1.1　图像处理的基础知识

学习图像处理之前，需要了解一些图像和图形方面的知识。

1.1.1　矢量图和位图

在计算机绘图设计领域，图像基本上可以分为位图和矢量图两类，下面分别进行介绍。

1.位图

位图也叫点阵图、栅格图像、像素图，它是由像素（Pixel）组成的，在Photoshop中处理图像时，编辑的就是像素。打开一幅图像，使用“缩放工具”在图像上连续单击，直到工具中间的“+”号消失，图像放至最大化，画面中会出现许多彩色小方块，它们便是像素。

位图的特点是可以表现色彩的变化和颜色的细微过度，产生逼真的效果，并且很容易在不同的软件之间交换使用。但是位图由于分辨率的制约，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，也就是通常所说的图像变虚了，如下图所示。

2.矢量图

矢量图也叫向量图，就是缩放不失真的图像格式。矢量轮廓的形状更容易修改和控制，但是对于单独的对象，色彩上变化的实现没有位图方便。另外，支持矢量格式的应用程序没有支持位图的应用程序多，很多矢量图形都需要专门设计的程序才能打开浏览和编辑。

矢量图形与分辨率无关，即可以将它们缩放到任意尺寸，可以按任意分辨率打印，而不会丢失细节或降低清晰度。因此，矢量图形最适合表现醒目的图形，如下图所示。

1.1.2　图像分辨率

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。在打印时，高分辨率的图像要比低分辨率的图像包含更多的像素，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细微的颜色过渡效果。

虽然分辨率越高，图像的质量越好，但也会增加占用的存储空间，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。

1.1.3　图像存储格式

文件格式决定了图像数据的存储方式、压缩方法、所支持的Photoshop功能以及文件的兼容性。下面介绍常见的图像文件格式。

1.PSD格式

PSD格式是Photoshop默认的文件格式，它可以保留文档中的所有图层、蒙版、通道、路径、未栅格化文字、图层样式等。

2.TIFF格式

TIFF是一种通用的文件格式，所有的绘画、图像编辑和排版程序都支持该格式。而且，几乎所有的桌面扫描仪都可以产生TIFF图像。

该格式支持具有Alpha通道的CMYK、RGB、Lab、索引颜色和灰度图像以及没有Alpha通道的位图模式图像。Photoshop可以在TIFF文件中存储图层，但是，如果在另一个应用程序中打开该文件，则只有拼合图像是可见的。

3.BMP格式

BMP是一种用于Windows操作系统的图像格式，主要用于保存位图文件。该格式可以处理24位颜色的图像，支持RGB、位图、灰度和索引模式，但不支持Alpha通道。

4.GIF格式

GIF是基于网格上传输图像而创建的文件格式，它支持透明背景和动画，被广泛地应用在网格文档中。GIF格式采用LZW无损压缩方式，压缩效果较好。

5.JPEG格式

JPEG格式是由联合图像专家组开发的文件格式。它采用有损压缩方式，具有较好的压缩效果，但是将压缩品质数值设置较大时，会损失掉图像的某些细节。JPEG格式支持RGB、CMYK和灰度模式，不支持Alpha通道。

6.EPS格式

EPS是为PostScript打印机上输出图像而开发的文件格式，几乎所有的图形、图表和页面排版程序都支持该格式。EPS格式可以同时包含矢量图形和位图图像，支持RGB、CMYK、位图、双色调、灰度、索引和Lab模式，但不支持Alpha通道。

7.RAW格式

Photoshop RAW是一种灵活的文件格式，用于在应用程序与计算机平台之间传递图像。该格式支持具有Alpha通道的CMYK、RGB和灰度模式，以及无Alpha通道的多通道、Lab、索引和双色调模式。

1.1.4　图像颜色模式

不同的颜色模式有其不同的应用领域和应用优势，通过选择某种颜色模式，就选用了某种特定的颜色模型。颜色模式基于颜色模型，而颜色模型对于印刷中使用的图像来说非常有用。

在“图像→模式”下拉菜单中，就可以为图像选择任意一种色彩模式。其中，RGB、CMYK、Lab等是常用的颜色模式，索引颜色和双色调等则是用于特殊色彩输出的颜色模式。

1.位图

位图模式只有纯黑和纯白两种颜色，没有中间层次，适合制作艺术样式或用于创作单色图形。

彩色图像转换为该模式后，色相和饱和度信息都会被删除，只保留亮度信息。只有灰度模式和通道图才能直接转换为位图模式。

2.灰图

灰度模式的图像不包含颜色，彩色图像转换为该模式后，色彩信息都会被删除。

灰度图像中的每一像素都有一个0到255之间的亮度值，0代表黑色，255代表白色，其他值代表了黑、白中间过渡的灰色。在8位图像中，最多有256级灰度，在16和32位图像中，图像中的级数比8位图像要大得多。

3.双色调

双色调采用一组曲线来设置各种颜色的油墨，可以得到比单一通道更多的色调层次，在打印中表现更多的细节。如果希望将彩色图像模式转换为双色调模式，则必须先将图像转换为灰度模式，再转换为双色调模式。

4.索引

使用最多256种颜色或更少的颜色替代全彩图像中上百万种颜色的过程即为索引模式。当转换为索引颜色时，Photoshop将构建一个颜色查找表，用以存放并索引图像中的颜色。如果原图像中的某种颜色没有出现在该表中，则程序将选取现有颜色中最接近的一种，或使用现有颜色模拟该颜色。

5.RGB

RGB是一种加色混合模式，R代表红色G代表绿色，B代表蓝色，它是所有显示屏投影设备及其他传递或过滤光线的设备所依赖的彩色模式。就编辑图像而言，RGB色彩模式是屏幕显示的最佳模式，计算机显示器、扫描仪、数码相机、电视、幻灯片等都采用这种模式。但是RGB颜色模式图像中许多颜色无法被打印出来，因此，如果打印全彩色图像，应先将RGB颜色模式的图像转换成CMYK颜色模式的图像，然后再进行打印。

6.CMYK

CMYK是一种减色混合模式，它是指本身不能发光，但能吸收一部分光，并将余下的光反射出去的色料混合，印刷用油墨、染料、绘画颜色等都属于减色混合。CMYK代表印刷图像时所用的印刷四色，分别是青、洋红、黄、黑。CMYK颜色模式是打印机唯一认可的彩色模式。CMYK模式虽然能免除色彩方面的不足，但是运算速度很慢，这时必须由Photoshop必须将CMYK转变成屏幕的RGB色彩值。效率在实际工作中是很重要的，所以在进行图像编辑工作时应尽量在RGB模式下操作，当准备将图像打印输出时，再转换为CMYK模式。

7.Lab

Lab颜色模式是Photoshop进行颜色模式转换时使用的中间模式，当我们将RGB图像转换为CMYK模式时，Photoshop会先将其转换为Lab模式，再由Lab转换为CMYK模式。Lab颜色模式的色域最广，是唯一不依赖于设备的颜色模式。Lab颜色模式由3个通道组成，一个通道是亮度即L，另外两个是色彩通道，用a和b来表示。a通道包括的颜色是从深绿色到灰色再到红色；b通道则是从亮蓝色到灰色再到黄色。因此，这种色彩混合后将产生明亮的颜色。

8.多通道

多通道是一种减色模式，将RGB图像转换为该模式后，可以得到青色、洋红和黄色通道。此外，如果删除RGB、CMYK、Lab模式的某个颜色通道，图像会自动转换为多通道模式。这种模式包含了多种灰阶通道，每一通道均由256级灰阶组成，这种模式通常被用于处理特殊打印需求。