数字摄影技术资料整理

《数字摄影技术》选修课复习资料

第一章数字摄影基础知识

第一节什么是数字摄影

数字摄影是使用专用的数字图像输入设备(如：数字照相机和扫描仪等)，将生活中的各种光影信号转变成能为计算机识别的数字信号，这些数字信号经计算机处理后再通过图像输出设备(如：显示器、打印机和数字彩扩机等)显示或打印成可视的照片。

数字摄影主要具有以下特点：

(1)不用胶卷，无需暗室

数字摄影不用胶卷，记录影像的方式是用数字照相机中的CCD传感器或CMOS传感器感光。

(2)无需化学冲洗，不污染环境

(3)处理快捷、多样、精确、无耗

无耗是指：计算机对数字图像的任何处理都无需耗费任何材料，处理中有任何不理想，都可方便地返回前面任意操作步骤，再重新开始处理，直至满意为止。

(4)复制的无限性和保存的永久性

(5)方便地将图文有机结合

在计算机处理数字图像时，能很方便地在图片任何位置加上任意大小．任意形状和颜色的文字。

(6)多种呈现方式

可以打印成普通照片、计算机屏幕、投影仪和电视机屏幕等方式观看，上传互联网。

第二节数字摄影发展概况

1981年，日本索尼公司首次推出模拟式(非数字式)电子照相机——玛维卡(Mavica)

1986年，柯达公司发明了世界上第一块对光敏感的CCD(电荷耦合器件)。

1991年，柯达公司推出了世界上第一台数字照相机，数字摄影技术走向我们的生活。

1997年10月，由Adobe、佳能、柯达、富士、惠普、IBM、英特尔、Live Picture和微软等9家公司成立了数字成像集团．加强开发数字照相技术，制定数字成像标准。

目前，家用数字照相机的像素已高达800万甚至于1000万，应影像质量已超过传统照片。

第三节数字摄影的硬件系统构成

数字摄影硬件系统的构建也继承了传统摄影的基本理论和实践，由输入、处理和输出三部分硬件设备构成。

录入设备主要有：扫描仪、数字照相机等；加工设备主要有：计算机和图像处理软件等：

打印设备主要有：各式打印机、数字彩扩机、胶片记录仪等。

第四节数字图像的基本概念

一、像素、分辨率和图像文件大小

(一)像素

像素是组成图像的最基本元素，也是能被计算机识别的最小图像语言单元。一幅照片组成的像素越多(分辨率越高)，照片的影调和色彩就越丰富，图像清晰度就越高。

(二)分辨率和图像文件大小

一幅图像的清晰度与图像的分辨率有关，而分辨率大小又与图像中所含像素的多少有关，而像素的多少又决定了图像文件的大小。图像文件大小又决定了计算机必需具备多大的内存容量和运行速度。

1．分辨率

图像的“分辨率”是指图像中每单位打印长度内包含的像素数量，通常用像素／英寸(ppi)表示。高分辨率的图像输出的像素点更密，因此清晰度也就更高。

分辨率根据输人和输出的情况又可以分为光学分辨率和插值分辨率两种，光学分辨率是指数字照相机和扫描仪等输入设备的硬件所真正识别到的图像信息；插值分辨率，是通过软件功能，在光学分辨率的两像素点之间插补中间值像素点之后所产生的分辨率，大约为光学分辨率的3～4倍。

2．图像文件大小

图像大小可用两种方法表示。第一种是图像尺寸，指的是图像在计算机中所占用的内存大小；第二种则是文件大小，是指图像保存为文件后的大小。

通常情况下，数字照相机和扫描仪设置的分辨率越高，所产生的图像尺寸越大。

相同分辨率(即单位面积内像素数相同)时，黑白图像单个像素的色位数较低(8位)，图像文件小；而彩色图像单个像素的色位数较高(24～48位)图像文件较大。

二、图像类型

图像类型是指数字图像位数的多少。位数越多，图像的灰阶越多，色彩越丰富．图像文件也越大。图像的类型可以分为:一位图像、灰阶(8位)图像和彩色(24位)图像三种。

1．一位图像

一位图像是最简单的一种图像，每个像素只用一位(8比特)来记录。一位图像又分为两种不同的类型，即：黑白图像和半色调图像。

黑白图像也叫线条图像，它的每个像素只能表达黑色或白色两种色调，用Word输入的文字．铅笔或钢笔画的素描，黑白版画等就属于线条图像。

半色调图像可产生近似灰阶图像的模拟效果，

2．灰阶(8位)图像

灰阶图像中的每个像素可能是黑色、白色或不同灰度中的任意一种灰色。每个像素如用更多的“位”来表示(如12位)，则每个像素记录和表达的层次就会更多。

3．彩色图像

彩色图像包含的信息最为丰富，应用最多的是RGB图像。用RGB(红、绿、蓝)色彩模式表示的图像，叫做RGB 图像，因为所有颜色都是由红、绿、蓝三原色光以不同强度组合而成的。

红、绿、蓝三原色分别用12位表示，共36位，可记录687亿种色彩。用16位表示，共48位，可记录281兆种色彩。“色位数”越多，可记录的色彩越丰富。普及型数字照相机的色位数大多为24位，专业型可达32位；而扫描仪一般都达到了48位。

三、图像的色彩模式

人们根据实际需要为点阵式彩色图像定义了多种色彩模式，并以各种色彩模式来定义颜色。如RGB模式、CMYK 模式、灰度模式、Lab模式、位图模式和索引模式等等。

(1)灰度模式(Gmyscde)

在灰度模式图像中，每个像素都以8位或16位表示。灰度图像中只有不同密度的灰色而没有彩色。

(2)真彩色模式(RGB)+

在Photoshop里，真彩色模式即是按自然光三色光(红、绿、蓝)原理真实再现自然色彩的数学模式。

它利用红(Red)、绿(Green)和蓝(B1ue)三种基本色光，通过颜色的加法进行色彩再现，并组合出肉眼能看到的绝大部分颜色。

Photoshop将24位真彩色图像分成三个颜色通道，给图像处理带来了很大的便利。

(3)CMYK模式

CMYK模式是一种印刷模式，其中的四个字母分别指青、品、黄和黑。

RGB产生颜色的方法称为加色法，而CMYK产生颜色的方法称为减色法。

四、图像格式

图像格式是指计算机表示和存储图像信息的文件格式。最为常见的图像格式：

1．TIFF(* ．TIF)

这是一种通用的图像格式，几乎所有的扫描仪和图像处理软件都支持这一格式。该格式支持RGB、CMYK、Lab、索引、位图和灰度颜色模式，有非压缩方式和压缩方式之分，与EPS、BMP等格式相比，其图像信息更紧凑。2．BMP(* ．BMP)

它是标准的Windose及OS／2的图像文件格式，该格式支持l-24位颜色的深度，使用的颜色模式可以为RGB、索引颜色、灰度和位图等模式。

3．PSD(*．PSD)

PSD是Photoshop生成的图像格式，可包括层、通道和颜色模式等信息，且该格式是唯一支持全部颜色模式的图像格式。

4．JPEG格式