第一课 光影之旅——图像处理基础知识 教案

第一课 光影之旅
——图像处理基础知识
学习目标
●了解图像处理的意义
●了解图像处理的流程
●了解常见图像处理软件及其适用范围
随着数字化时代的到来，数字图像已逐步取代传统图像步入人们的生活之中。数字图像，又称数码图像或数位图像，目前广泛应用于通信、医学、印染、工业、电影、网络等领域。它有着传统图像无法比拟的优势，如保存时间长、多次复制不失真、可任意修改、便于传输、节约成本等。
数字图像处理
数字图像处理（Digital Image Processing）又称计算机图像处理，它是指将传统的模拟图像转换成计算机能够识别的二进制信息，并利用计算机技术对其进行分析、加工等后期处理操作，以满足人们的视觉或表达需求。
数字图像处理最早出现于20世纪50年代，首次获得实际应用成功的是美国喷气推进实验室，他们利用计算机对航天探测器发回的几千张月球图片进行处理，绘制出月球表面地图，获得了巨大成功。此后，随着中央处理器、存储芯片与图形芯片的价格下降，数字图像处理技术也得到迅猛发展，开始在许多领域被广泛重视。
与传统图像处理如暗房工艺相比，数字图像处理有着更为突出的优势。如，我们可以利用计算机方便地改变图像的大小、修整图像的污点或破损区域、校正图像的曝光和色调、将若干图像素材优化组合、为图像添加各种特殊效果等。在计算机的帮助下，我们不但可以提高图像的视觉质量，达到需求的艺术效果，还可以发挥自己的想象力和创造力，创作出现实生活并不存在的场景。
图像处理流程
图像处理工作流程包括：⑴获得原始图像；⑵通过图像处理软件处理图像；⑶存储工作成果，⑷作品输出。
●素材获取
数字图像的获得，可以使用扫描仪、数字化仪将传统图像转换成数字图像，也可以使用数码相机、数码摄像机拍摄得到，还可以通过Photo-CD（照片光盘）及网络图库获取。
图1-1 扫描仪
图1-2 数码相机
●常见的图像处理软件
ACDSee
ACDSee不但是一款众所周知的看图软件，还提供了不少图像编辑的功能，能够进行一些简单的图像增强美化工作。
Photoshop
Adobe公司的Photoshop是全球性的专业图像编辑行业标准，操作方便，功能强大，擅长于图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作。在数码影像、网页美工、平面印刷、广告设计和建筑装潢等诸多行业的图像处理工作领域处于主导地位。
Painter
Corel公司的Painter完全模拟了现实作画的自然绘图工具和纸张效果，并提供了计算机作画的特有工具。它为艺术创作提供了极大的自由空间，是一款非常理想的图像编辑和绘图工具。
光影魔术手
这是一款对数码照片画质进行改善及效果处理的软件。简单、易用，不需要任何专业的图像处理技术，就可以制作出专业胶片摄影的色彩效果，特别适合摄影作品后期处理、图片快速美容、数码照片冲印整理。
●图像的文件格式
文件格式即文件的存储方式，它直接影响文件的大小与使用范围。我们可以根据需要选择不同的存储格式，数字图像文件格式有BMP、JPEG、GIF、PSD、PNG、RAW、TIFF等。平常我们在网络上看到的图片多为JPEG和PNG格式，而PSD则是Photoshop专用文件格式。
●数字图像的输出
经过计算机处理的作品，最终根据不同的需要进行不同目的的输出。如可以将自己的作品放在互联网上与别人一起分享，也可以将作品制成演示文稿在计算机上向别人展示。如果需要用于纸介质输出，则将其打印、冲印或印刷出来。
知识林
图像与图形
图像又称位图，由许多像小方块一样的“像素”组成，一般用于照片品质的图像处理。它除了可以表达真实的照片外，也可以表现复杂绘画的某些细节，并具有灵活和富有创造力等特点。
图形又称矢量图，在数学上定义为一系列由线连接的点，它的特点是放大后不会失真，文件占用空间较小，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。常见的图形处理软件有CorelDRAW和Illustrator。
练一练
数字图像与传统图像相比有哪些优点？请举例说明。
什么是数字图像处理？
尝试使用数码相机拍摄照片并将其输入计算机。
请在网络上搜索经过图像处理软件处理过的图片，并说明这属于哪方面的应用。
你还知道哪些图像格式？说说它们各自的优缺点。
数字图像处理还应用于通讯技术、宇宙探索遥感技术和生物工程等领域，请你畅想一下数字图像发展的前景，谈谈它还能如何改变我们的生活。