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第1章 图像基础——你了解图像吗
在日常生活中,我们常见的照片、绘画、游戏画面、电脑界面等都可称为图像。了解图像是学习PS的基础。根据记录方式的不同,我们把图像分为两大类:模拟图像和数字图像。
模拟图像的处理需要借助光学设备等进行,比如将胶卷冲洗为相片。由于模拟图像的局限性及计算机技术的快速发展,数字图像处理逐渐替代了模拟图像处理,在日常生活中的应用也更为便捷。接下来,我们将学习和了解数字图像。
1.1数字图像的主要类型
数字图像主要有两大类型,一类叫作点阵图,一类叫作矢量图。这两种类型的图像构成方式并不相同,从概念上理解如下。
点阵图,又称为位图或像素图,顾名思义就是由点构成的,如同用马赛克拼贴图案一样,由若干个马赛克般的点以矩阵排列构成的图案。此类图像存在分辨率的高低之分。图像分辨率高,则图像清晰;图像分辨率低,则图像模糊。两种分辨率效果对比如图1-1所示。
图1-1
矢量图是利用几何特性生成的独立对象,可以无限地缩放,即便将矢量图的细节无限放大,图像也不会变模糊,如图1-2所示。
图1-2
1.2点阵图
点阵图在生活中十分常见,例如计算机的某个界面截屏、用数码相机拍摄的照片等都属于点阵图。图1-3是一张用数码相机拍摄的鸷鸟图,是一张典型的点阵图。我们将图片置入PS中,执行“图像”>“图像大小”命令,按快捷键“Alt+Ctrl+I”调出“图像大小”对话框,可以看到图片信息,如图1-4所示。
图1-3
图1-4
从“图像大小”对话框中,可以看到图片中的信息,包括图片像素大小、分辨率等。“分辨率”的概念将在后续的章节中具体说明,而“像素”即前面所提到的马赛克般的点,它们通过离散矩阵的方式排列,形成图像。当一张点阵图被无限放大时,我们可以看到画面中布满了各种颜色的小方块,即“像素点”。这些像素点是点阵格式图像的最小单位,它们可以通过不同的排列和着色构成各种各样的图像。从图1-4中可知,案例图片的尺寸为764像素×437像素,也就是说这张图片在电脑里完全显示一共需要333868个像素点(宽度像素×高度像素=总像素点)。
值得注意的是,虽然我们把点阵图等同于位图与像素图,但位图与像素图之间是有细微差别的。像素图是人为创作的,是在有限的范围、区域内,像素点有规律地排列组合形成的图片,通常用于特定的地方,如网页界面、游戏图片等。
位图等同于点阵图。一张位图通常包含几百甚至几千万个复杂颜色和坐标点。我们看一张位图时,视觉上一般无法察觉像素点的存在,但将图片放大多倍后会看到超大量看似无序且颜色不一的像素点。我们生活中常接触的电子照片就是位图。
Tips像素图与位图的细微区别:像素图由有序的像素点组成,图片相对较小;而位图由大量看似无序的像素点排列组合而成,图片较大。
1.2.1点阵格式图像的特点
PS和其他绘图软件在处理图像时通常使用点阵图。点阵图中的每个像素点都有自己的颜色和位置,因此,当我们处理点阵图时,处理的是每一个像素点、每一个构成图片的小方格,而并非形状。每一个小方格代表一个像素点,而每一个像素点只显示一种颜色。点阵图通过不同像素点的颜色之差及不同的排列顺序而达到逼真的效果。点阵图具有以下特点。
(1)点阵图文件较大,且色彩变化丰富。
点阵图文件所占的存储空间相对较大,因为每一个像素点都是独立的。图像分辨率越高,色彩变化越多,点阵图所需要的储存空间就越大。简单来说,点阵图的质量取决于图像中像素点的数量。一平方英寸的图像所含的像素点越多,色彩就越丰富,颜色过渡就越自然,相应地,图像所需要的储存空间也就越大。因此,点阵图更善于表现色彩的微妙变化与色调变化。
(2)点阵图被放大到一定倍数后,边缘会产生锯齿。图1-5就是一张典型的点阵图。
图1-5
我们找到工具栏中的缩放工具,如图1-6所示,点击后将图像放大。
图1-6
可以看到,放大后的图像边缘非常不规则,线条已经变成锯齿状,如图1-7所示。
(3)点阵图的储存格式多样。
执行操作“文件”>“存储为”,如图1-8所示,或者使用快捷键“Shift+Ctrl+S”,调出“另存为”对话框。
点击“保存类型”下拉选项,可以看到文件储存格式有PSD、BMP、PNG、EPS、GIF、JPG、TIF等,如图1-9所示。除了EPS格式外,其他储存格式都属于点阵图的储存格式。
图1-8图1-9
Tips点阵图的优势很明显,它能表现丰富的色彩,且储存格式多样,可以满足各种软件及运行平台的需求。同样,它的劣势也很明显,所占储存空间较大,且不能无限放大以适应各种应用场景。
1.2.2改变图像尺寸
许多人在刚学习PS时可能会以为缩放图片和改变图像尺寸是一回事。其实,缩放图片指的是利用缩放工具将图片放大或缩小。当我们使用缩放工具放大点阵图时,实质上是增大单个像素点的面积,若仅仅放大图像,则得到的会是模糊的、由各种色块组成的图像轮廓。因此,当放大点阵图时,会发现线条和形状会显得参差不齐,图像也变得不可辨认了。
首先,我们置入一张如图1-10所示的图片,然后选择缩放工具。当小草图像被放大数次后,我们可以发现小草的边缘出现锯齿,如图1-11所示。
图1-10图1-11
继续放大,图像中的小草则变得更加模糊,如图1-12所示。
但是如果我们从远处看它或是将图片缩小,则会发现小草又变清晰了,边缘也变得相对平滑。这样对图片进行放大,就像我们用放大镜观察一个事物一样,事物本身不会发生改变。
改变图像尺寸指的是对图像的像素进行增加或减少,是对图片本身进行处理,这样的处理会让图片产生质的变化,并且变化是不可逆的。具体操作如下,执行操作“图像”>“图像大小”,或使用快捷键“Alt+Ctrl+I”,调出“图像大小”对话框,如图1-13所示。
图1-12图1-13
将宽度数值改为100,单位不变,我们可以看到,高度也随之发生变化。这是因为宽度、高度中间有链接符号,如图1-14所示,它是“限制长宽比”选项,能保证图片的宽、高比例不变,通过鼠标左键点击链接符号将它解除,如图1-15所示,便可以自定义宽度、高度了。
图1-14图1-15
解除限制长宽比后,将图像宽度改为“200”,然后点击“确定”,图片就变得很小了,如图1-16所示。
这时我们执行“图像”>“图像大小”命令,或使用快捷键“Alt+Ctrl+I”,调出“图像大小”对话框,将宽度改为“2592”、高度改为“3242”,会发现图像变得不清晰了,如图1-17所示。
图1-16图1-17
将反复修改图像尺寸的图1-18与前文中的图1-10进行对比,可以发现,图像原本的很多细节都丢失了,图像也变得模糊了许多。
图1-18
这是因为改变数值缩小图像时,是等距离地将原本的像素抽取出来丢弃,再将剩余的像素拼合,数值变大时虽然数值恢复了,但是添加的像素是计算机弥补的,或者说是“捏造”的。这样“捏造”出来的图像就会和原先的图像存在很大的误差,因此细节便不会再与之前一样了。
Tips缩放图像与改变图像尺寸的区别:缩放图像是改变图像距离人眼的距离,让我们在视觉上感到图片变大或变小;而改变图像尺寸则是利用像素的补充或减少来让图像变大或缩小,改变的是图像本身,经过这样操作后的图像,从本质来讲,变成与之前不一样的图像了。
1.3矢量图
了解了点阵图后,这一节我们将学习另一种图像类型——矢量图。矢量图又称作“向量图”,即处理时编辑的不是点,而是一个对象。换句话说,我们处理矢量图时,编辑的是一个形状、一个图形,而不是一个个小方格。在矢量图中,每个对象都是独立存在的,它们都有属于自己的形状、颜色、大小以及在屏幕中所处的位置。打个比方,假如我们想出版一本画册,脑海里已经有了内容梗概,但具体内容及细节并不详尽,这时如果我们把内容梗概看作矢量图,那么完善内容、补充细节便可以看作是点阵图。矢量图是描述性的,是根据几何特性来绘制的图形,通过数学公式计算获得,以线段和计算公式为记录对象;而点阵图是记述性的,所有元素都是固定的。在日常生活中,我们经常看见矢量图,比如广告标识、扁平风格插画等。
1.3.1矢量图的特点
矢量图只能由软件生成,并且以几何图形居多,因此我们在日常生活中常将这种格式用于图案、标志等的设计。矢量图的特点如下。
(1)矢量图所需储存空间较小。
矢量图保存的是线条和图块的信息,因此矢量图的分辨率不会影响图像的储存空间。矢量图文件的大小只与图像的复杂程度有关,也就是说,图像中可编辑的对象越多,所需要的储存空间就越大。
(2)矢量图无限缩放后都不会失真。
矢量图可以无限缩放,无论怎么放大,它的边缘都不会产生锯齿,颜色依旧清晰,线条依旧顺滑,这是它与点阵图最大的区别。如图1-19所示,我们将一张矢量图不停地放大,线条依旧是顺滑的,一点儿也没有失真,没有发生任何改变。一张高品质的矢量图无论放大多少倍,边缘都非常顺滑清晰,线条之间是同比例、同粗细的,节点很少。
(3)矢量图难以表现丰富的色彩层次。
尽管矢量图不会失真,但是很难表现出具有色彩丰富、效果逼真的图像,这是因为矢量图是通过数学公式计算获得的,它无法记录所有点独特的颜色信息。
(4)矢量图的储存格式较少。
矢量图常见的存储格式有AI、PDF、EPS、AIT等,如图1-20所示。
图1-20
矢量图的储存格式难以应用于多平台、多软件中。
TipsPS在点阵图编辑方面可以说是所有工具中最强的;而对于矢量图的处理,PS并没有Adobe公司的另一款制图工具——AdobeIllustrator(AI)优秀。AI是基于矢量的图形处理软件,通过AI制作出的图稿既可以缩小到移动设备屏幕般大小,也可以放大到广告牌般大小,但不管怎样变化,看起来都清晰艳丽。
1.3.2矢量图的适用范围
基于矢量图的特点,矢量图多用于文字设计、图标设计中,如图1-21所示。
图1-21
1.4图像参数
在电脑美术中,想要改变图像的显示效果,可以通过更改图像的参数来实现。图像的参数包括3个部分:图像分辨率、图像大小和图像颜色。
(1)图像分辨率,是指每英寸图像内的像素点数量。图像中的像素点越少,则分辨率越低,看起来就越模糊;反之,则看起来更加清晰。图1-22中的图片分辨率为72,就意味着该图片每英寸中包含72个像素点。
(2)图像大小,指的是整个图像所包含的像素总数,是宽度像素值与高度像素值的乘积,如图1-23所示。要改变图像大小,可以通过改变物理尺寸值或分辨率数值来实现。
图1-22图1-23
(3)图像颜色,是指图像中包含颜色的数量。在图1-24中,我们选择了“32位/通道”选项。用于描述颜色的位数越多,颜色变化越细微,图像质量就越好。
1.5图像文件格式的存储类型
前文已经讲过,矢量图是基于线段和曲线描述图形,这也就决定了它并不适合记录色彩较为复杂的图像。如果我们想在日常生活中记录某个瞬间,只需要用相机拍下并存储就可以了,但如果要将图像换成矢量格式,则需要将图像分解,将图像中的每个景物都用线段来表达。这样一来,图像的后期处理就变得非常麻烦,而且使用矢量图也很难将图像中的内容展示得十分精细,同时,这也是一个非常庞大的计算工程,目前的计算机是极难做到的。即使做到了,保存这幅图像的矢量信息的工程也将非常庞大,同时也就失去了比点阵格式图像占内存小的优势了。
在缩放操作上,矢量图可以缩放自如并且不失真,而点阵图则无法实现这一点,所以矢量图在缩放操作方面的可修改性相较于点阵图更强。因此在今后处理图像时,我们可以根据情况尽量使用更适合的图像格式。
Adobe公司的Illustrator和Photoshop这两个软件中的图像格式是可以互相转换的,矢量图可以很容易地转为点阵图,不过点阵图要转为矢量图就相对复杂一些。那么,在实际操作中,我们该选择哪种图像储存格式保存图像呢?
TipsAdobe公司旗下的软件大部分文件格式都是可以兼容的,比如我们可以将PSD文件直接导入Illustrator或是AdobePremiere中进行处理。
这里先要明确一个概念:传统的RTC显示器、液晶显示器等都是点阵式的,这就会导致我们无论使用哪种格式的图像,最终在显示器上都是以点阵的形式显示的。它们的区别就只体现在图像的处理过程或是图像用途了。但这并不代表矢量格式图像就没有意义,前文提到的矢量格式图像的优势依然存在。就存储与输出来讲,目前的视觉媒体绝大部分也都是点阵式的,比如电影,它是由若干帧数字画面组成的连续效果,若是把它看成静态的,就是一帧一帧有细微变化的画面。因此我们保存图像的文件格式通常也都是点阵式,常用的有BMP、TIF、JPG、GIF、PNG等。这些格式是多数软件都能打开的模式,如果将文件直接保存为PSD或者AI格式,则在网页上不能直接被显示。
在PS中保存图像的方式如下:执行“文件”>“储存为”命令,或使用快捷键“Shift+Ctrl+S”,调出“另存为”对话框,如图1-25所示,我们可以在“文件名”处自定义图像文件的名称,再在“保存类型”处选择需要的格式类型。
图1-25
1.5.1JPEG格式图像文件
如图1-26所示,JPEG文件的扩展名为jpg或jpeg。它使用有损压缩来删除图像中的重复数据或不重要的数据,因此很容易导致图像数据丢失,尤其是当压缩率太高时,解压缩后恢复的图像质量将大大降低。当然,这种文件也能在相对较小的磁盘空间中得到相对较好的图片质量。另外,我们打开保存类型时会发现JPEG有三种格式:标准JPEG、JPEG2000和JPEG立体。它们有什么区别呢?
以标准JPEG格式浏览网页时,只能依序显示每一张图片,直到图片全部下载完毕,才能看到页面全貌。
JPEG2000格式是标准JPEG的升级版本,它支持JPEG有损压缩和JPEG无损压缩。JPEG2000具有更高的压缩率,并且不会产生标准JPEG压缩后可能产生模糊的情况。以这种格式浏览网页时,可以预下载部分图像文件数据。只需要在模糊预览全图时找到所需的数据部分,然后分别下载该数据部分即可。但我们在日常生活中一般不会用到这种格式。
JPEG立体是一种3D图像格式,它基于人类眼部的构造出发,同时存储左眼及右眼看到的图像,通过左右眼间细小的视觉差异,最终在观看者的大脑中形成立体视觉。
1.5.2GIF格式图像文件
GIF是GraphicsInterchangeFormat的简称,意思是“可交换图像数据格式”。由于GIF格式可以同时储存多幅图像,因此可以说GIF格式图像文件是最简单的动画,同时也是一种最复杂的图像格式。
1.5.3PNG格式图像文件
PNG格式是一种无损压缩的位图图形格式,它增加了一些GIF文件格式不具备的特性。PNG格式文件比较小,一般应用于网页、JAVA程序中。PNG文件的特殊算法导致它具有高压缩性,且能不损失数据,不会产生颜色的损失,更便于重复保存、传播。PNG格式文件的一个最大的优势在于它支持透明效果,因此PNG格式彩色图像的边缘与任何背景都能融合并且不会产生锯齿状边缘,在制作设计素材、贴纸等时非常实用。
我们在实际操作中具体选择哪种储存格式要视需要而定,但值得注意的是,在图像被保存为JPEG、GIF、PNG格式时,图层是无法被保留的,因此再次用PS打开后,是不能编辑每个图层的,如图1-27所示。如果保存为PSD格式,图像的图层信息则会保留下来,以后再打开时还可以继续修改,如图1-28所示。
图1-27图1-28
所以在保存文件时,还要考虑软件的专用格式,保留源文件的备份,便于以后修改。PS的专用格式是PSD文件格式,如图1-29所示。
图1-29
Tips除了上述通用格式之外,还可以根据电脑的操作系统,选择操作系统默认支持可以显示的格式。比如,在Windows系统中可以将图像文件保存为BMP格式,而在MacOS系统中则可以将图像文件保存为TIFF格式。