作者：石喜富,郭建璞,董晓晓
出版社：人民邮电出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
Adobe Photoshop CC 2017图像处理教程试读：
前言
图像编辑是面向非计算机类专业学生开设的一门计算机应用课程，本书是该课程的配套教材。本书较详尽地介绍了图像合成软件Photoshop的核心内容，讲述了Photoshop的基础知识、基本编辑操作方法和应用技能。通过对本书的学习，读者可具备图像处理的能力，能够独立完成复杂图像作品的创作。
本书包含多个实用的教学案例，全书以案例引领的方式介绍与图像编辑技术相关的内容。本书最后一章是综合应用，提供了典型的实例，通过对案例制作过程的详细讲解，将软件功能和实际应用紧密地结合起来，能够帮助读者逐步掌握使用Photoshop设计实际作品的技能。
本书主要特色如下。（1）案例教学与理论教学紧密结合，为提升专业技能打下坚实的基础；（2）本书的编写以“计算机应用能力的培养”为导向，在介绍图像编辑基础知识的同时，重点介绍了计算机对图像媒体信息的处理过程；（3）采用案例教学的模式，边讲边练，能够激发读者学习的兴趣，培养动手能力；（4）针对相关专业学生的知识结构和专业需求，在理论上结合实例讲述图像编辑的基本知识、计算机处理多媒体信息的基本过程，在应用上详细介绍目前流行的图像编辑软件Photoshop的功能及用法，并配有典型实例，具有很强的实用性和操作性。
本书第3、4、9、10、11章和16.3节由石喜富编写，第1、2、5、6、12章和16.1节由郭建璞编写，第7、8、13、14、15章和16.2节由董晓晓编写。参与本书编写的还有王学军、律颖、杨俊生、李花、石增天、王涵、王松辉、李奥和高玉娟。全书由石喜富统稿。在编写过程中作者参考了许多多媒体技术、图像处理和应用方面的相关图书、文献和电子资料，在此向这些图书、文献和电子资料的作者表示感谢。
由于编著者水平有限，书中错误和不足在所难免，敬请读者批评指正。编著者于北京·中国传媒大学2017年3月第1章 图像编辑基础
多媒体应用愈来愈广泛，对图像处理技术的发展起到了很大的推动作用，图像处理的各种应用也已经扩展到教育、培训和娱乐等多个领域。本章将从图像处理基础理论知识入手，重点介绍色彩空间表示以及图像的数字化过程。
学习要点：
●色彩空间表示；
●图像的数字化过程；
●图像文件大小的计算方法；
●常用图片文件格式。
建议学时：上课2学时，上机1学时。1.1 图像处理基础
图像又称点阵图像或位图图像，简称位图（Bit-mapped Image）。图像作为人类感知世界的基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段，也是人类最容易接受的信息。在进行图像设计与处理时，首先应认识色彩，通过图像的色彩区别和明暗关系来感知图像的内容。因此，要理解图像处理软件中所出现的各种有关色彩的术语，首先要具备基本的色彩理论知识。1.1.1 色彩理论
物体由于内部物质的不同，受光线照射后，产生光的分解现象。一部分光线被吸收，其余的被反射或折射出来，呈现为我们所见的物体的色彩。色彩是人类视觉对可见光的感知结果，在可见光谱内不同波长的光会引起不同的颜色感觉，光的波长与颜色如图1.1.1所示（单位：纳米）。图1.1.1 光的波长与颜色
人对光与色彩的感觉会有冷色和暖色的区别。冷色图与暖色图如图1.1.2所示。可见，光是色彩之源，色彩是光的实际反映。图1.1.2 冷色图与暖色图1.色彩的基本术语
在对图像进行色彩调整时，对色彩的描述有几个基本的术语：色调、饱和度和亮度。（1）色调
当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的色彩感觉，称为色调或色相。与绘画中的色相系列不同，计算机在图像处理上采用数字化，可以非常精确地表现色彩的变化，色调是连续变化的。用一个圆环来表现色谱的变化，就构成了一个色彩连续变化的色环。（2）饱和度
饱和度指的是颜色的纯度，调整饱和度就是调整颜色的纯度。淡色的饱和度比浓色要低一些；饱和度还与亮度有关，同一色调越亮或越暗饱和度越低。（3）亮度
亮度或明度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，是指色彩明暗深浅的程度，也称为色阶。亮度有两种特性：一是同一物体因受光不同会产生明度上的变化，明度不同的三幅图像如图1.1.3所示；二是强度相同的不同色光，亮度感会不同。图1.1.3 明度不同的三幅图像2.三基色原理
色光的基色或原色为红（R）、绿（G）、蓝（B）三色，也称为光的三基色。三基色以不同的比例相混合，可成为各种色光，但原色却不能由其他色光混合而成。因为色光的混合是光量的增加，所以足量三基色相混合可形成白光。若两种色光相混合后形成了白光，则这两种色光互为补色。如图1.1.4所示。
色光采用相加原理混合。图中R、G、B为三基色；R与C（Cyan，青色）、G与M（Magenta，洋/品红色）、B与Y（Yellow，黄色）互为补色。互补色是彼此之间最不一样的颜色，这就是人眼能看到除了基色之外其他色的原因。图1.1.4 RGB三基色
在一个典型的多媒体计算机图像处理系统中，常常涉及用几种不同的色彩空间表示图形和图像的颜色，以对应于不同的场合和应用。因此，数字图像的生成、存储、处理及显示时对应不同的色彩空间，需要做不同的处理和转换。3.色彩空间
色彩学中，人们使用若干术语对色彩进行描述。同时，人们还建立了多种色彩模型，以一维、二维、三维甚至四维空间坐标来表示某一色彩，这种坐标系统所能定义的色彩范围就叫色彩空间。我们常用的色彩空间有：RGB色彩空间、HSB色彩空间、CMYK色彩空间、Lab色彩空间、YUV色彩空间等。（1）RGB色彩空间
计算机显示器就采用了R、G、B相加混色的原理。任何色光都是由不同比例的三基色混合相加而形成的，这种色彩的表示方法称为RGB色彩空间表示法。如图1.1.5所示，采用物理三基色表示，三个坐标轴分别表示三基色，沿正方向强度不断加深。把三种基色交互重叠，就产生了次混合色：青、品红和黄。在数字视频中，对三基色各进行8位编码，就构成了大约1670万种颜色，这就是我们常说的真彩色。
根据三基色原理，任何一种色光都可由R、G、B三基色按不同的比例相加混合而成。用基色光单位来表示光的量，则在RGB色彩空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成，即：
F=r[R]+g[G]+b[B]图1.1.5 RGB色彩空间表示
RGB色彩空间还可以用一个三维的立方体来描述，当三基色分量都为0（最弱）时混合为黑色光；当三基色分量都为最强时混合为白色光。任一色彩F是这个立方体坐标中的一点，调整三色系数r、g、b中的任一系数都会改变F的坐标值，也即改变了F的色值。（2）HSI（HSB）色彩空间
HSI色彩空间是从人的视觉系统出发，用色调（Hue）、饱和度（Saturation或Chroma）和亮度（Intensity或Brightness）来描述色彩。
通常把色调和饱和度通称为色度，用来表示颜色的类别与深浅程度。由于人的视觉对亮度的敏感程度远强于对颜色浓淡的敏感程度，为了便于色彩处理和识别，人的视觉系统经常采用HSI色彩空间，它比RGB色彩空间更符合人的视觉特性。（3）YUV色彩空间
在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD（点耦合器件）摄像机，它把摄得的彩色图像信号，经分色、分别放大校正得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y、B-Y，最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这就是我们常用的YUV色彩空间。
采用YUV色彩空间的一个重要原因是，它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图就是黑白灰度图。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色信号。
YUV表示法的另一个优点是，可以利用人眼的特性来降低数字彩色图像所需的存储容量。人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节的分辨能力低。因此，可以把彩色分量分辨率降低但不会明显影响图像的质量，所以可以把几个相邻像素不同的色彩值作为相同色彩值来处理，从而减少所需的存储容量。
例如，要存储一幅RGB 1024×768大小的彩色图像，三种基色分别用8位二进制表示，那么所需的存储空间为1024×768×3=2359296Bytes，约2.4MB。如果用YUV来表示同一幅彩色图像，Y分量仍然为1024×768，并且仍然用8位二进制表示；对每4个相邻像素（2 ×2）的U和V值分别用相同的一个值来表示，那么所需的空间就减少为：1024×768＋（1024 ×768/4）×2=1179648 Bytes，约1.2MB。（4）CMYK色彩空间
彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发射光线的，因而印刷机或彩色打印机就只能使用一些能够吸收特定的光波而反射其他光波的油墨或颜料。油墨或颜料的三基色是青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow），青色对应蓝绿色，品红对应紫红色。理论上说，任何一种由颜料表现的色彩都可以用这三种基色按不同的比例混合而成。但在实际使用时，青色、品红和黄色很难叠加出真正的黑色，因此引入了K代表黑色，用于强化暗调，加深暗部色彩。这种色彩表示方法称为CMYK色彩空间表示法。彩色打印机和彩色印刷系统都采用CMYK色彩空间。（5）Lab色彩空间
与YUV色彩空间类似的还有Lab色彩空间，它也用亮度和色差来描述色彩分量，其中L为亮度，a和b分别为各色差分量。
Lab色彩空间弥补了RGB和CMYK两种色彩空间的不足。Lab色彩空间所定义的色彩最多，处理速度和RGB色彩空间一样快，可以在图像编辑时使用。4.色彩空间的变换
RGB、HIS、YUV、CMYK、Lab等不同的色彩空间只是同一物理量的不同表示法，因而它们之间存在着相互转换的关系，这种转换可以通过数学公式表示。例如，CMYK为相减混色，它与相加混色的RGB空间正好互补。
实际应用中，一幅图像在计算机中用RGB空间显示；用RGB或HSB空间编辑处理；打印输出时要转换成CMYK空间；如果要印刷，则要转换成CMYK 4幅印刷分色图，用于套印彩色印刷品。在进行颜色设置时，可以根据自己的实际需要选择不同的色彩空间模式进行设置。如图1.1.6所示，Photoshop的拾色器中提供了多种色彩空间模式。图1.1.6 拾色器1.1.2 图像与图形
眼睛所看到的自然景观原本都是一种连续变化的模拟信号，但计算机只能处理数字信号，为了使计算机能够记录和处理图像、图形，必须首先使图像、图形数字化，形成数字图像、图形。数字图片文件分为位图图像和矢量图形两大类。1.位图
图像又称点阵图像或位图图像，简称位图（Bit-mapped Image）。一幅图像由多个像素点组成，像素是能独立地赋予色度和亮度的最小单位。不同色度与亮度的值表示该像素点的灰度或色度的等级。位图中的每个像素点的色度值可以用二进制数来记录，根据量化的色度值不同，位图又分为黑白图像、灰度图像和彩色图像。
① 黑白图像。图像中只有黑白两种颜色，计算机中常用一位二进制数表示，1和0两种状态分别表示白和黑。
② 灰度图像。图像中把灰度分成若干等级，每个像素用若干二进制位表示。常用8位二进制数来表示256种灰度等级。
③ 彩色图像。彩色图像有多种描述方法。例如，在计算机中使用较多的RGB色彩空间，每个像素点的颜色值由R（红）、G（绿）、B（蓝）三种颜色合成。
图1.1.7所示的分别是黑白、灰度、彩色图片。图1.1.7 黑白、灰度、彩色图片
位图与分辨率有关，当在屏幕上以较大的倍数放大显示时，位图会出现锯齿边缘问题，且会遗漏细节。图1.1.8是原图与放大8倍后的效果。图1.1.8 原图与放大8倍的效果
由于位图的绘制过程是逐点映射过程，与图像的复杂程度无关，因此它所表达的图像逼真，适合表现大量的图像细节和层次，可以很好地反映明暗的变化、复杂的场景和颜色。
一般而言，位图可由图像处理软件生成，或通过扫描仪和数码相机等图像采集设备得到。由于点阵图是由一连串排列的像素组合而成的，它并不是独立的图形对象，所以不能单独编辑图像中的对象。如果要编辑其中部分区域的图像，必须精确地选取需要编辑的像素，然后再进行编辑。能够处理位图的软件有Photoshop、Photo Impact、Painter等。2.矢量图
矢量图形（Vector-based Graphic）简称矢量图，由数学中的矢量数据所定义的点、线、面、体组成，根据图形的几何特性以数学公式的方式来描述对象，其中所存储的是作用点、大小和方向等数学信息，与分辨率无关。显示一幅矢量图形，需要用专门的软件读取矢量图形文件中的描述信息，通过Draw（绘画）程序，将其转换成屏幕上所能显示的颜色与形状。矢量图形可以在屏幕上任意缩小、放大、改变比例，甚至扭曲变形，在维持原有清晰度和弯曲度的同时，可以多次移动和改变它的属性，而不会影响图形的质量。一个矢量图形可以由若干部分组成，也可以根据需要拆分为若干部分。可以将它缩放到任意大小，也可按任意分辨率在输出设备上打印出来，都不会遗漏细节或改变清晰度。
计算机上常用的矢量图形文件的类型有MAX（用3ds Max生成三维造型）、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版）、CDR（Corel DRAW矢量文件）等。图形技术的关键是图形的描述、制作和再现，图形只保存算法和特征点，相对于图像的大数据量来说，它占用的存储空间较小，但每次在屏幕上显示时，都需要重新计算。另外，在打印输出和放大时，图形的质量较高。3.矢量图形与位图图像的比较
矢量图是用一系列计算机指令来描述和记录一幅图，这幅图可分解为一系列子图，如点、线、面等的组合。位图是用像素点来描述或映射的图，即位映射图。位图在内存中是一组计算机内存地址，这些地址指向的单元定义了图像中每个像素点的颜色和亮度。由于矢量图和位图的表达方式和产生方式不同，因而具有不同的特点。
① 矢量图效果不如位图好。如果绘制的图形比较简单，矢量图的数据量远远小于位图，但不如位图表现得自然、逼真。
② 矢量图数据量小。在矢量图中，颜色作为绘制图元的参数在命令中给出，所以整个图形拥有的颜色数目与文件的大小无关；而在位图中，每个像素所占用的二进制位数与整个图像所能表达的颜色数目有关。颜色数目越多，占用的二进制位数越多，位图图像的数据量也会随之迅速增大。比如，一幅256种颜色的位图，每个像素占1Byte：而一幅真彩色位图，每个像素占3Byte，它所占用的存储空间远远大于256色位图图像。
③ 矢量图变换不失真。矢量图在放大、缩小、旋转等变换后不会产生失真。而位图会出现失真现象，特别是放大若干倍后，图像会出现严重的颗粒状，缩小后会丢掉部分像素点的内容。
矢量图和位图是表现客观事物的两种不同形式。在制作一些标志性的，内容简单或真实感要求不强的图形时，可以选择矢量图形。矢量图形通常用于线条图、美术字、工程设计图、复杂的几何图形和动画中，这些图形（如徽标）在缩放到不同大小时必须保持清晰的线条，制作动画也是以矢量图形为基础的。需要反映自然世界的真实场景时，应该选用位图图像。1.2 图像的数字化
图像数字化是将连续色调的模拟图像经采样、量化后转换成数字影像的过程。表征图像数字化质量的主要特征有：分辨率和颜色深度等。1.2.1 分辨率
分辨率主要分为图像分辨率、显示分辨率、扫描与打印分辨率。1.图像分辨率
图像分辨率是指每英寸图像内的像素数目，单位为PPI（Pixels Per Inch）。对同样大小的一幅原图，数字化时图像分辨率越高，则组成该图的像素点数目越多，看起来就越逼真。图像分辨率在图像输入/输出时起作用；它决定图像的点阵数。而且，不同的分辨率会呈现不同的图像清晰度。2.显示分辨率
显示分辨率是显示器在显示图像时的分辨率，分辨率是用点来衡量的，显示器上这个“点”就是指像素。显示分辨率的数值由水平方向的像素总数和垂直方向的像素总数构成，一般采用1024×768、800×600、1440×900等系列标准模式。在同样大小的显示器屏幕上，显示分辨率越高，像素的密度越大，显示的图像就越精细。显示分辨率与显示器的硬件条件和显卡的缓冲存储器的容量有关，容量越大，显示分辨率越高。显示分辨率有最大显示分辨率和当前显示分辨率之分。最大显示分辨率是由物理参数，即显示器和显示卡（显示缓存）决定的。当前显示分辨率则是由当前设置的参数决定的。
如果图像的点数大于显示分辨率的点数，则该图像在显示器上只能显示出图像的一部分。只有当图像大小与显示分辨率相同时，一幅图像才能充满整屏。3.扫描分辨率和打印分辨率
打印分辨率是指图像打印时每英寸可识别的点数，扫描分辨率则是指扫描仪扫描图像时每英寸所包含的点数，两者均用DPI（Dots Per Inch）为衡量单位。打印分辨率反映了打印的图像与原始图像之间的差异程度，越接近原图像的分辨率，打印质量就越高。扫描分辨率反映了扫描后的图像与原始图像之间的差异程度，分辨率越高，差异越小。两种分辨率的最高值主要受其硬件限制。1.2.2 颜色深度
颜色或图像深度是指位图中记录每个像素点所占的位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大灰度等级数。图像的色彩需用三维空间来表示，如RGB色彩空间，而色彩空间表示法则不是唯一的，所以每个像素点的颜色深度的分配还与图像所用的色彩空间有关。以最常用的RGB色彩空间为例，颜色深度与色彩的映射关系主要有真彩色、伪彩色和调配色。
真彩色是指图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量用8位二进制数来记录其色彩强度，三个基色分量24共可记录2种色彩。这样得到的色彩可以反映原图的真实色彩，故称真彩色。
伪彩色图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。这种用查找映射的方法产生的色彩称为伪彩色。
调配色是通过每个像素点的R、G、B分量分别作为单独的索引值进行变换，经相应的色彩变换表找出各自的基色强度，用变换后的R、G、B强度值产生色彩。调配色的效果一般比伪彩色好，但显然达不到真彩色的效果。1.2.3 图像文件大小
在扫描生成一幅图像时，实际上是按一定的图像分辨率和一定的图像深度对模拟图片或照片进行采样和量化，从而生成一幅数字化的图像。图像的分辨率越高、图像深度越深，则数字化后的图像效果越逼真，图像数据量也越大。如果按照像素点及其深度进行映射，图像数据量可用下面的公式来估算
图像数据量=图像的总像素×颜色深度/8（B）
一幅640×480真彩色图像，其文件大小约为
640×480×24/8=0.88MB
通过以上分析可知，如果要确定一幅图像的参数，要考虑两个因素：一是图像的分辨率，二是图像输出的效果。在多媒体应用中，更应考虑图像容量与效果的关系。由于图像数据量很大，因此数据压缩就成为图像处理的重要内容之一。1.3 图像的压缩编码
数字图像的数据量很大，为了节省存储空间，适应网络带宽，一般对数字图像要进行压缩，然后再存储和传输。JPEG（Joint Photographic Experts Group）是国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT，现为ITU-T）联合成立的“联合图像专家组”所制定的，适用于连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像数据压缩的国际标准。1.静态图像压缩标准JPEG
1991年3月提出的JPEG标准——多灰度静止图像的数字压缩编码，包含两部分：第一部分是无损压缩，即基于空间线性预测技术的无失真压缩算法，它的压缩比很低；第二部分是有损压缩，一种采用离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）和霍夫曼编码的有损压缩算法，它是目前主要应用的一种算法。采用后一种算法进行图像压缩时，虽有损失，但压缩比可以很大。例如，压缩比在25∶1时，压缩后还原得到的图像与原图像相比，基本上看不出失真，因此得到广泛应用。JPEG的图像压缩标准的目标是：
① 编码器应该可由用户设置参数，以便用户在压缩比和图像质量之间权衡折中。
② 标准适用于任意连续色调的数字静止图像，不限制图像的影像内容。
③ 计算复杂度适中，对CPU的性能没有太高要求，易于实现。
④ 定义了两种基本压缩编码算法和4种编码模式。
JPEG算法主要存储颜色变化，尤其是亮度变化，因为人眼对亮度变化要比对颜色变化更为敏感。只要压缩后重建的图像与原图像在亮度和颜色上相似，在人眼看来就是相同的图像。因此，JPEG的压缩原理是不重建原始画面，丢掉那些未被注意的颜色，生成与原始画面类似的图像。
随着多媒体应用领域的扩大，传统的JPEG压缩技术越来越显现出许多不足，已经无法满足人们对多媒体图像质量的更高要求。离散余弦变换算法靠丢弃频率信息实现压缩，因此，图像的压缩率越高，高频信息被丢弃得越多，细节保留得越少。在极端情况下，JPEG图像只保留了反映图像外貌的基本信息，精细的图像细节都消失了。2.静态图像压缩标准JPEG 2000
为了在保证图像质量的前提下进一步提高压缩比，1997年3月，JPEG又开始制定新的方案，该方案采用以小波变换（Wavelet Transform）算法为主的多解析率编码技术，该技术的时域和频域局部化技术在信号分析中优势明显，并且它对高频信号采用由粗到细的渐进采样间隔，从而可以放大图像的任意细节。该方案于1999年11月公布为国际标准，并被命名为JPEG 2000。与传统的JPEG相比，JPEG 2000的特点如下。
① 高压缩率。JPEG 2000的图像压缩比与传统的JPEG的压缩比相比提高了10%～30%，而且压缩后的图像更加细腻平滑。
② 无损压缩。JPEG 2000同时支持有损和无损压缩。预测法作为对图像进行无损压缩的成熟算法被集成到JPEG 2000中，因此JPEG 2000能实现无损压缩。传统JPEG标准虽然也包含了无失真压缩，但实际中较少提供这方面的支持。
③ 渐进传输。现在网络上按传统的JPEG标准下载图像时是按块传输的，只能一行一行地显示，而JPEG 2000格式的图像支持渐进传输。所谓渐进传输，就是先传输图像的轮廓数据，然后再传输其他数据，可不断提高图像质量（不断地向图像中填充像素，使图像的分辨率越来越高），这样有助于快速浏览和选择大量图片。
④ 可以指定感兴趣区域ROI（Region Of Interest）。在这些区域，可以在压缩时指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给用户带来了极大的方便。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域采用低压缩比，而其他区域则采用高压缩比，在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是基于感兴趣区域的编码方案所采取的压缩策略。该方法的优点在于，它结合了接收方对压缩的主观需求，实现了交互式压缩。而接收方随着观察的深入，常常会有新的要求，可能对新的区域感兴趣，也可能希望某一区域更清晰些。
JPEG2000考虑了人的视觉特性，增加了视觉权重和掩膜，在不损害视觉效果的情况下大大提高了压缩效率；人们可以为一个JPEG文件加上加密的版权信息，这种经过加密的版权信息在图像编辑过程（放大、复制）中将没有损失，比目前的“水印”技术更为先进；JPEG2000对CMYK、RGB等多种色彩空间都有很好的兼容性，这为用户按照自己的需求在不同显示器、打印机等外设进行色彩管理带来了便利。1.4 图像文件格式
图像格式是指图像信息在计算机中表示和存储的格式。在计算机中图像文件有多种存储格式，常用的有BMP、JPEG、JPEG 2000、TIFF、PSD、PSB、GIF、PNG等。1.BMP格式
BMP是Windows操作系统的标准图像文件格式，能够得到多种Windows应用程序的支持。其特点是，包含的图像信息丰富，不进行压缩，但文件占用较大的存储空间。BMP格式支持RGB、索引颜色、灰度和位图颜色模式，但不支持Alpha通道。基本上绝大多数图像处理软件都支持此格式，如Windows的画图工具、Photoshop、ACDSee等。2.JPEG格式
JPEG既是一种文件格式，又是一种压缩技术。它作为一种灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比对文件进行压缩。作为较先进的压缩技术，它用有损压缩方式去除图像的冗余数据，在获取极高的压缩率的同时能展现丰富生动的图像。JPEG应用广泛，大多数图像处理软件均支持此格式。目前各类浏览器也都支持JPEG格式，其文件尺寸较小，下载速度快，使Web网页可以在较短的时间下载大量精美的图像。3.JPEG 2000格式
JPEG 2000与JPEG相比，能达到更高的压缩比和图像质量，并支持渐进传输和感兴趣区域。JPEG 2000存在版权和专利的风险。这也许是目前JPEG 2000技术没有得到广泛应用的原因之一。采用JPEG 2000的图像文件格式扩展名一般为jpf、jpx、jp2等。4.TIFF格式
TIFF（Tag Image File Format）是由Aldus公司为Macintosh机开发的一种图像文件格式。最早流行于Macintosh机，现在Windows上主流的图像应用程序都支持该格式。它是使用最广泛的位图格式，其特点是图像格式复杂，存储细微层次的信息较多，有利于原稿的复制，但占用的存储空间也非常大。TIFF格式文件可用来存储一些色彩绚丽、构思奇妙的贴图文件，它将3ds Max、Macintosh、Photoshop有机地结合在了一起。5.PSD格式
它是图像处理软件Photoshop的专用格式。PSD（Photo Shop Document）格式文件其实是Photoshop进行平面设计的一张“源图”，里面包含有各种图层、通道等多种设计的样稿，以便于下次打开文件时可以修改上一次的设计。但目前除Photoshop以外，只有很少的几种图像处理软件能够读取此格式。6.PSB格式
大型文档格式（PSB）支持宽度或高度最大为300000像素的超大图像文档。PSB格式支持所有Photoshop功能（如图层、效果和滤镜）。目前以PSB格式存储的文档，只能在Photoshop中打开。7.GIF格式
GIF（Graphics Interchange Format）是Compu Serve公司开发的图像文件格式，它采用了压缩存储技术。GIF格式同时支持线图、灰度和索引图像，但最多支持256种色彩的图像。其特点是，压缩比高，磁盘空间占用较小，下载速度快，可以存储简单的动画。由于GIF图像格式采用了渐显方式，即在图像传输过程中，用户先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐步看清图像中的细节，所以因特网上的大量彩色动画多采用此格式。8.PNG格式
PNG（Portable Network Graphics）是Macromedia公司的Fireworks软件的默认格式。它是目前保证最不失真的格式，它汲取了GIF和JPEG二者的优点，存储形式丰富，兼有GIF和JPEG的色彩模式，其图像质量远胜过GIF。PNG用来存储彩色图像时，其颜色深度可达48位，存储灰度图像时可达16位。并且具有很高的显示速度，所以也是一种新兴的网络图像格式。与GIF不同的是，PNG图像格式不支持动画。
图像文件格式之间可以互相转换，转换的方法主要有两种：一是利用图像编辑软件的“另存为”功能；二是利用专用的图像格式转换软件。
常用文件格式如表1.4.1所示。表1.4.1 常用文件格式1.5 图像素材采集
把自然的影像转换成数字化图像的过程叫作“图像数字化”，该过程的实质是进行模数（A/D）转换，即通过相应的设备和软件，把模拟量的自然影像转换成数字量的图像。
图像获取的一个重要途径是：依赖专用计算机扩展设备，如扫描仪、数码照相机等获取图像。除硬件设备外，设备驱动程序、图像处理工具等软件也是必不可少的。数字化图像的获取途径主要有以下几种。
① 利用设备进行模数转换。在进行模数转换之前，首先收集图像素材，如印刷品、照片以及实物等，然后使用彩色扫描仪对照片和印刷品进行扫描，经过少许的加工后，即可得到数字图像。也可使用数码照相机、手机等直接拍摄景物，再传送到计算机中处理。
② 从数字图像库或网络上获取图像。数字图像库通常采用光盘作为数据载体，多采用PCD和JPG文件格式。其中，PCD文件格式是Kodak公司开发的Photo-CD光盘格式；JPG文件格式是压缩数据文件格式。国际互联网络的某些网站也提供合法的图片素材，有些需要支付少量的费用。
③ 通过图像处理软件绘制图像。可以用Photoshop等图像处理软件绘制自己想要的图像。
④ 捕捉屏幕图像。可以将计算机屏幕显示的内容以图像文件的形式保存起来。在Windows中可以利用Print Screen键捕获全屏幕图像，按Alt+ Print Screen组合键捕获当前活动窗口图像。也可以使用抓图软件来捕捉屏幕的图像，常用的有Super Capture、Ultra Snap、Snagit、Hyper Snap-DX等，这些抓图软件不仅可以捕捉屏幕和窗口，还可以捕捉鼠标指针、菜单等。1.6 习题一、简答题
1.三基色原理是什么？
2.图像文件大小的计算方法是什么？
3.简述图像的数字化过程。
4.简述你所知道的色彩空间类型，并说明其应用范围。二、上机实际操作题
验证性实验：计算图像文件大小。（1）在Photoshop中打开任意一个图片文件。（2）选择“图像”菜单中的“图像大小”命令，如图1.6.1所示。图1.6.1 图像大小（3）计算该真彩图像的文件大小。
1280×960×24÷8÷1024÷1024=3.52MB第2章 图像编辑软件Photoshop CC简介
Photoshop是Adobe公司推出的著名的图像处理软件。Photoshop简称为PS，被广泛地应用于图像编辑、图像合成、校色与调色以及制作平面特效等场合。2016年11月2日，Adobe推出了新一代的Photoshop CC 2017，本书所有内容都将基于这一最新版本进行介绍。
学习要点：
●了解Photoshop CC的主要功能；
●熟悉Photoshop CC的工作界面；
●掌握图像文件的基本操作。
建议学时：上课1学时，上机1学时。2.1 图像编辑软件Photoshop CC概述
从1990年Photoshop 1.0发布至今，Photoshop已经成为最流行的、最好的通用平面美术设计软件之一。Photoshop的专长在于图像处理，它功能完善，性能稳定，使用方便，所以Photoshop几乎成为所有的广告、出版及软件公司的平面美术设计工具的首选。2.1.1 Photoshop 主要功能
Photoshop具有十分强大的图像处理功能。
① 可以处理各种格式的图像文件，如PSD、JPEG、BMP、PCX、GIF、TIFF等多种流行的图像格式。同时它可以将某种格式的文件转换成用户所需要的其他格式的图像文件。
② Photoshop具有强大的图像修饰功能，可以快速进行图片修复与美化。
③ 可以对输入的图像进行放大、缩小、反转、镜像等几何处理，并可调整画布和图像的尺寸和分辨率。也可以对输入的图像中的部分元素按照各种需要进行选取、剪裁、复制、粘贴、合成等处理。
④ Photoshop具有方便的调色与校色功能。软件提供了“调整图层”功能，可以完成无损的色彩调整；同时也可以利用“图像｜调整”中的大量的调色与校色命令。
⑤ 具有强大的多图层功能，可以用各种形式合成图像，产生内容丰富、色彩绚丽、具有艺术感染力的作品图像。这些功能应用于广告制作、美术创作、影视产品制作中都可产生惊人的效果。
⑥ 具有完善的通道和蒙版功能。利用通道可以十分仔细地调整图像的颜色，达到需要的任意色彩。而使用蒙版，则可以精确地选择区域，并进行选区的存储和载入等操作。
⑦ 具有多种滤镜功能。它们能对图像进行各种特效处理，如波浪、扭曲、素描、纹理、模糊、视频等，创造出各种精美绝伦的图像。它提供近100种内置滤镜，还可使用多种外挂滤镜，大大增强了图像处理的能力。
⑧ 图像处理的自动化功能。图像需要进行相同的处理可由Photoshop自动完成，比如统一的图像格式转换。
⑨ 视频处理。在Photoshop中可以创建和编辑3D文件，也可以对视频帧进行处理。2.1.2 Photoshop CC 2017新增功能
2016年11月2日，Adobe发布了Photoshop CC 2017。Photoshop CC 2017是Photoshop CC（Adobe Creative Cloud Photoshop）的新版本，它开启了全新的云时代PS服务。Photoshop CC 2017启动界面如图2.1.1所示。本节介绍Photoshop CC 2017的新增主要功能。1.全新的“新建文档”对话框“新建文档”更加可视化，可以直接看到近期使用过的文档，使用系统预设的模板新建或打开文档。新建文档界面，如图2.1.2所示，包括模板展示，分类预设、参数设置、搜索模板。图2.1.1 Photoshop CC 2017启动界面图2.1.2 新建文档界面2.程序内搜索功能
单击搜索图标或按Ctrl+F组合键，可以直接查找菜单、面板、工具、资源、模板、教程甚至是图库照片等内容。同时，还可以直接访问预设（获取免费模板），直接应用Adobe Stock市场模板和素材，并将其分享到公共云上。搜索功能如图2.1.3所示。3.抠图和液化功能更加强大
可以更高效快捷地抠出复杂的图片，对付各种毛发边缘也很轻松。液化的时候可以智能识别并自动处理人的眼睛、鼻子、嘴等部位。“液化”对话框如图2.1.4所示。液化效果对比如图2.1.5所示，同时放大了双眼、改变了眼睛的倾斜度、调整为微笑的嘴角效果。图2.1.3 搜索功能图2.1.4 “液化”对话框图2.1.5 液化效果对比4.支持emoji表情包在内的svg字体
Photoshop CC 2017自带了Emoji One字体，在处理文字的时候，可以像打字一样插入emoji表情包。打开“字形”面板，选择该字体就可以看到了，选中喜欢的表情包双击即可完成输入。字形面板如图2.1.6所示。PS内置的Trajan Color Concept这款svg字体也很好用，它在字形中直接提供了多种渐变和颜色。内置字体如图2.1.7所示。图2.1.6 字形面板图2.1.7 内置字体5.增强的属性面板
Photoshop CC 2017的“属性”面板的内容是动态的。如果当前选中的是文字，属性面板就是文字属性，可以做基本的文字调整；属性面板如图2.1.8所示。如果选中的是图像，就显示像素属性；如果选中的是形状，就显示形状属性；如果什么都没选择的话，则属性面板显示当前文档的属性。6.其他新功能
可以随时访问Adobe网站了解更多的新功能。图2.1.8 属性面板2.2 Photoshop CC 2017工作界面
Photoshop在不断升级的过程中，其功能得到了大量扩充。但为了兼容老用户的使用习惯，其界面基本保持了一贯的风格。Photoshop CC 2017的操作界面如图2.2.1所示，主要包括系统菜单栏、工具选项栏、工具箱、文档窗口、功能面板区和状态栏等。图2.2.1 Photoshop CC 2017的操作界面1.菜单栏
Photoshop CC 2017的菜单栏中包含着Photoshop中所有的操作命令。按照完成的功能， Photoshop CC 2017将系统菜单分为11项。系统菜单如图2.2.2所示。每个主菜单项中均包含同类操作的许多功能，这些功能包含在下拉菜单中。与Windows其他应用程序相同，下拉菜单中的命令若显示黑色，则表示此命令当前可用；若显示灰色，则表示该命令在当前情况下不可用。图2.2.2 系统菜单2.工具箱
Photoshop将常用的操作组织在工具箱中，放置在工作界面的左侧。用户只要用鼠标单击这些工具按钮，并搭配系统菜单下方的“工具选项栏”中的相应内容，就可以轻松地完成相应操作。工具箱中功能相同的工具被合成一组，工具按钮右下方若有一黑色小三角则表示该工具为复合工具组。工具箱的顶部有一个双三角符号，单击它时工具箱形状转换成单条或双条。工具箱中的内容如图2.2.3所示。图2.2.3 工具箱中的内容
除了编辑图像的工具组外，工具箱下方还包括“编辑工具栏”“设置前景色/背景色”“快速蒙版”等常用工具。“编辑工具栏”可自定义工具栏，可以在工具栏列表视图中拖放工具或将其分组至附加工具列表中。启用后，附加工具将显示在工具栏底部。自定义工具栏如图2.2.4所示。图2.2.4 自定义工具栏“前景色/背景色控制”工具用来设定前景色和背景色。单击前景色或背景色控制块将出现“拾色器”对话框，用户可从中选择前景色和背景色；并可单击切换按钮将前景色和背景色互换；单击“初始化”可将前景色和背景色恢复到初始的黑白状态。“快速蒙版模式”工具可使用户的图像编辑在“标准模式”和“蒙版模式”中快速切换。用户可以方便地创建、观察和编辑所选择的区域。单击该按钮或按Q键可在两种模式间快速切换。3.工具选项栏
工具选项栏用来描述或设置当前所使用工具的一些属性和参数，当使用不同的操作工具时，工具选项栏的内容也随之不同，当前使用的操作工具图标会显示在工具选项栏的左端。选区工具选项栏如图2.2.5所示，当前选择的工具是“矩形选区工具”。图2.2.5 选区工具选项栏4.功能面板
为了在图像的编辑处理中更方便和直观地控制和调节各种参数，在Photoshop中设置了30多种调节面板，如颜色面板、导航器面板、通道面板、历史记录面板等。它们都是Photoshop中常用的工具和操作。这些调节面板可以根据需要方便地打开和关闭，因此也可称为浮动面板。调节面板既可以成组地放在一起，也可以单个显示，还可以由用户自己定义，用鼠标拖动面板脱离或并入某个调节面板组。
根据任务的需要，可以在菜单栏“窗口”的下拉菜单中选择打开或者关闭相应的面板。用户可以单击调节面板组上方的双三角图标和以展开和折叠各个调节面板组，十分方便和快捷，又节约屏幕空间。组织好的调节面板组，如需重复使用，可作为自定义的工作区存储起来。执行“窗口｜工作区｜存储工作区”命令，在弹出的“存储工作区”对话框中设置“名称”，然后按“存储”按钮，即可在工作区菜单中得到存储的工作区。5.文档窗口
文档窗口是显示、编辑、处理图像的区域。当在Photoshop中打开一幅图像时，就会创建一个文档窗口，所有的图像处理工作都在文档窗口中完成。
在文档窗口的标题栏上单击并拖出选项卡，该窗口就成为了一个独立的浮动窗口，可像Windows下的其他窗口一样移动位置，调整大小。将浮动窗口的标题栏拖动到选项卡中，当出现蓝色横线时放开鼠标，就可以将窗口重新放置在选项卡中。
如果打开的图像数量较多，选项卡无法显示所有文档的标题栏，可在选项卡右侧的“扩展文档”按钮的下拉菜单中选择所需的图像文件。6.状态栏
状态栏位于Photoshop文档窗口底部。它用于显示当前处理图像的各种信息，如图像的缩放比例、文档大小以及当前使用的工具等。单击状态栏的文件信息区域可以显示文档的宽度、高度、通道和分辨
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]