影像處理與應用

基本觀念

影像處理 影像處理就是把數位影像，用影像處理軟體

所提供的功能來做顏色、明暗度、焦距等等各種影像畫面的改變。

                 

                                    

            

                                

                                    

            

影像 (Image) 一張數位影像一般是以資料矩陣的方式表示 影像陣列的每一個元素，稱為一個像素 (Pixel)

組成數位影像的最小單位。 此影像陣列的水平及垂直像素點數，稱為此影像的水平及垂直解析度

(Resolution) 。 每一個像素都可由一到數個位元來表示其顏色

黑白 ( 二位元影像 ) ：一個位元只能表現出黑白兩色

256 灰階模式 (8 位元灰階影像 ) ：八個位元能表現出 256 個灰階色 (Gray Level) 或是 256 個調色盤(Palette, Color Look-Up Table) 的色彩。

16 色模式 (4 位元彩色影像 ) ：

256 色模式 (8 位元彩色影像 ) ：

RGB 全彩模式：一張全彩的影像，每個像素都由 R(Red) 、 G(Green) 、 B(Blue)三原色混合而成，而 R 、 G 、 B 又分別佔 8 個 bits 的空間，每一個像素點就佔了 24bits ， (24bits 就是 2 的 24 次方，即 16777216 個組合，表示 16777216 種顏色組合 ) 。

10241024 像素像素

768768

像素像素Students are great!Students are great!

螢幕上的影像其大小是用像素 (pixel) 來測量的

螢幕解析度 - 像素

解析度 解析度是指在每單位長度上像素點的數目，一般是以每英吋含幾個像素來計算。常見的解析度表示方式有「 pixels/inch 」「 pixels/cm 」二種。一般都是以英吋 (inch) 為主要的使用單位。因此，解析度也可以說是每英吋中所擁有像素點的數目 (pixels per inch ，簡稱 ppi) 。PC 的螢幕只能呈現 72dpi 的解析度，所以不論影像解析度高於或等於 72dpi 的圖片都只會以 72dpi 顯示，因此再怎麼改影像解析度，在螢幕上看起來都是一樣的。

解析度較高解析度較高解析度低解析度低

相鄰像素之間的間隔距離相鄰像素之間的間隔距離

建議要 建議要 .28mm (.28mm ( 公釐公釐 ) ) 或更小或更小

螢幕解析度 – 點距

儲存影像資料所需的記憶體空間可依據影像的水平像素解析度（像素點數）乘以垂直像素解析度（像素點數）乘以每個像素所使用的色彩位元數求得一張解析度為 640×480 ，全彩 16 百萬色（ 24-bit) 的影像，需 900KB 的記憶容量（ 640×480×3 bytes = 921,600 bytes ）

影像的品質可由輸入設備來控制解析度及使用的色彩模式，藉助影像編輯軟體來修改或編輯影像像素的內容。

點陣圖：就是用點構成的方形區域。任何圖片要進入電腦，都必須先轉換成一個一個的點，排成一個點陣圖。

缺點：放大會有鋸齒狀、儲存檔案大。優點：可表達出細緻的影像品質。

向量圖：向量圖 (Vector Graphics) 是由「點、線、面」所構成的幾何圖形物件，每種物件都有自己的色彩、形狀、尺寸、座標位置等屬性，且利用數學公式來計算這些屬性、以及物件之間的距離關係。

優點：不論將影像放多大，這些資訊都會重新計算、並按照比例縮放變化。

缺點：無法忠實記錄每個點的色彩。

影像壓縮

壓縮影像的方式大概分三種：

破壞型壓縮：這是一種壓縮比很大的壓縮方式，可以很快的將影像檔案變小。這種壓縮方式，會破壞影像的品質，因此在選擇這類型的影像壓縮方式時，一定要小心，免得造成壓縮過度而產生圖片失真的現象。破壞型壓縮影像檔案格式最有名，且運用相當廣泛的就是 jpg 檔。

非破壞型壓縮：壓縮的比例比破壞型壓縮小很多，但是卻可使影像在不失真的情況下使檔案變小。 tga 檔就是一種相當實用的非破壞型壓縮影像檔案格式的一種。

色盤壓縮：使構成數位影像的顏色數，由全彩降為 256 色或更低顏色數，進而降低檔案大小的一種運算方式。 gif 檔就是一種色盤壓縮的影像檔案格式，與 jpg 檔一樣被廣泛地運用在頁設計上。

常用的圖檔格式 BMP ：這是微軟公司所提出的點陣圖格式，原本是專門用在 Windows作業系統上，讓各軟體的圖形能彼此相容，像簡報、介面設計以及 Windows桌的底圖。 BMP 檔雖然普遍，但有個壞處是雖然支援 RGB 全彩，卻無法壓縮全彩影像，存檔後會變得很大 ( 影像佔用多少資料量，存檔後就有多大 ) ，不適用於網路上。而 16 色、 256 色和灰階圖片則可以使用 RLE技術壓縮，壓縮後圖片不會失真，但儲存和開啟的速度會比較慢。而 48-bitRGB 全彩及 16-bit 灰階的圖片，在目前的影像類型無法存成 BMP 檔。

GIF ： GIF 是網頁上最常用的影像格式了，原因是它可以製作透明圖 ( 把背景變透明 ) 、交錯圖 ( 在瀏覽器中慢慢顯現 ) 、和動畫 ( 把許多 GIF 圖片連續重疊成一個檔案 ) ，而且提供「非破壞性壓縮」，可以透過色盤數減少的方式將檔案縮小，圖片也不會失真，適合用在遠距傳遞及網頁設計的影像應用上。但 GIF 最多只儲存 256 色的色彩數目，所以在儲存全彩的影像之前，必須將圖片轉為 256 色、 16 色、灰階或黑白的影像類型，才能存成 GIF 檔。

JPG/JPEG ：也是網頁常用的圖形格式，壓縮率非常驚人，原本 1MB 的圖片，存成 JPG 檔後可能只剩幾十 K(視影像的複雜度及設定的壓縮率而定 ) 。由於 JPG格式屬於破壞性壓縮，存檔時會捨棄一些不必要的像素(捨棄後就再也救不回來了 ) ，因此可能造成圖片失真；不過一般而言，只要以正常的比例壓縮就算破壞了一些影像品質，肉眼是很難看出壓縮前後的差異的。儲存 JPG 檔時，當壓縮率愈高，影像的品質會降低；若壓縮率愈低，影像較不容易失真，但檔案也相對較大。 JPG格式支援 RGB全彩、灰階等影像類型，但 16 色、 256 色、黑白圖片則都無法存成 JPG檔。

PNG ：近年來由於 GIF格式引發的權利金問題，所以 PNG格式就成為免費的 GIF代替品，在全球網際網路上作為非破壞性壓縮的影像格式。其與GIF 不同之處在於：結合 GIF 可製作透明圖、交錯顯示、非破壞性壓縮、和 JPEG支援全彩影像的優點，以及可製作透明度的 Alpha Channel ，但目前尚無法儲存動畫。

TGA ：這是一種專業且常用的影像檔案格式，屬於非破壞性壓縮，支援 24位元全彩與 32 位元全彩含透明度資訊等兩種格式。所謂透明度資訊就是，可以使至少兩張以上的影像圖形互相產生半透明的疊合效果，業界也將這種透明度訊稱之為 Alpha通道 (Alpha Channel) ，它是種隱性的影像資訊，也就是說，一般軟體是無法解讀這部分的資訊，必須透過如 PhotoImpact 及 Photoshop專業像處理軟體，或者是如MediaStudio Pro 、 After Effect 等的數位視訊軟體與 3D動畫軟體，才能將 TGA 檔中的 Alpha通道解讀出來加以應用。 TGA 檔擁有其他影像檔案格式所沒有的 Alpha通道，常被應用在影像合成、視訊合成與 3D動畫製作的靜、動態影像合成上。

PCD ：這是柯達 (Kodak) 公司制定的相片光碟 (Photo CD)格式。所謂相片光碟就是將照片存在光碟片裡面，不過可不是先洗成照片才掃瞄進電腦，而是直接將底片「沖洗」成數位影像，所以品質非常高，最高可達 4096X6144 個像素大小，而且還可以配上聲音及文字，做成多媒體光碟來播放。若使用者在開啟 PCD 檔時不要這麼大的圖片，也可以把它開啟成 1024X1536 、512X768 等大小，並可用全彩、 256 色或灰階來檢視，而不影響檔案本身的內容。不過要注意的是，由於 PCD 是柯達公司獨家的技術，所以 PhotoImpact 並不能儲存 PCD格式，但可以開啟 PCD格式來使用、檢視。

TIF ：是多家公司共同製定的一種標準影像格式，也是影像處理界最普遍支援的圖檔格式，因為它可以跨平台、提供非破壞性壓縮，不會降低影像的品質，十分適用於印刷輸出，所以大多數的影像處理軟體及排版軟體都會支援TIF 圖檔。 TIF支援 RGB 全彩、 16 色、 256 色、灰階、黑白影像類型，目前也唯有 TIF 檔能存成 16-bit 灰階與 48-bit 的全彩類型，如果有圖片要做為印用途，那麼存成 TIF 檔是最好的方式。

UFO ：在 PhotoImpact 中所製作出來的影像，包含 PhotoImpact專屬的物件系統及其相關的設定，為了要保留這些物件屬性及設定，以便日後可加以重新編修， UFO 提供保留物件的功能，是 PhotoImpact專屬的影像檔案格式，其它影像處理軟體並不支援 UFO格式。不過如果要用別的軟體來開啟此圖片，必須先將其中的物件全部合併，存成一般類型的圖檔才行。

色彩模式 RGB 模式：RGB 又稱為光的三原色。我們在電腦螢幕上看到的所有色彩，都

是由紅 (Red) 、綠 (Green) 、藍 (Blue) 三種顏色所混合而成的。這種模式所呈現顏色的色彩會比較亮、也較鮮艷，是由於每一個顏色都能表現 256 種變化 (0~255) ，數值為 0 的時候最暗、 255時最亮，例如當紅色數值達到 255時，就是最亮最紅的紅色。三原色依不同的比例混合，可產生各種不同的顏色，如果 RGB 以最大亮度混合時 ( 數值皆為 255) ，就會形成白色；若 RGB 三色完全沒有亮度 ( 數值皆為 0) ，就會變成黑色了。

[當 RGB 三數值都一模一樣時，就會呈現出灰色，數值越高則灰色越亮。 ]

CMYK 模式： CMYK 是分色印刷時所用的四個基本顏色，也就是所謂的油墨四色，大至印刷廠、小至噴墨印表機，只要是在紙上印出色彩，就會使用這基本四色。這四種顏色分別是指青 (Cyan) 、洋紅 (Magenta) 、黃 (Yellow)和黑 (blacK)；實際上 CMY 三色就已經是印刷用的三原色了，因為當 CMY 以最濃的濃度混合在一起時，就會產生黑色 ( 所以有些低階的彩色噴墨印表機只有 CMY 三色 ) ，不過此時的黑色不夠純、而且含有雜色斑點，為了要使印刷成品有純黑色，所以另外將 K 色併入了印刷色之中。這種色彩模式所產生出來的頻色比較暗，不像 RGB 所表現出來的那麼鮮艷。不過 PhotoImpact 主要是針對網頁應用的影像處理軟體，並不是專門針對印刷用途的影像處理軟體，所以沒有直接支援 CMYK 模式，也無法用 CMYK 色彩模型來指定顏色。不過在開啟 CMYK 的圖片時，會自動分割成 C 、 M 、 Y 、 K四個色頻的灰階影像，使用者可自行合併成 RGB 模式，但是圖片顏色就不會和原本一模一樣了。[CMYK 的數值格式是 0-100% ，用來表示顏料濃度，百分比越高則濃度越大，顏色也就越深。

HSB 模式： HSB 像日常生活用的色彩模式，例如當我們眼睛看到一輛紅色的車子時，所感受到的大都是：車子的顏色偏紅或偏紫、紅色的成份很濃或很淡、顏色很深或很淺…；而 HSB 就是這三種怠受組合成的色彩模型，分別由色相 ( 調 )(Hue) 、彩 (濃 ) 度 (Saturation) 及明 (亮 ) 度 (Brightness) 三種顏色屬性所組成的。色相也就是色彩的種類，例如紅色、黃色、綠色…。而彩度則是指顏色的濃淡飽和度，就是色相中的灰色含量；例如若紅色中完全不含灰色，就會感覺顏色很紅、很鮮艷，反之顏色就會變得灰灰的 (因為沒有色彩在裡了 ) 。而明度，顧名思義，就是色彩明亮的程度，當明亮的程度越高也就越亮，最後趨於白色，反之，明亮的程度越低也就越暗，最暗的時候就變成黑色。

目前市面上常見的影像編輯軟體有：Photoshop小畫家PhotoImpactMicrosoft Photo EditorACDSee

PhotoImpact PhotoImpact 是台灣友立資訊公司的產品，提

供您處理數位相片、創意設計和 Web 圖形所需的功能。