第4節、電腦影像編輯處理的基本概念
一、電腦如何影像
電腦中形成影像的方法主要有兩種,點矩陣法和向量法:
點矩陣影像:影像由一顆一顆的有顏色的點(或稱像素,英文是Pixels)整齊的排排站所構成,有點類似印象派中點描法畫畫的方法。點矩陣法通常用來數位化相片、繪畫、人物風景寫生等比較寫實的影像。點矩陣類型的影像通常檔案大小會很大,常常需要壓縮。
向量式影像:影像由數學算式所形成的點、線、面所構成,這類的影像與工具,通常用來從事平面美術設計製圖、字形設計製圖、工業設計製圖、建築設計製圖等。與點矩陣的影像的寫實目的不同,向量式的影像通常是用來數位化比較人為的繪圖、製圖、圖案、商標等類型的影像。向量式的影像由於只記載數學算式,所以檔案大小通常不大,且尺寸放大後沒有鋸齒邊變大的問題。
二、顏色哪裡來
由RGB(紅綠藍)深淺可變化的的三原色的所調色混成:因為數位影像的關係,R、G、B的深淺程度各被規定成只有256種(0-255),所以可以調配成256(8-bit) X 256(8-bit) X 256(8-bit)=16777216(24-bit)種顏色,即所謂的「全彩」。電腦影像中,每個像素是一個彩色的點,其色彩的表示方法是以一組RGB的值來表達。
三、鋸齒邊與去鋸齒邊
鋸齒邊是數位影像不幸的宿命,所以後來發展出去鋸齒邊(Anti-Alias)的方法來解決。影像處理程式中大量的使用去鋸齒邊的技術使影像看起來比較平滑,在程式中只要看到去鋸齒邊(Anti-Alias)的選項都是指這個意思。
四、尺寸、解析度
我們去照相快洗店洗相片時,店員會問照片要洗成幾乘幾的,即相片的長寬「尺寸」各是幾英吋,如3X5是長3英吋乘以寬5英吋,4X6是長4英吋乘以寬6英吋等。在電腦裡,影像構成的最基本單位是前面所提到的像素(Pixels),所以影像尺寸的單位要用像素來表達,而非一般所用的長度單位(公分、英尺等)。如640X480指的是長640像素、寬480像素等。
當需要掃瞄或是列印影像時,得告訴掃瞄器掃瞄的解析度、列表機列印的解析度,即,每單位長度要掃瞄、列印多少像素,如每英吋300像素(300 Pixels/Inch)或是每公分28像素(28 Pixels/cm)等。所以解析度是跟掃瞄、列印才有關,如果影像只需在電腦與網路中觀看、交換、出版,是不需要指定解析度的,只需指定長寬各是幾像素即可。
五、檔案大小的計算與圖檔壓縮
如前述,電腦影像中每個像素是由一組RGB的值來記載顏色(各1個Byte),所以每個像素需要3 Bytes的儲存空間。我們以一張尺寸是長640像素、寬480像素的圖為例來計算圖檔的檔案大小。這張圖並不大,如果以如每英吋300像素的一般列表機來列印,則印出來的尺寸只有長5.4公分、寬4.1公分而已,約相當於兩吋大頭照的大小。
計算如下,其他不同尺寸圖檔依此類推:一張長640像素、寬480像素的圖,此圖共有307200像素(約30萬像素),因每個像素需要3 Bytes的儲存空間,故總共需要307200 X 3 Bytes = 921600 Bytes = 921.6 KB的儲存空間,這張小小的圖已經接近1MB的儲存空間,一張軟碟片已經快裝不下了,比起一整份文書處理的文件(通常大約是50-100KB的儲存空間)大了十倍以上!
由此可知電腦影像檔案是很佔據儲存空間的,這也是為什麼後來發展出眾多圖檔壓縮技術的原因----將電腦影像的檔案大小盡量壓小(是壓縮檔案大小而不是縮小尺寸)。如JPEG圖檔技術,可以將上述640X480像素的圖檔的1MB檔案大小壓縮儲存成只有30-50KB左右,比起原圖大約只有二十分之一的檔案大小。不過圖檔壓縮是有代價的,壓得越小影像的品質越差,失真更嚴重。一般會在影像品質與儲存空間、交換資料的可行性中依需要取得平衡點。
六、圖檔格式
圖檔格式是儲存圖檔的方法。每個影像處理程式,會依據程式的特殊功能與需求各自發展出專屬的圖檔格式,如常見的影像處理程式Photoshop(照片店)的圖檔格式是PSD、柯達數位相機的專屬格式KDC、柯達數位相片的格式PCD等等。有些圖檔格式,因為好用或是標準設定得比完善,後來成為大家通用的格式,以方便圖檔的交換、出版等,如網路上常用的影像壓縮格式JPEG、GIF,或是出版界常用的不壓縮格式TIFF等。
現將常見的圖檔格式簡介如下:
格式 說明 副檔名
BMP Windows與OS/2系統裡常用的不壓縮圖檔格式。 .bmp
EPS 出版、設計界常用的向量式影像儲存格式。 .eps
GIF 網路上通用的壓縮格式,專門用來壓縮圖案類的點矩陣影像,顏色最多只有256色。此格式亦可製作簡單的動畫形式。 .gif
JPG, JPEG 網路上通用的壓縮格式,專門用來壓縮相片、繪畫、人物風景寫生等比較寫實的點矩陣影像。 .jpg或是.jpeg
KDC 柯達(Kodak)公司為自己的數位相機發展出的壓縮圖檔格式,近來柯達似以漸漸放棄此格式而以JPG取代。 .kdc
PCD 柯達(Kodak)公司為自己的數位相片光碟(PhotoCD)發展出的不壓縮圖檔格式,柯達沖洗店可以為客戶的傳統底片掃瞄、燒錄成此圖檔格式的光碟。 .pcd
PNG 網路上新發展出的壓縮格式,類似JPG,但壓縮的方法比較進步。 .png
PSD 最常用的點矩陣影像處理程式Photoshop(照片店)專屬圖檔格式,是Adobe(土角厝)公司所發展的。 .psd
TIF, TIFF 出版界常用來交換傳輸圖片的不壓縮圖檔格式。 .tif或是.tiff
WMF Windows系統裡常用的向量式影像儲存格式。 .wmf
[ 本帖最後由 蔡逸竹 於 2006-9-20 23:00 編輯 ]