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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第4章,圖形圖像信息處理技術(shù),第4章,圖形圖像信息,處理技術(shù),4.1,圖,圖,像,像色,彩,彩的,空,空間,表,表示,一、,色,色彩,的,的基,本,本概,念,念,人們,對,對顏,色,色的,感,感覺,有,有四,個,個要,素,素：,即,即光,源,源，,物,物體,、,、眼,睛,睛和,大,大腦,。,。它,是,是人,正,正確,判,判斷,色,色彩,的,的必,要,要條,件,件,。,1、,光,光的,分,分類,光是,一,一種,波,波，,它,它有,波,波長,、,、頻,率,率和,波,波速,，,，按,照,照人,的,的視,覺,覺光,可,

2、可分,為,為可見,光,光和不可,見,見光兩類,光,與,與波,長,長的,關(guān),關(guān)系,如,如圖a,所,所示,。,。由,圖,圖a,可,可知,可,可見,光,光的,波,波長,為,為380,780nm,。,。由,物,物理,學(xué),學(xué)可,知,知，可見,光,光是,有,有顏,色,色的，其,波,波長,與,與顏,色,色的,關(guān),關(guān)系,如,如圖b,所,所示,電磁,波,波譜,與,與可,見,見光,譜,譜,圖b,可,可見,光,光譜,圖a 電磁波譜,380nm,780nm,380,780,2、,可,可見,光,光的,分,分類,(1),單,單,色,色光,光,光譜,中,中不,能,能再,分,分解,的,的色,光,光稱,為,為單,色,色光,。,

3、。如,紅,紅、,綠,綠、,藍(lán),藍(lán)等,。,。,(2),復(fù),復(fù),色,色光,有,有單,色,色光,混,混合,而,而成,的,的光,。,。如,陽,陽光,等,等。,3、,三,三基,色,色（,三,三原,色,色）,原,原理,實驗,發(fā),發(fā)現(xiàn),，,，自,然,然界,的,的各,種,種顏,色,色光,，,，都,可,可由,紅,紅(R),、,、綠(G)、,藍(lán),藍(lán)(B),三,三種,顏,顏色,光,光按,不,不同,比,比例,混,混合,而,而成,；,；同,樣,樣絕,大,大多,數(shù),數(shù)顏,色,色光,也,也可,以,以分,解,解成,紅,紅、,綠,綠、,藍(lán),藍(lán)三,種,種顏,色,色的,光,光。,由,由于,這,這三,種,種色,光,光本,身,身相,互

4、,互獨(dú),立,立。,人,人們,把,把這,三,三種,顏,顏色,稱,稱作,三,三原,色,色（,或,或三,基,基色,）,）。,這,這個,原,原理,就,就稱,作,作三基色原理。如下圖所,示,示,三原色原理,示,示意圖,注：三基色,的,的選擇并不,唯,唯一，事實,上,上，只要三,種,種單色相互,獨(dú),獨(dú)立就可以,作,作為三基色,。,。例如青（Cyan),、,、品紅(Magenta)、黃(Yellow)也可以,作,作為三基色,。,。見右上圖,所,所示。,C,Y,M,4、三色學(xué),說,說理論（三,刺,刺激理論）,在人眼視網(wǎng),膜,膜上有三種,不,不同類型的,錐,錐體神經(jīng)細(xì),胞,胞，它們分,別,別對紅、綠,、,、藍(lán)有

5、很高,的,的敏感度，,每,每種神經(jīng)細(xì),胞,胞的興奮都,會,會引起一種,原,原色的感覺,。,。如當(dāng)一種,神,神經(jīng)細(xì)胞處,于,于興奮狀態(tài),，,，而另外兩,種,種相對處于,抑,抑制狀態(tài)，,那,那么就產(chǎn)生,一,一種原色覺,，,，如果兩種,或,或三種神經(jīng),細(xì),細(xì)胞都處于,興,興奮狀態(tài)，,那,那么就產(chǎn)生,綜,綜合色覺。,當(dāng),當(dāng)光進(jìn)入人,眼,眼后，在三,種,種錐體細(xì)胞,的,的作用下，,產(chǎn),產(chǎn)生不同顏,色,色的光感。,這,這就是三色,學(xué),學(xué)說理論，,也,也叫三刺激,理,理論。,5、色彩的,三,三要素,色彩可用色調(diào)、飽和度和亮度來描述，人,眼,眼看到的任,一,一彩色都是,這,這三個特性,的,的綜合感覺,。,。這

6、三個特,性,性稱作色彩,的,的三要素。,色彩連續(xù)變,化,化的色環(huán),色調(diào)：是由可見,光,光譜中各分,量,量成分的波,長,長決定的，,它,它反映顏色,的,的種類，是,色,色彩光的基,本,本特性，如,紅,紅色、棕色,就,就是指色調(diào),。,。把太陽光,帶,帶中色調(diào)按,一,一定順序銜,接,接起來就形,成,成一個色調(diào),連,連續(xù)變化的,色,色環(huán)如右圖,所,所示。,飽和度：指的是顏,色,色的純度，,或,或者說是指,顏,顏色的濃淡,程,程度，它取,決,決于色彩光,中,中白光的含,量,量，對于同,一,一色調(diào)的彩,色,色光，飽和,度,度越高，顏,色,色就越濃，,白,白光含量也,就,就越少。,通常我們把,色,色調(diào)和飽和

7、,度,度通稱為色度。,亮度：是光作用,于,于人眼時所,引,引起的明亮,程,程度的感覺,，,，它與被觀,察,察物體的發(fā),光,光強(qiáng)度有關(guān),。,。一般來說,，,，彩色光能,量,量大則顯得,亮,亮，反之則,暗,暗。飽和度與亮,度,度有關(guān)，如下圖所,示,示,同一物體因,受,受光不同會,產(chǎn),產(chǎn)生明度上,的,的變化,6、物體的,分,分類,（1）發(fā)光,物,物體,（2）吸光,物,物體,7、物體的,顏,顏色,物體由于內(nèi),部,部物質(zhì)的不,同,同，受光線,照,照射后會產(chǎn),生,生光的分解,現(xiàn),現(xiàn)象，一部,分,分光線被物,體,體吸收，其,余,余的被物體,反,反射出來。,人,人眼看到的,物,物體顏色，,實,實際上是由,發(fā),

8、發(fā)光物體發(fā),的,的光或吸光,物,物體反射出,來,來的那部分,光,光構(gòu)成的顏,色,色。,二、色彩模,型,型(色彩空,間,間）,所謂色彩模,型,型就是定量,顏,顏色的方法,，,，某種色彩,模,模型所標(biāo)定,的,的所有顏色,就,就構(gòu)成了一,個,個顏色空間,。,。在不同的,領(lǐng),領(lǐng)域，人們,采,采用的色彩,模,模型往往不,同,同。常用的,色,色彩模型有,：,：,1、RGB,模,模型,根據(jù)三基色,原,原理，用紅,色,色（Red,）,）、綠色（Green,）,）、藍(lán)色（Blue）,三,三種基本顏,色,色按不同比,例,例混合相加,，,，就可以構(gòu),成,成自然界中,的,的各種顏色,，,，這種顏色,模,模式稱為RGB

9、模型。,由,由于這種模,型,型中的顏色,是,是通過三基,色,色混合相加,而,而得，故它,又,又被稱為加,色,色法，目前,，,，彩色電視,機(jī),機(jī)、計算機(jī),彩,彩色顯示器,都,都是采用RGB模型原,理,理制作的(其定量色彩,可,可有拾色器,完,完成）。,它們的基本工作原,理,理是利用陰極,射,射線管中的,三,三個電子槍通過發(fā)射出,三,三種不同強(qiáng),度,度的電子束,，,，使屏幕內(nèi),側(cè),側(cè)覆蓋的紅,、,、綠、藍(lán)磷,光,光材料發(fā)光,而,而產(chǎn)生色彩,的,的。RGB,模,模型可用下,圖,圖的單位立,方,方體直觀地,描,描述出來。,由圖可知，,任,任一色彩F,都,都可以用R,、,、G、B三,色,色的不同分,量,

10、量相加混合,而,而成。即：,Fr R+g G+b B,2、HSB模型,畫家們習(xí)慣,于,于用色相（Hue）、,飽,飽和度（Saturation）,和,和亮度（Brightness）,來,來描述色彩,空,空間。這種,色,色彩空間稱,作,作HSB模,型,型。它可用,下,下圖來描述,3、YUV,模,模型,它主要是為,解,解決黑白電,視,視與彩色電,視,視兼容而使,用,用的一種模,型,型。稱作YUV模型。,其,其中Y表示,亮,亮度，U、V表示色差,。,。所為色差,是,是指RGB,三,三原色分量,與,與亮度信號,之,之差。它實,現(xiàn),現(xiàn)了亮度信,號,號和彩色信,號,號的分離。,其,其轉(zhuǎn)換關(guān)系,如,如下,4、

11、CMY,模,模型(顏料的三基,色,色是青、品,紅,紅、黃）,從理論上說,，,，任何一種,顏,顏料的色彩,都,都可以用青,（,（Cyan,）,）、品紅（Magenta）和黃,（,（Yellow）這三,種,種基色顏料,，,，按不同的,比,比例混合而,成,成。這種色,彩,彩表示方法,稱,稱作CMY模型。在這個模,型,型中，由于,顏,顏料不純或,油,油墨不易完,全,全混合等原,因,因，用等量,的,的CMY三,基,基色合成黑,色,色時往往不,能,能生成真正,的,的黑色，為,此,此，在印刷,術(shù),術(shù)中，人們,通,通常用真正,的,的黑色油墨,來,來取代彩色,中,中的黑色成,分,分。以獲得,更,更真實的黑,色,

12、色效果。所,以,以CMY又可寫成CMYK。這種模型,主,主要用于彩,色,色打印機(jī)和,彩,彩色印刷系,統(tǒng),統(tǒng)中。,實際應(yīng)用中,，,，一幅圖像,在,在計算機(jī)中,用,用RGB模,型,型顯示；用RGB或SHB模型編,輯,輯處理；打,印,印輸出時要,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換成CMY模型；如,果,果要印刷，,則,則要轉(zhuǎn)換成CMYK模,型,型，用于套,印,印彩色印刷,品,品。,4.2 圖,形,形圖像的基,本,本概念,圖形和圖像,是,是反映客觀,事,事物的兩種,不,不同的表現(xiàn),形,形式，一般,來,來說用計算,機(jī),機(jī)繪制的圖,稱,稱作圖形，用攝影機(jī),、,、掃描儀等,獲,獲得的圖稱,作,作圖像。,一、圖形,圖形又稱作,矢,矢量圖

13、形,（,Vector-Based Image）,是利用基本,圖,圖元繪制出,來,來的，這些圖元有,點(diǎn),點(diǎn)、直線、,圓,圓、橢圓、,矩,矩形、弧和,多,多邊形等。在計算機(jī),中,中，圖形主,要,要通過繪圖,軟,軟件繪制，,它,它以圖元為,單,單位，可對,它,它進(jìn)行放大,、,、縮小、旋,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)、刪除等,一,一系列編輯,操,操作。,二、圖像,圖像是通過,掃,掃描儀、數(shù),碼,碼相機(jī)、攝,像,像機(jī)等設(shè)備,導(dǎo),導(dǎo)入到計算,機(jī),機(jī)中的它將,圖,圖像分成若,干,干點(diǎn)，每個,點(diǎn),點(diǎn)稱作一個,象,象素，每個,象,象素用若干,個,個二進(jìn)制數(shù),記,記錄它的顏,色,色、亮度等,信,信息。并將,每,每個象素的,內(nèi),內(nèi)容按一

14、定,的,的規(guī)則排列,起,起來構(gòu)成文,件,件的內(nèi)容。,用,用這種形式,表,表示的圖像,稱,稱作位圖圖像,（Bit-Mapped Image）,，簡稱為圖像。,三、圖形,與,與圖像的特,點(diǎn),點(diǎn),見下頁,矢量圖形的,特,特點(diǎn),數(shù)據(jù)量?。阂驗閳D形文,件,件中記錄的,是,是繪制圖形,中,中圖元的命,令,令序列。,放大、縮小,、,、旋轉(zhuǎn)等變,換,換操作后不,會,會產(chǎn)生失真,：,：因為它是以,數(shù),數(shù)學(xué)方法描,述,述的一種由,幾,幾何元素組,成,成的圖形。見右圖。,有專門的矢,量,量圖繪制軟,件,件：如Adobe Illustrator,、,、AutoCAD、FreeHand等。,位圖圖像的,特,特點(diǎn),數(shù)據(jù)量

15、大：因為,每個像素都,被,被分配一個,特,特定位置和,顏,顏色值。顏,色,色數(shù)目越多,，,，數(shù)據(jù)量越,大,大,圖像自然、,逼,逼真：因為,它是用像素點(diǎn)來描述的圖,像,像。因此表,現(xiàn),現(xiàn)細(xì)膩、逼,真,真。,在變換操作,時,時易出現(xiàn)失,真,真：因為放大,時,時是把每個,像,像素點(diǎn)放大,。,。見右圖,四、位圖圖,像,像與矢量圖,形,形的區(qū)別,矢量圖中，,圖,圖形的顏色,數(shù),數(shù)目與文件,的,的大小無關(guān),；,；圖像中使,用,用顏色的數(shù),目,目越多，文,件,件則越大。,對同一幅圖,畫,畫來說，矢,量,量圖形的數(shù),據(jù),據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于,位,位圖圖像，,但,但矢量圖形,不,不如位圖圖,像,像表現(xiàn)的自,然,然、逼真。

16、,矢量圖在進(jìn),行,行放大、縮,小,小、旋轉(zhuǎn)時,不,不會產(chǎn)生失,真,真，而圖象,則,則會產(chǎn)生失,真,真現(xiàn)象。,簡單的圖使,用,用矢量圖,形,描述好一些,，,，復(fù)雜的圖,使,使用位圖好,一,一些。,五、圖像的,主,主要屬性,1、分辨率,顯示器分辨,率,率,：,是指顯示器,上,上,能夠,顯示的像素,數(shù),數(shù)目，,比如1024768,表,表示屏幕可,以,以顯示768行，1024列，即7681024個象,素,素。屏幕顯,示,示的象素數(shù),目,目越多，顯,示,示出來的圖,像,像就越細(xì)膩,。,圖像分辨率,：是指一副,圖,圖像所使用,的,的像素數(shù)目,，,，比如分辨,率,率為320,240的,一,一副圖像（見下頁圖像）；表示它,是,是由240,行,行，320列，即240320個象素組,成,成。它既反,映,映了圖像的,精,精細(xì)程度，,又,又反映了圖,像,像在屏幕中,的,的大小。,在屏幕分辨,率,率一定的條,件,件下，圖像,分,分辨率越高,，,，它在屏幕,上,上顯示的就,越,越大。,分辨率為320240的一副圖,像,像如下：,2、顏色深,度,度,顏色深度：,是圖像文件,中,中記錄一個,像,像素所需要,的,的二進(jìn)