第1章 图像处理基础
1.1 数字化图形、图像
在计算机世界里，图形和图像等都是以数字方式记录、处理和存储的。它们分为两大类，一类是矢量图，另一类是位图。Photoshop是典型的位图软件，但它也包含矢量功能（如文字工具、形状工具和钢笔工具等）。
Photoshop是一个了不起的软件，图像编辑、绘画、平面设计、特效、数码照片处理、矢量绘图、文字、3D、动画、视频……它几乎无所不能。
这么了不起的软件是怎样诞生的呢？
1987年秋，美国密歇根大学博士研究生托马斯· 洛尔编写了一个叫做Display的程序，用来在黑白位图显示器上显示灰阶图像。托马斯的哥哥约翰·洛尔让弟弟帮他编写一个处理数字图像的程序，于是托马斯重新修改了Display的代码，Photoshop就这样诞生了。后来Adobe买下了Photoshop的发行权，并于1990年2月推出了Photoshop 1.0。
1.1.1 矢量图
矢量图是由称作“矢量”的数学对象所定义的直线和曲线构成的，它的特点是可以无限放大，而不会影响图形的清晰度和光滑性。例如，图1-1所示为一幅矢量插画，图1-2所示是将图形放大600%后的局部效果。我们可以看到，图形仍然光滑、清晰。矢量图的这一特点非常适合制作图标、Logo等需要经常缩放，或者按照不同打印尺寸输出的文件内容。
图1-1
图1-2
1.1.2 位图
位图在技术上称为栅格图像，它是由像素（Pixel）组成的，我们在Photoshop中处理图像时，编辑的就是像素。打开一个图像文件，如图1-3所示，使用缩放工具
在图像上连续单击，直至工具中间的“+”号消失，画面中会出现许多彩色的小方块，它们便是像素，如图1-4所示。
图1-3
图1-4
用数码相机拍摄的照片、扫描仪扫描的图片，以及在计算机屏幕上抓取的图像等都属于位图。位图的特点是可以表现色彩的变化和颜色的细微过渡，产生逼真的效果，并且很容易在不同的软件之间交换使用。但在保存时，需要记录每一个像素的位置和颜色值，因此，位图占用的存储空间也比较大。
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常用的位图软件有Photoshop、Painter等；常用的矢量软件有Illustrator、CorelDraw、FreeHand、Auto CAD等。
矢量图占用的存储空间要比位图小很多。但是矢量图不能创建过于复杂的对象，颜色表现也不如位图细腻。矢量图可以无限缩放，而位图受分辨率的制约，只能包含固定数量的像素，在对其缩放（或旋转）时，Photoshop无法生成新的像素，它只能将原有的像素变大以填充多出的空间，产生的结果往往会使清晰的图像变得模糊，也就是我们通常所说的图像变虚了。例如，图1-5所示为原图像，图1-6所示为将其放大600%后的局部图像，我们可以看到，图像细节已经变得模糊了。
图1-5
图1-6
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新建文件时，可以设置它的分辨率，相关内容请参阅第216页；对于一个现有的文件，则可以使用“图像大小”命令修改它的分辨率，相关内容请参阅第336页。
1.1.3 像素、分辨率的概念
像素是组成位图图像最基本的元素。每一个像素都有自己的位置，记载着图像的颜色信息。一个图像包含的像素越多，颜色信息就越丰富，图像效果也会更好，不过文件也会随之增大。
分辨率是指1英寸或1厘米的长度内能够排列多少个像素，它的单位通常用像素/英寸（ppi）来表示，如72ppi表示每英寸包含72个像素；300ppi表示每英寸包含300个像素；分辨率决定了位图细节的精细程度，分辨率越高，包含的像素就越多，图像就越清晰。图1-7～图1-9所示为相同打印尺寸而分辨率不同的3个图像，可以看到，低分辨率的图像有些模糊，高分辨率的图像十分清晰。
图1-7
图1-8
图1-9
1.1.4 像素、分辨率的关系
像素和分辨率是两个密不可分的重要概念，它们的组合方式决定了图像的数据量。例如，同样是1英寸×1英寸的两个图像，分辨率为72 ppi的图像包含5184个像素（72像素×72像素=5184像素），而分辨率为300ppi的图像则包含多达90000个像素（300像素×300像素=90000像素）。在打印时，高分辨率的图像比低分辨率的图像包含的像素更多。因此，像素点更小，像素的密度更高，所以可以重现更多细节和更加细微的颜色过渡效果。
虽然分辨率越高，图像的质量越好，但这也会增加其占用的存储空间，只有根据图像的用途设置合适的分辨率，才能取得最佳的使用效果。这里我们介绍一个比较通用的分辨率设定规范。如果图像用于屏幕显示或者网络，可以将分辨率设置为72像素/英寸（ppi），这样可以减小文件的大小，提高传输和下载速度；如果图像用于喷墨打印机打印，可以将分辨率设置为100～150像素/英寸（ppi）；如果用于印刷，则应设置为300像素/英寸（ppi）。