第11课图像处理

第11课图像处理回顾引入同学们，上节课我们讲了如何制作文字、图片、图表的综合报告，大家知道利用字处理软件进行图文混排时，可以在文档中插入一些照片或图片。在制作多媒体演示文稿的时候，为了增强报告的视觉效果，我们也经常要在幻灯片中插入一些照片。例如，我们要为班级制作一个迎新主题的演示文稿，下面哪一个页面会比较吸引你呢？图1图2毫无疑问，大家都会选择图2，因为整个演示文稿插入了一张符合主题的图片素材，增加了迎新的节日气氛。像这些图片素材，可以由我们自己拍摄的，也可以从网上下载或通过其他途径获取。如果我们能对获得的图片素材进行处理，可能它就更加能体现主题增强效果。手机是我们日常生活中常用的通信工具，现在许多手机除了普通的语音通话功能外，还在手机上安装了摄像镜头以便能够用来拍照或摄影，实质上这些手机已经具备了数码相机的基本功能了。影响数码相机拍摄质量的主要因素有镜头的像素，摄像镜头的像素从10万、30万，再到200万以上，镜头的像素大小与所拍摄照片的清晰程度有很大关系，一般来说，相同镜头质量前提下，像素越大，所拍照片的分辨率就越高，照片就越清晰。同时，数码相机或手机拍摄的数码照片，也不同于传统胶片相机所拍摄的照片，对数码照片的后期处理比胶片照片更方便，效果也更丰富。在对图像进行处理之前，我们要先了解一些有关图形图像的基本理论，这能帮助我们更好的了解图形图像的本质意义。问题引导本节课我们主要由以下几个问题构成：1、位图和矢量图有什么不同？2、图像的质量由什么决定？3、常见的图片文件格式有哪些？4、如何创建或获取图像？5、图像处理中使用滤镜工具可以取得哪些效果？6、如何使用PhotoShop软件裁剪、调整图像？教学活动一、有关图像的几个概念同学们，我们一起来观察下面两张同样尺寸的图片w1.bmp和s1.wmf。W1.bmpS1.wmf用看图工具对这两张图进行“放大”10次的操作后，观察有什么现象？(以下取局部截图)首先，我们看看W1.bmp放大后的局部截图：可能有同学已经看出来了，w1.bmp放大以后变得非常模糊，整个图片被分割成了一个个的小方格，这里的小方格就是像素，像素是组成图像的基本单位，像素不可以再被分割，像素在图像中以行和列的形式排列。例如：一张大小为1024×768的图像，在水平方向上每行有1024个像素，在垂直方向上每列有768个像素，这样这张图像上就包含1024×768＝786432个像素。那么一张大小为160×120的图像，在水平方向上每行有多少个像素？在垂直方向上每列有多少个像素？这张图像上一共有多少个像素？(大家一定能很快的得到答案160,120,19200)。图像的分辨率就是单位长度(或面积)的像素数。例如上面两个例题中一张大小为1024×768的图像，它的分辨率就是1024×768，一张大小为160×120的图像的分辨率就是160×120。分辨率不同对图像有什么影响呢？观察1：下面两张图像：图3的分辨率为160×120，图4的分辨率为1024×768，请同学们下载这两张图像，分别设置成桌面，拉伸，观察有什么区别？图3（点击下载）图4（点击下载）通过练习，大家会发现相同颜色的情况下，分辨率越高图像越清晰，如果大家比较两张图像的容量大小，会发现分辨率高的图像所占用的计算机存储空间也越大。在图像输入输出设备中，图像打印和扫描的分辨率单位是DPI(dotsperinch)，即一英寸中有几个点的意思。如图5的扫描仪设置中扫描图像分辨率是300DPI，图像的分辨率越高越花费扫描或打印的时间。图5像这样由像素组成的图像叫做位图，位图是一种位映射的图像，主要用若干位(例如8位，16位或24位)来定义图像中每个像素点的颜色和亮度。一般，黑白图像中的每一个像素用1个数据位存储，想想看，为什么用1个数据位就够了呢？请大家回忆一下“图像编码”中的内容。对，是因为1个数据位可以表示两种状态，正好黑白图像中也只有两种颜色状态：黑或白，因此在黑白图像中每个像素用1位来表示是最节省存储空间的。彩色图像往往是采用计算机的三原色模式，在真彩色模式下，每一个像素的颜色值都是由R(红)，G(绿)，B(蓝)三个基本色组成，每个基本色被分成256级颜色分量，用8个数据位表示，每一个像素的颜色值就是由24个数据位表示，即每一种颜色分量取值范围为0－255，这三种颜色分量排列组合可以形成256×256×256＝16.7兆种不同的颜色。例如，RGB(0,0,0)表示黑色，RGB(255,255,255)表示白色，那么大家想一想RGB(255,0,0)，RGB(0,255,255)各表示什么颜色？大家应该不难看出RGB(255,0,0)是红色，RGB(0,255,255)是由绿色和蓝色混合的颜色青色。观察2：下载下面两张图像，比较它们的分辨率，颜色，存储容量，你能想到什么？图6（点击下载）图7（点击下载）通过练习，大家会发现这两张图像的分辨率相同，在分辨率相同的情况下，颜色越丰富，效果更逼真，存储容量越大。通过观察1和观察2，我们知道位图的图像质量由分辨率和颜色质量丰富程度决定，颜色质量相同的情况下，分辨率越高，图像越清晰，存储容量也越大。分辨率相同的情况下，颜色越丰富，图像效果越逼真，存储容量也越大。我们再来看看S1.wmf放大后的局部截图，观察是不是和w1.bmp一样？大家会发现这张图经过10倍放大后，并没有像w1.bmp一样变模糊，反而是越来越清晰越来越光滑，像这样的图我们称为矢量图。矢量图是抽象的图形表示方法，它用矢量表示图的轮廓，用数学公式描述图中所包含的每个直线段，曲线段，圆弧和折线等图形元素的形状和大小。矢量图与分辨率无关，如果对矢量图进行放大，缩小，旋转，拉伸，并不会影响图形的清晰度和光滑度。在平常，我们常常听到别人说起图形和图像，这两个词的意思相同吗？其实图形和图像这两个概念是有区别的，图形是通过人工绘制或计算机运算生成的直线，曲线，平面，曲面，立体，以及相应的阴影等表示的，是对自然界中存在事物的抽象描述，图形的灰度与色彩描述相对来说比较简单；前面说的矢量图就是最常见的图形。图像则是自然界中实际存在的事物的映像描述，通常具有丰富的灰度和色彩层次。图形和图像从适用的场合来说，图形一般用于几何图形，工程图纸，3D造型软件，cad等，常见的图形编辑软件如CorelDRAW（图8）和MacromediaFreeHand等，图像一般用于照片，绘图，通过图像软件可以进行复杂图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效果，常见的图像编辑软件如AdobePhotoshop(图9)，Paint等。图8图9练习3：下载练习3素材(点击下载),解压缩以后，打开文件夹观察里面的4张图片，比较4张图像的分辨率，扩展名和存储空间。通过比较，我们可以知道这4张图像的分辨率相同，图像格式各异，t10图像是bmp格式，t11图像是jpg格式，t12图像是gif格式，t13图像是tif格式。这些是最常用的图像格式，图像格式是图像数据以文件的形式记录在存储介质上的格式，不同的格式意味着图像数据的组织方式不相同。通过比较，我们可以观察出这4张分辨率相同的图像，jpg和gif格式的文件存储所需的空间最少,这两种格式使用了比较高的压缩比对图像数据进行压缩处理，jpg格式使用的是有损压缩，gif格式使用的是无损压缩，tif格式虽然也是使用无损压缩技术，但是它的压缩比比较低，而bmp格式是不经过压缩的图像文件格式。我们可以利用图像编辑软件进行图像格式的转换。练习4：下载图像格式为bmp的图像t10.bmp(点击下载)，使用“画图”工具，把图像格式分别转换成JPG格式，TIF格式。提示：在“画图”工具中打开“t10.bmp”图像，然后依次点击“文件”--“另存为…”,在弹出的对话框中选择相应的图像格式，然后单击“保存”，即可。我们可以根据不同的图像适用环境使用不同图像格式的图像。例如，网页上最常用的两种图像格式是GIF和JPG格式。二、图像的编辑加工对图像的基本知识了解了以后，我们就可以着手对图像进行编辑加工。通过计算机的专用软件，我们可以对图像进行各种处理，以产生预期的效果。常用的图像处理软件有PhotoShop、ACDSee等。使用图像处理软件对图像进行处理的一般步骤有：同学们想一想：我们可以通过哪些途径创建或获取原始图像呢？把大家的想法综合一下，创建或获取原始图像的方法主要有：1、用绘图软件绘制；2、用手机、数码相机等设备拍摄；3、用扫描仪扫描；4、从屏幕上截取；5、从网络上获取但是，大家很快会发觉这些原始图像在使用到文档或者演示文稿之前可能还需要用图像编辑软件对图像进行编辑和处理，这样才能使得图像更能突出主题。图像编辑软件可以调整图像的大小、亮度、对比度和色数等属性(图10)图10可以方便的对图像进行颜色和形状的选定、复制、剪切和粘贴等操作(图11)图11可以对选定的图像进行旋转、改变大小等处理(图12)图12如果使用滤镜工具，能产生多种特定的效果(图13，图14)图13图14经过处理的图像，可以选择合适的图像格式保存下来，用于文稿，网页中，也可以打印输出，或者冲印成照片。接下来，我们一起来做一个简单的图像处理。实践体验“对图像进行裁剪操作”1、活动主题：对图像进行裁剪操作。2、活动要求：使用图像处理软件，裁剪原始图像，突出图像主题，处理后保存。3、活动内容：参照“图像裁剪的操作步骤示例”，截取原始图像文件robot.jpg中的主体部分并保存。原始图像从“素材下载”栏目中下载“原始图像文件robot.jpg”，并存储在c盘原始图像镜头光晕渲染炭笔素描球面化扭曲根目录下。（1）在Photoshop中打开原始图像文件（也可以使用ACDSee）。（2）选择“裁剪”工具。（3）在原始图像上，用拖曳的方法指出裁剪的区域。（4）双击裁剪的区域，完成裁剪操作。（5）执行“图像”菜单上“调整”中的“自动色阶”命令，让工具软件自动调整图像的色阶。（6）在c盘根目录下保存文件，文件名为robot1.jpg4、结果呈现：在c盘根目录下保存文件，文件名为robot1.jpg。5、活动评价，填写下表。项目处理效果评价指标主题突出(6分)体现主题(5分)基本完成(3分)尚需指导(2分)评价三、小结在本节课上我们学习了有关图像的一些基本概念，比如“位图”，“分辨率”“像素”，“矢量图”等，你现在会区分图形和图像了吗？知道图像质量和什么有关了吗？能列举出常见的图片文件格式了吗？如果还有疑问请到课堂中寻找答案。本节课，我们还学习了如何创建或获取图像和编辑处理图像的基本方法，这些方法需要大家在平时多加练习，才能达到想要的图像效果，做出比较理想的图像。练习反馈使用图像处理软件，调整图像的亮度和对比度。下载t30(点击下载),任取一款图像处理软件，如Photoshop、ACDSee等软件，尝试调整图像亮度和对比度的操作功能。小贴士1、在ACDSee中打开t30.jpg。2、执行“修改”菜单上“曝光”中的“亮度”命令调整图像的亮度和对比度。3、在编辑面板中调整曝光和对比度直到满意，然后单击“完成”退出编辑面板。4、执行“文件”菜单上的“保存”命令，保存该图片。