點陣格式映像

來源:互聯網
上載者:User

我們所看到的映像,究竟是如何構成的呢?這就需要涉及到映像類型的概念。

電腦中的映像類型分為兩大類,一類稱為點陣圖,一類稱為向量圖。

點陣圖顧名思義就是由點構成的,如同用馬賽克去拼貼圖案一樣,每個馬賽克就是一個點,若干個點以矩陣排列成圖案。

數位相機拍攝的照片、掃描器掃描的稿件以及絕大多數的圖片都屬於點陣圖,如下圖就是一個典型的點陣圖:

把這幅圖片調入Photoshop,使用菜單【映像>映像大小】就可以看到如下資訊:

注意上部像素大小中的寬度和高度,分別是400像素和225像素。

像素是什嗎?像素就是組成點陣映像中的那些點,是點陣圖最小的單位。如同拼成圖案的那許多馬賽克一樣。

在Photoshop狀態列左端的縮放倍數往右一些的地區,按住ALT鍵單擊也會出現像素數量資訊,如果沒有狀態列可用菜單【視窗>狀態列】開啟。如下圖:

如果我們放大映像〖CTRL +〗,就會看到點也同時被放大了,這時就會出現所謂的馬賽克現象(也稱鋸齒現象)。如下圖:

我們可以看到有許多不同顏色的小正方形,那就是被放大的像素。每個像素只能有一個顏色。

寬400像素,高225像素,意味這幅映像由橫方向400個點、豎方向225個點組成,400x225=90000,映像的總像素數量就是9萬。

數位相機有一個很重要的指標就是300萬像素、500萬像素這樣的稱呼,就是指拍攝出來映像中的像素總量。

放大縮小映像的快速鍵是〖CTRL +〗〖CTRL -〗,這种放大會沿著映像的中心點放大。

還有一種定點放大方式是按住空格和CTRL鍵,用按一下滑鼠映像的一個部分,這樣會以單擊的地方作為中心放大。縮小是按住空格和ALT鍵單擊。

如果縮放程度不夠可重複以上操作。映像視窗的標題列、以及Photoshop下方狀態列的左端,都會顯示縮放倍數。

嚴格來說應該是先按CTRL再按空格。但是在中文Windows下這正好是預設的中文IME切換方式。因此建議先按空格再按CTRL。

如果映像超過了映像視窗的大小,將在右方和下方出現捲軸,此時拉動捲軸即可移動觀看地區(不是移動映像)。

也可按住空格鍵在映像中按下滑鼠拖動。當滑鼠開始拖動以後,空格鍵可以鬆開。

以上的幾個快速鍵是最常用的。要把它們記住,這將讓你的操作變得迅速。

像素是不是越多越好呢?從大部分情況來說是的,映像的像素越多,記錄的資訊也越詳細,映像的局部就越細緻,如下圖:

圖是一幅像素總量144萬(1600x900)的映像,在放大到和前一張圖差不多的大小時的效果,可以很明顯感覺出映像局部要顯得細膩得多。

我們的顯示器也是點陣式的,前一課中看過的電視機螢幕,就是由許多的點構成的。包括液晶屏和電漿屏也是如此。

傳統的顯像管顯示器又稱為CRT(學名陰極射線管),是顯示裝置中最早也最普及的種類。

顯示器的點陣數是可變的,我們可以從Windows控制調板中的顯示項目來查看或改動目前顯示器的螢幕解析度,如下圖:

如圖所示,目前為1024x768像素,也就是說現在顯示器橫方向能夠顯示1024個點,豎方向768個點。

如同一張6寸的照片不能完整放入一個5寸的像框一樣,

如果一幅映像超過了顯示器橫或豎方向的像素數,那麼這幅映像就不能在螢幕上完整顯示(100%無縮放前提下)。

因此螢幕解析度越高,能夠完整顯示的內容就越多。比如一個300x300像素的方塊,在不同的螢幕解析度下,所顯示的大小也不一樣,如下3圖:

如同馬路上的一個井蓋,站在5層樓看得很清楚,站在30層樓就小了許多,站在70層樓就更小了。井蓋的實際大小沒有變化,是視野放大導致井蓋看起來縮小。

因此這不能說方塊的大小改變了,300像素還是300像素沒有變,是因為螢幕像素總量的增加使得它看起來變小。

計算一下就會知道,螢幕橫解析度800的時候,300像素佔據著約一半的寬度,在1024時候佔據約三分之一,在1600時候只佔據約五分之一了。

顯示器上有著許多的點,每個點由紅綠藍三個塗有熒光粉的單元組成,學名就是像素。

顯示器內部有個稱為電子槍的組件是用來激發像素髮光的,它發出三道電子束擊打螢幕最左上方的點(可稱為0點),三束分別擊打紅綠藍單元。

根據訊號的強弱使紅綠藍按照比例混合成色。這樣便完成了一個像素的激發。

然後在偏轉線圈的磁力作用下,電子束往右移動一像素,再對這個像素進行激發。直到順序激發完這一行所有的像素。就稱為完成一個“行掃描”。

然後向下移動一行,回到左端開始激發第二行的第一個像素。如此重複。 當激發完最後一行最後一個像素後,就算完成了一個“場掃描”。

因此其實螢幕上的像素並不是同時發光的,但由於人眼有視覺暫留的特性,所以還是可以看到一幅完整的映像。

顯示器掃描的順序如下圖,從0點開始往X軸方向掃描,完成一行後往Y軸方向移動,進行第二行的掃描。

正因為這種掃描方式,螢幕的座標系就如同上圖一樣,以左上方為原點,X軸向右,Y軸向下。這與平面幾何座標系正好上下顛倒。

當我們把映像儲存為點陣格式的時候,Photoshop就按照上面的順序,一個接一個地去記錄這幅映像中所有的像素的顏色。從而儲存了映像。

當在Photoshop中開啟一幅點陣映像的時候,也是按照上面的順序逐個提取像素資訊並顯示在螢幕上。

我們瀏覽網頁的時候,有時會看到圖片不是一次性出現,而是從上至下慢慢顯示出來。這就是因為網路傳送速度慢造成了點陣像素資訊的讀取也慢。

如果等待傳送的時間太長,會讓瀏覽者失去興趣。因此用於網頁上的圖片,應該儘可能地減少大小,便於快速地傳送。這個要點我們在以後還會接觸到。

Photoshop的資訊調板會顯示當前滑鼠在映像中的XY座標,如下圖滑鼠的熱點正處在這幅映像橫方向第93個,豎方向第50個像素處:

所謂滑鼠熱點是指滑鼠游標中起定位作用的那一點,不同的游標熱點位置也不一樣。上圖的熱點是在箭頭頂部的尖角處。

瞭解了點陣映像大小的區別後,我們知道點陣映像幅面越大,像素越多,記錄的資訊就越豐富。

但是如果只有小幅的圖片,能不能放大呢?放大的效果以後比起真正的大圖來如何呢?下面我們來做一個實驗。

首先在Photoshop中開啟這張圖片,如下圖:

使用菜單【映像>映像大小】,將寬度改為200,注意高度也隨著發生變化,這是因為下方的“約束比例”選項有效。這樣可保持圖片寬高比例不變。

對話方塊中其他的選項暫時不用去深究。參照下圖即可:

按下好按鈕確定操作,會看到映像已經變小了。如下圖:

做完這一步後,我們將一個大圖縮成了小圖,從9萬像素(400x255)變到了2.26萬像素(200x113)。

現在再次使用菜單【映像>映像大小】,將映像寬度改回400。注意自動計算出來的高度是226而不是原先的225了。將會看到下面的映像:

發現映像變得模糊不清了,原先可以看到的一些細節(如左手的手指縫)丟失了。這是為什麼呢?

首先我們來類比一下第一次縮小的過程,假設我們要將一幅10x6個像素組成的映像,縮小為5x3,以下是示意圖,每個灰色方塊代表1像素:

當縮小指令發出後,Photoshop等距離地抽取像素並丟棄,如下圖:

然後再將剩餘的像素拼合起來,形成縮小後的圖案,如下圖:

在第一次縮小以後,像素從9萬降到了2.26萬,這其中丟棄了6.74萬個像素資訊。然後又將映像擴大到400×225像素,雖然像素總量和原先一樣是9萬,

但在第一次轉換中丟棄的6.74萬像素資訊卻是找不回來的。Photoshop只能採用插值演算法去彌補這6.74萬像素。

所謂插值演算法,就好比猜測,憑空去“捏造”那些並不存在的像素。如下圖是上圖左上方那2x2的部分:

現有A、B、C、D四個像素,要將2x2擴成3x3,那麼就要多出5個像素。圖中的標號是1、2、3、4、5。

如何確定這原先並不存在的像素的顏色呢?是將現有兩個像素的顏色值取平均,去作為新像素的顏色。

也就是說AB運算後得出1;AC運算後得出2;BD得出4;CD得出5;3則是由1245運算得出的。

注意:以上內容是為了便於大家理解而打的比方,真正的映像運算概念和過程遠比這複雜的多。

可以想象,用這樣方式“捏造”出來的像素,和真正原先的像素肯定存在誤差甚至是很大的誤差。

比如左手的手指縫,原先可以很清楚地看到有三道深色的線,如下圖:

而在縮小以後,原先手指縫部分的像素就幾乎不見了。只剩下一些淺色的像素,手指縫已經看不清楚了。如下圖:

用這些淺色的像素計算出來的新像素,同樣也只可能是淺色而不可能是深色的。因此手指縫原先深色的部分已無法還原了。如下圖:

失去了手指縫的分界,整個手看起來就變得模糊不清,映像失真了。這就是為何將小幅點陣映像擴大後,映像會變得模糊的原因。

在今後實際的操作中,一般情況下不要將點陣圖放大製作。

現在回顧一下剛才第二次改變映像寬度到400的時候,高度是226。而不是先前的225。

既然是先縮小一半,再擴大一倍,等於是先除去2,再乘以2,數字應該和原先相等。為什麼不相等了呢?

這是因為一個前面我們已經提到過,但是沒有加以強調的概念:像素是最小的單位。它是不可再被分割的。

映像中的像素總數一定是一個整數,不存在500.7或者400.3這樣帶小數的數量。

那麼,225÷2=112.5,Photoshop近似算作113像素了。而後第二次的擴大,是以這113作為基數,因此得出226像素。

我們前面所做的事情,用語言來表述是:將映像縮小一半,再擴大還原為原大小。對嗎?這句話是錯誤的,有概念上的根本錯誤。

首先,擴大和還原是兩碼事,擴大是一種對映像進行修改的操作。而在Photoshop中,還原是指對上一步操作的撤銷,對映像本身並沒有再作操作。

好比你拒絕接收你朋友寄來的一封信,那麼它將被原樣不動地退回,那是對寄信這個操作的撤銷。可以稱為退信。

但如果你拆開信封閱讀了內容之後,又把它裝進新的信封,並且寫上朋友的地址寄回,那麼這已經是新的寄信操作,而不能稱為是退信了。

再者,“原大小”中的“原”也是錯誤的,通過上面的分析,我們知道由於取整數的問題,映像的大小和原先已經不一樣了。

有關Photoshop的撤銷操作,將在後面的內容中介紹。

現在再概述一下點陣映像:

點陣格式是把映像分為若干個點(像素),依靠儲存或再現每個點的資訊,從而儲存或再現整幅映像。

由於像素數量的限制,所以點陣映像的大小是固定的。縮小或放大映像都會造成對映像的破壞。



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