辨率。比如，1英寸排列10000個像素行嗎？不行！
實際上，圖像分辨率的設定是很規(guī)矩的，通常：
銅版紙：300 Pixels/inch
膠板紙：200 Pixels/inch
新聞紙：150 Pixels/inch
大幅面噴繪：以90cm*120cm展板為例，100 Pixels/inch足矣。
計算機屏幕顯示：72 Pixels/inch
這些數(shù)據(jù)應該爛熟于心，制作圖像時根據(jù)輸出的需要，從一開始建立新文件的時候，就要設定好所需的圖像分辨率。
一般不能在以后重新更改分辨率，因為那樣會嚴重影響圖像的質(zhì)量。
如果拿到的圖像分辨率很低，輸出時需要大幅度提高分辨率，或者拿到的圖像尺寸很小，輸出時需要大大擴展圖像尺寸，這都涉及令人頭疼的“像素插值理論”。
圖像處理基礎>>圖像插值心里明
如果現(xiàn)有圖像的尺寸和分辨率不符合我們的要求，通常使用Image Size命令來做設置。
在Image Size面板中，可以清楚地看到當前圖像的各項參數(shù)。改變這些參數(shù)，有三條基本原則：
1.改變像素寬度、高度的數(shù)量，它與圖像的輸出尺寸、文件容量成正比關(guān)系，而與圖像分辨率沒有關(guān)系。也就是說，只改變圖像的尺寸，并沒有改變圖像的分辨率；
2.改變圖像的分辨率，它與像素寬度、高度的數(shù)量以及文件容量成正比關(guān)系，而與圖像尺寸沒有關(guān)系。也就是說，只改變分辨率，并沒有改變圖像的尺寸；
3.鎖定像素寬度、高度的參數(shù)不變，圖像的尺寸與分辨率成反比關(guān)系。
根據(jù)這三條原則：我們將一個圖像從小尺寸改變?yōu)榇蟪叽绲臅r候，就要增加新的像素；我們將一個低分辨率的圖像提高分辨率的時候，也是要增加新的像素。這些新增加進來的像素，我們稱為“插值”。
建立一個新文件，參數(shù)為：2px*1px，分辨率72px/inch
將這個圖像放大到1600%，并且將其中的一個像素填充為黑色，另一個像素為白色。
打開Image Size面板，將像素寬度參數(shù)2px改為20px，單擊OK鍵。
圖像的尺寸擴大了10倍，由2px*1px變成了20px*10px。
放大點看得清楚
這時候我們發(fā)現(xiàn)，新增加進來的18個像素竟然是一個過渡的灰色，從一邊的白色逐漸過渡到另一邊的黑色。也就是說：像素插值插的是兩個像素之間的過渡值。這就是PHOTOSHOP中默認的“二次立方”的插值方法。
這帶來了一個非常嚴重的問題：原來的黑白兩個像素應該說是“黑白分明”的，經(jīng)過插值以后，產(chǎn)生了過度灰色，黑白不再分明。他告訴我們，差值所產(chǎn)生的最嚴重的后果是：圖像越插值越虛！
在下邊這個實例中，把左上角的小圖像的尺寸擴大10倍，經(jīng)過二次立方的差值，大圖像中的質(zhì)量只能說“目不忍睹”。
在PHOTOSHOP中還有另外兩種不同的插值方式：二次線性和鄰近方式。這兩種插值方式也不能盡善盡美的解決問題。三種插值方式的對比，我在過去的帖子“插值是位圖心中永遠的痛”中有過詳細的講解。
應該說，沒有一種插值方式能夠使我們完全滿意，那么在實際工作中應該面對不同的圖像，采取不同的插值方式。
圖像處理基礎>>三種插值各不同
如果我們不得不將小尺寸的圖像擴大尺寸，不得不將低分辨率的圖像提高分辨率，這就不得不增加像素，也就是說不得不“插值”。
在Image Size命令中為我們提供了三種不同的插值方式：
Bicubic 二次立方
Nearest Neighbor 鄰近
Bilinear 二次線性
這是三種不同的插值算法。所有的教科書（除了我的以外）都鸚鵡學舌地說“二次立方的插值是最好的”，這種說法是極不負責任的。
我們來做一個試驗。從屏幕上截取一小部分圖像建立一個新文件，并且將這個圖像文件在制作兩個副本備用。
打開Image Size命令面板，可以看到當前圖像文件的各項參數(shù)。
將目前的圖像分辨率從72px/inch改成300px，單擊OK鍵。圖像以默認的二次立方的插值方式大大提高了分辨率。我們已經(jīng)知道二次立方的插值方式是在原有的兩個像素之間插過渡值，因此我們看到：盡管畫面已經(jīng)虛了，可畫面中的圖像部分還是合乎情理的，但文字部分已經(jīng)虛的不能忍受了。
將另外一個副本圖像的分辨率也提高到300px，設定鄰近的差值方式，單擊OK鍵。我們可以看到：按照鄰近方式插值后，畫面中的文字部分十分清晰，而圖像部分則呈現(xiàn)明顯的馬賽克現(xiàn)象。當然，文字的這種所謂“清晰”也是相對的，它在曲線上是不可能做到平滑的。
再將最后一個副本圖像的分辨率也提高到300px，設定二次線性的差值方式，單擊OK鍵，可以看到這種插值的結(jié)果介于二次立方與二次線性之間。圖像部分比二次立方要軟，文字部分比鄰近要硬。
將三種插值方式所產(chǎn)生的效果放在一起，仔細比較可以看出它們的明顯差別。這個結(jié)果告訴我們：如果畫面中以圖像為主，應該用二次立方或者二次線性的辦法來插值；如果畫面中以文字為主，則應該用鄰近的方式來插值。
對于畫面中圖像和文字都要兼顧的問題，只好采取一個變通的辦法：將圖像分別用兩種方式做插值，然后從一個圖像中拷貝局部圖像粘貼到另一個圖像中。我們形象的稱這種做法為：打補丁。
圖像處理基礎>>掃描精度算清楚
新建一個圖像文件，參數(shù)為：10cm*5cm，分辨率100px/cm（圖像分辨率通常是按照英寸來設置的，這里只是為了計算方便而使用厘米為單位。）
現(xiàn)在可知：(100px*10)*(100px*5)=500000px 這幅圖像是由50萬個像素組成的。
將總像素數(shù)量50萬鎖死不變，如果把它的分辨率提高到200px/cm，那么，圖像的尺寸就會降低到5cm*2.5cm。反之，如果把分辨率降低到50px/cm，那么，圖像的尺寸就會提高到20cm*10cm。
為什么要懂得這個道理？因為這直接涉及掃描圖像的分辨率計算問題。
掃描圖像的時候，按多少像素分辨率來掃描是需要進行科學計算的。公式如下：
掃描精度=輸出尺寸/輸入尺寸*輸出精度
解釋如下：
掃描精度：在掃描儀的界面上需要填入的分辨率參數(shù)；
輸出尺寸：最終該圖像所需的成品的單邊尺寸；
輸入尺寸：現(xiàn)在放在掃描儀中即將開始掃描的原始圖像的同一單邊尺寸；
輸出精度：該圖像最終需要輸出的分辨率精度
舉個例子：要將一張照片印刷到圖書的封面上，這張照片的單邊尺寸（輸入尺寸）為10cm，印刷到紙上后同一單邊的尺寸（輸出尺寸）需要為20cm。銅版紙印刷的圖像分辨率（輸出精度）為300px/inch。
按照公式計算可以得知：20/10*300=600
在掃描儀界面中分辨率設定為600dpi、100%掃描。并做好其他相應設置。
掃描后的圖像在PHOTOSHOP中打開。將Resample Image（重定圖像像素）的鉤去掉，總像素數(shù)量被鎖定，將分辨率Resolution分辨率從600px/inch調(diào)整為所需的300px/inch。這時，圖像的尺寸就從原來的10cm變成了所需的20cm了。
這樣做所遵循的一條原則就是：不插值！
插值將會嚴重損害圖像質(zhì)量，這是我們過去反復講過的。
需要注意的是：在這個例子中所列舉的數(shù)值都是整數(shù)，將來實際操作中計算出來的通常不是整數(shù)，可以向上取整，然后在Image Size圖像大小面板中進行調(diào)整。另外，計算出來的掃描精度數(shù)值不應高于掃描儀的光學分辨率，否則掃描儀將按插值分辨率操作。
圖像處理基礎>>色彩模式莫混淆
我們做圖像處理，要接觸各種各樣的顏色，那么，就必須懂得各種色模式之間的關(guān)系。
色彩模式
RGB模式
是由紅、綠、藍三種顏色的光線構(gòu)成的，主要應用于顯示器屏幕的顯示，因此也被稱為色光模式。
每一種顏色的光線從0到255被分成256階，0表示這種光線沒有，255表示這種光線最飽和的狀態(tài)，由此就形成了RGB這種色光模式。黑色是由于三種光線都不亮。三種光線兩兩相加，又形成了青、品、黃色。光線越強，顏色越亮，最后，RGB三種光線和在一起是白色，所以RGB模式被稱為加色法。
CMYK模式
是由青、品、黃、黑四種顏色的油墨構(gòu)成的，主要應用于印刷品，因此也被稱為色料模式。
每一種油墨的使用量從0%到100%，由CMY三種油墨混合而產(chǎn)生了更多的顏色，兩兩相加形成的正好是紅、綠、藍三色。由于CMY三種油墨在印刷中并不能形成純正的黑色，因此需要單獨的黑色油墨K，由此形成CMYK這種色料模式。油墨量越大，顏色越重、越暗；反之，油墨量越少，顏色越亮。沒有油墨的時候看到的是什么都沒有印上的白紙，所以CMYK模式被稱為減色法。
Lab模式
是一種理論的紀錄光線色彩的模式。
L表示亮度，a表示從綠到紅的顏色范圍，b表示從藍到黃的顏色范圍。
三種模式的色域關(guān)系
每一種顏色都有其相應的顏色范圍，稱之為色域。
在RGB、CMYK和Lab三種色彩模式中，Lab的色域最大，它包括了人的眼睛的所有的可見光。人們看到的顏色是按照波長來記錄的，人的眼睛能夠看到的是赤橙黃綠青藍紫，在這些光線的兩端還包括了紅外線和紫外線，而這兩種光纖的波長過長或者過短，人眼是看不到的，也就被排除在Lab之外。換言之，只要我們能看到的光線，Lab都包括了。
在Lab里邊，包括了RGB顏色，也就是說，RGB的色域小于Lab。這也就同時告訴我們，不是什么顏色都能夠在顯示器上表現(xiàn)出來的，比如金色、某些熒光色等等。
在Lab里邊的另外一個區(qū)域是CMKY?？傮w上說，CMKY的色域小于RGB，這兩種顏色的色域中相當大的部分是重合的，但是CMYK中的某些顏色在RGB之外。這也就告訴我們，某些印刷的顏色在顯示器上也不能正確反映。
在實際工作中，您可能在屏幕上選擇了某非常滿意的顏色，而這個顏色肯定在RGB之內(nèi)，恰好在CMYK之外。當您需要打印輸出這張圖像的時候，需要提醒您的是：所有的打印機都是CMYK的，打印機會自動將RGB的顏色值轉(zhuǎn)換為最接近的CMYK值。這一轉(zhuǎn)換就造成了打印顏色與顯示顏色的明顯色差，排除打印機、顯示器等等一切外在因素的誤差，這種色差依舊是必然的。因此，我們制作圖像的時候要按照輸出的要求，正確地選擇相應的色彩模式。
從下面這張圖中可以清楚地看到，將RGB模式轉(zhuǎn)換成為CMYK模式以后，顏色產(chǎn)生了的明顯差別。
圖像中上半部分為標準的RGB三色，下半部分為轉(zhuǎn)換成CMYK以后的變化。您可以親自做一次這個試驗：先在RGB圖像中分別填充三個色塊：R255、G255、B255，然后連續(xù)按Ctrl+Y鍵，在RGB與CMYK兩種模式之間反復轉(zhuǎn)換，觀察它們的差別。
