《现代教育技术》教案——第十章 图像素材.docx

案教（第10次课2学时）授课题目】第八章多媒体素材的采集与制作第四节图像素材的采集与制作-图像基础知识【教学目的和要求】通过本部分的学习，使学生掌握图像的基础知识，图像素材的类型及格式，了解图像素材的主要承载媒体。【教学重点】图像素材的类型，格式，图像素材的主要承载媒体【教学难点】颜色模式【教学过程】学时分配：2学时教学方法：讲授法，讨论法，实践法课堂环境：多媒体教室教学内容：第四节图像素材的采集与制作-图像基础知识一、基础知识（一）图像的种类：位图与矢量图1 .位图图像（点阵图）数码相机柏摄的相片，扫描仪扫描的图片，屏幕上抓取的图像等都属于位图。位图在技术上称为栅格图像，它由网格上的点组成（实际上是许许多多的小矩形块），这些点称为像素。每个像素点记录了图像相应的颜色信息，Photoshop就是通过修改像素点来处理图像的。特点：在屏幕上缩放位图图像时，它们可能会丢失细节，因为位图图像与分辨率有关，它们包含固定数量的像素，每个像素都分配有特定的位置和颜色值，放大位图图像时，系统无法为它创建新的像素，只是将原来的像素变大填充放大后的空间，因此图像会产生裾齿。位图可以表现层次和色彩比较丰富、画面细致的图像。位图图像所占存储空间较大。不同放大级别的位图图像示例2 .矢量图形矢量图是由图形软件创建的。常用的矢量图软件有IlIUStrator、CoreIDraW等。矢量图用数学的向量方式来记录图形内容，图形以线条和色块为主。例如：一条线段只需要记录两个断点的坐标、线段的粗细和色彩即可。特点；矢量图形与分辨率无关，也就是说，可以将它们任意缩放，可以按任意分辨率打印，而不会丢失细节和清晰度。这意味着可以移动线条、调整线条大小或者更改线条的颜色,而不会降低图形的品质。矢量图形不适合制作色调丰富、色彩变化太多的图像，无法像照片一样表现自然界的景象，适用于设计者创作与众不同的图形，或制作缩放到不同大小时也必须保持线条清晰的图形（例如徽标）。相对于位图图像来说，文件所占存储空间较小。(二)像素和分辨率1 .像素大小位图图像在高度和宽度方向上的像素总量称为图像的像素大小。图像的显示与像素大小有关，像素越大，显示越清晰。2 .图像分辨率图像分辨率由打印在纸上的单位长度内包含的像素点的数量决定，常以像素/英寸(PPi)决定。在Photoshop中，可以更改图像的分辨率。分辨率为72ppi和300ppi的图像示例打印时，高分辨率的图像比低分辨率的图像包含的像素更多，因此像素点更小。与低分辨率的图像相比，高分辨率的图像可以重现更多细节和更细微的颜色过渡，因为高分辨率图像中的像素密度更高。如果一个图像的原始数据不清晰，提高图像的分辨率也不会使图像变得清晰,因为PS只能在原始数据的基础上进行调整，而无法生成新的原始数据，因此图像的效果不会因为分辨率的增加而变得清晰。如果图像用于网络或屏幕显示，设置为72或96ppi即可，如用于印刷，则不小于300ppio3 .像素大小与图像（打印）分辨率之间的关系要制作出高品质的图像，需要了解图像的像素大小与图像打印分辨率之间的关系，这一点很重要。图像中细节的数量取决于像素大小，而图像分辨率控制打印像素的空间大小。例如，在保持图像像素大小不变的情况下修改图像的分辨率，随之更改的是图像的打印大小。但是，在想保持相同的打印输出尺寸情况下，修改图像的分辨率会伴随着像素大小总量的改变。像素大小等于文档（输出）大小乘以分辨率A.降低分辨率而不更改像素大小B.原始大小和分辨率C.降低分辨率而保持相同的文档（文档变大，不重新取样）大小（像素大小减少，重新取样）4 .显示器分辨率与屏幕分辨率（显示分辨率）显示器分辨率是指在显示器中每个单位长度显示的点数，通常以"点/英寸”（dpi）来衡量。我们说某个显示器的分辨率为80DPI,是指在显示器的Itr效显示范围内，显示器的显像设备可以在每英寸荧光屏上产生80个光点。通常，屏幕分辨率（显示分辨率）用"水平像素数X垂直像素数”的数字来表示。以屏幕分辨率（显示分辨率）为1024X768的屏幕来说，即每一条水平线上包含有1024个像素点，共有768条线，即扫描列数为1024歹U，行数为768行。5 .打印机分辨率打印机分辨率以所有激光打印机（包括照排机）产生的每英寸的油墨点数（dpi）为度量单位。提高打印机分辨率不会改善低品质图像的实际打印效果。更改图像的打印机分辨率只会使每个像素变大,从而导致像素化,这样打印出的图像像素大而粗糙。您可以以充分利用低分辨率图像中的像素数为原则选择打印尺寸，以此来实现最佳效果。6 .DPI中的点（Dot）与图像分辨率中的像素（PiXeI）DPl中的点（DOt）与图像分辨率中的像素（PiXel）是容易混淆的两个概念，DPl中的点可以说是硬件设备最小的显示单元，而像素则既可是一个点，又可是多个点的集合。在扫描仪扫描图像时，扫描仪的每一个样点都是和所形成图像的每一个像素相对应的，因此扫描时设定的DPl值与扫描形成图像的PPl值是相等的，此时两者可以划等号。但在许多情况下，两者的区别是相当大的。比如，分辨率为1PPI的图像，在300DPI的打印机上输出，此时图像的每一个像素，在打印时都对应了300X300点。在计算机显示器的运用上也存在类似问题，比如12英寸显示器的有效显示区域约20OmmXI60mm,如果荧光屏的光点直径为0.31mm,通过换算可知：相应的分辨率为80DPl=(25.3995mminch÷0.31mmDot80DotInch)(1英寸=25.3995mm),荧光屏上最大可显示的光点数为640(200÷0.31)×480(160÷0.31)o在这种情况下，显示卡的屏幕分辨率(显示分辨率)最高可设置为640X480,这时1PiXel由1DOt组成。如把显示卡的显示模式调整为320X200,在显示一幅320X200的图像时，一个像素就要对应于四个光点(2X2)°对于不同大小的显示器，在屏幕分辨率(显示分辨率)相同情况下，同一幅图像(尺寸为640X480像素)所占屏幕空间比例相同，而大显示器的每个像素看起来会比较大。20"832x624/640x4801024 x 768 / 640 x 480在不同大小和分辨率的显示器上显示的图像示例注意：在制作用于联机显示的图像时，像素大小变得格外重要。您应该控制图像大小，确保图像在较小的显示器上显示时不会占满整个屏幕，从而给Web浏览器窗口留出一些显示空间。（三）颜色1. 颜色模型和颜色模式颜色模式以颜色模型为基础。我们只能看到电磁光谱的一小部分。这一小部分通常称为可见光谱。这部分的颜色就已经是千变万化了，为了能够量化颜色，所以确定了衡量标准。颜色模型是用于表现颜色的一种数学算法，描述我们看到和处理的颜色。每种颜色模型分别表示用于描述颜色和对颜色进行分类的不同方法。所有颜色模型使用数值表示可见色谱。人们只能看到能量谱的一小部分使用特定颜色模型（如RGB或CMYK）可以生成的颜色范围称为色彩空间。可以说，色彩空间是另一种形式的颜色模型。颜色模型用数学算法来描述颜色，色彩空间将这些算法定义为颜色。某些颜色模型有固定的色彩空间（如Lab和XYZ）,因为它们描述的是人眼能看到的所有颜色，不限于设备所生成的颜色，这些模型被视为与设备无关C还有一些颜色模型（RGB、HSL、HSB、CMYK,等等）具有许多不同的色彩空间，这些颜色模型主要用于设备，由于每个设备都具有自己的独有的色彩空间，它们只能重现自己色域内的颜色，因此它们被视为与设备相关。例如，RGB颜色模型有许多RGB色彩空间，如AdObeRGB、sRGB和ProPhotoRGB,可以采用相同的RGB值：R=220、B=230,G=5,指定描述不同RGB色彩空间的配置文件。每个色彩空间中的颜色显示效果不同，但数值和模型仍然相同。PhotoShop中，每个颜色模型都有一个与其关联的颜色工作空间配置文件。色彩空间包含的颜色范围称为色域，不同色彩空间的色域A.Lab色彩空间包括所有可见颜色B.RGB色彩空间C.CMYK色彩空间Photoshop中使用的颜色模型为HSB、RGB、CMYK和Lab（1） HSBHSB模型是以人眼对色彩的感觉为基础的。HSB源自RGB色彩空间，并且是设备相关的色彩空间。a） 色相（HUe）,也叫色别，是从物体反射或透过物体传播的颜色，是与颜色主波长有关的物理和心理特性。在O到360度的标准色轮上,按位置度量色相。在通常的使用中，色相由颜色名称标识，如红色、橙色或绿色。通过增加色轮中相反颜色的数量，可以减少图像中某一颜色的数量，反之亦然。在标准色轮上,处于相对位置的颜色被称作补色。b） 饱和度（Saturation）（有时称为色度）是指颜色的强度或纯度。饱和度表示色相中灰色分量所占的比例，它使用从0l（灰色）至100%（完全饱和）的百分比来度量。在标准色轮上，饱和度从中心到边缘递增。当一种颜色的色素含量达到极限时，颜色的纯度最纯是该色相的标准色，这时这个颜色就达到了饱和程度。饱和度的变化，不会改变原来的色别，只是颜色浓淡、深浅、鲜艳程度的变化。C）亮度（BrightneSS）是颜色的相对明暗程度，通常使用从0%（黑色）至100%（白色）的百分比来度量。亮度有两种情况，一是指同一种色相的颜色由于受光强弱不同而形成不同的明暗程度；二是对于不同色相的颜色来说，如对于下面的颜色，黄色最亮，蓝色最暗。0-/360”色轮R.红色Y.黄色G.绿色C.青色B.蓝色M.洋红HSB模型H.色相S.饱和度B.亮度尽管可以使用Photoshop中的HSB模型定义"颜色"调板或"拾色器"对话框中的颜色，但是没有用于创建和编辑图像的HSB模式。（2） RGB绝大多数可见光谱可用红色、绿色和蓝色三色光的不同比例和强度的混合来表示。在这三种颜色的重叠处产生合成色-青色、洋红、黄色和白色。将所有颜色加在一起可产生白色，即所有不同波长的可见光都传播到眼睛。RGB是从物体发光的原理来设计定的，通俗点说它的颜色混合方式就好象有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠加的时候，色彩相混，而亮度却等于两者亮度之和。RGB颜色模型也称为加色模型.Photoshop的RGB颜色模式使用RGB模型，对于彩色图像中的每个RGB（红色、绿色、蓝色）分量，为每个像素指定一个0（黑色）到255（白色）之间的强度值。例如，亮红色可能R值为246,G值为20,而B值为500当所有这3个分量的值相等时，结果是中性灰色。当所有分量的值均为255时，结果是纯白色；当这些值都为0时，结果是纯黑色。加色用于光照、屏幕和显示器等显示设备中。例如，彩色电视机，显示器都是通过红色、绿色和蓝色三原色的混合来显示的。加色（RGB模型）新建的PhotoShoP图像的默认模式为RGBo屏幕上的纯黑、纯白、纯红色、纯绿色、纯蓝色、纯黄色的RGB值各是多少？CMYK当周围的光线照射到物体时，有一部分的颜色被吸收而余下的部分会被反射出来，反射出来的颜色就是我们所看到的物体色。CMYK就是以物体反光的原理来设计的，所以它的混合方式刚好与RGB相反，是减色模型，当它们的色彩相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却会减低。当白光照射到半透明油墨上时（油墨是有透明度的），某些可见光波长被油墨所吸收（减去），而其他波长的光则被反射回眼睛，这些颜色因此称为减色。理论上，混合了纯青色（Cyan）洋红（Magenta）和黄色（Yellow）3种颜色时，可视范围内的所有光线会全部被吸收并显示出黑色。由于所有的打印油墨都存在一些杂质，这三种油墨实际会产生土棕色。因此，在四色打印中除了使用纯青色、洋红和黄色油墨外，还会使用黑色油墨（K）。（为避免与蓝色混淆，黑色用K而非B表示。）CM减色（CMYK模型）在Photoshop的CMYK模式中，为每个像素的每种印刷油墨指定一个百分比值。100I%时显示的颜色成分最多，通道中颜色亮度最暗（可以理解为在白纸上刷的油墨最多）：0%时显示的颜色成分最少，通道中颜色亮度最亮（可以理解为在白纸上没刷油墨）。例如，当四种分量的值均为0%时，就会产生纯白色，表示完全没有油墨。某一种红色的CMYK可能为2%的青色，100%的洋红，20%的黄色和0%的黑色。在制作要用印刷色打印的图像时，应使用CMYK模式。(4)LabCIEL*a*b*颜色模型（Lab）是由国际照明委员会（COnlmiSSionInternationaled,Eclairage）创建的数种颜色模型之一，CIE是致力于在光线的各个方面创建标准的组织。1.ab中的数值描述正常视力的人能够看到的所有颜色。因为Lab描述颜色的显示方式，而不是设备（如显示器、桌面打印机或数码相机）生成颜色所需的特定色料的数量，所以Lab被视为与设备无关的颜色模型。色彩管理系统使用Lab作为色标，将颜色从一个色彩空间转换到另一个色彩空间。1.ab从亮度或其明度成分（L）及以下两个色度成分的角度描述颜色：a成分（绿色和红色）和b成分（蓝色和黄色）。1.*a*b*（Lab）模型A.亮度=IO0（白色）B.绿色到红色成分C.蓝色到黄色成分D.亮度=0（黑色）在Photoshop中，Lab颜色模式有一个介于0到100之间的明度分量（L）o在Adobe拾色器中，a分量（绿色-红色轴）和b分量（蓝色-黄色轴）的范围可从+127到-128。在"颜色”调板中，a分量和b分量的范围可从+120到-120。2 .颜色模式颜色模式确定用于显示和打印所处理的图像的颜色方法，Photoshop的颜色模式基于颜色模型。PhotoShoP中常用的颜色模式有：RGB,CMYK,Lab和灰度模式。PhOtoShoP还包括用于特殊色彩输出的颜色模式，如索引颜色和双色调。颜色模式决定了图像中的颜色数量、通道数和文件大小。选取颜色模式操作还决定了可以使用哪些工具和文件格式。灰度模式：使用最多256级灰度来表现图像。灰度图像的每个像素有一个O（黑色）255（白色）之间的亮度值。灰度值一般常用黑色油墨覆盖的百分比来表示，0%等于白色，100%等于黑色。位图模式：使用两种颜色值（黑色或白色）之一表示图像中的像素。因为其颜色深度为1,所以位图模式下的图像也被称为1位图像。要把彩色模式转换为位图模式，首先要将其转换为灰度模式。双色调模式：通过14种自定油墨创建单色调、双色调、三色调和四色调的灰度图像。单色调是用非黑色的单一油墨打印的图像，双色调、三色调和四色调分别是用两种、三种和四种油墨打印的图像。在这些图像中，可以使用彩色油墨来重现带色彩灰色。使用此模式的重要用途之一是使用尽量少的颜色来表现尽量多的颜色层次。要把彩色模式转换为双色调模式，首先要将其转换为灰度模式（只能将8位灰度图像转换为双色调）。索引颜色模式：网上和动画中常用的图像模式，是包含最多256种颜色的8位图像文件。当彩色图像转换为索引颜色模式时，Photoshop将构建一个颜色查找表（CLUT）,用以存放并索引图像中的颜色。如果原图像中的某种颜色没有出现在该表中，则程序将选取最接近的一种现有颜色来模拟该颜色，这样可以减小图像文件的大小"在这种模式下只能进行有限的编辑，要进一步进行编辑，应转换为RGB模式。多通道模式：在每个通道中包含256个灰阶的图像模式。原始图像中的颜色通道在转换后的图像中变为专色通道，对于特殊打印很有用。3 .颜色深度颜色深度用来度量图像中有多少颜色信息可用于显示或打印像素，单位是“位”，颜色深度也称为位深度。1位有两个可能的数值：0或1,所以一个1位的图像包含2种颜色：黑和白，2、色彩深度颜色数Ift色彩模式1位2（黑和白）位图8仰256索引颜色16位6553616位/通道.灰度24位：1670万RGB32位种CMYK.带Alpha通道的RGB48位RGB.16位/通道例如：RGB图像使用三种颜色或三个通道在屏幕上重现颜色。这三个通道将每个像素转换为24（8位x3通道）位颜色信息。对于24位图像，可重现多达1670万种颜色。对于48位图像（每个通道16位），可重现更多颜色。（四）图像文件格式1. BMPBMP是DOS和Windows兼容计算机上的标准Windows图像格式，BMP格式支持RGB、索引颜色、灰度和位图颜色模式，不支持CMYK模式，不支持Alpha通道。对于使用Windows格式的4位和8位图像，还可以指定不会损失数据的RLE压缩。2. JPEG/JPEG2000联合图像专家组（JPEG）格式是在WorldWideWeb及其他联机服务上常用的一种格式，用于显示超文本标记语言（HTML）文档中的照片和其他连续色调图像。JPEG格式支持CMYK、RGB和灰度颜色模式，但不支持Alpha通道。与GIF格式不同，JPEG保留RGB图像中的所有颜色信息，但通过有选择地扔掉数据来压缩文件大小.JPEG图像在打开时自动解压缩。压缩级别越高，得到的图像品质越低；压缩级别越低，得到的图像品质越高。在大多数情况下，“最佳”品质选项产生的结果与原图像几乎无分别。3. GIF图形交换格式（GIF）是在WorldWideWeb及其他联机服务上常用的一种文件格式,用于显示超文本标记语言（HTML）文档中的索引颜色图形和图像。GIF是一种用LZW压缩的格式，目的在于最小化文件大小和电子传输时间。GIF格式保留索引颜色图像中的透明度，但不支持Alpha通道。4. PNG便携网络图形（PNG）格式是作为GIF的无专利替代品开发的，用于无损压缩和显示Web上的图像。与GIF不同，PNG支持24位图像并产生无锯齿状边缘的背景透明度；但是，某些Web浏览器不支持PNG图像。PNG格式支持无Alpha通道的RGB、索引颜色、灰度和位图模式的图像。PNG保留灰度和RGB图像中的透明度。5. TIFF标记图像文件格式（TIFF）用于在应用程序和计算机平台之间交换文件。TIFF是一种灵活的位图图像格式，受几乎所有的绘画、图像编辑和页面排版应用程序的支持，而且，几乎所有的桌面扫描仪都可以产生TIFF图像TlFF文档的最大文件大小可以达到4GBTIFF格式支持具有Alpha通道的CMYK、RGB、Lab、索引颜色和灰度图像,并支持无Alpha通道的位图模式图像。Photoshop可以在TIFF文件中存储图层：但是，如果在另一个应用程序中打开该文件，则只有拼合图像是可见的。Photoshop也能够以TIFF格式存储注释、透明度和多分辨率金字塔数据。6. PSDPhotoshop格式（PSD）是默认的文件格式，而且是除大型文档格式（PSB）之外支持大多数Photoshop功能的唯一格式。由于AdObe产品之间是紧密集成的，因此其它Adobe应用程序（如AdobeIllustrator,AdobeInDesign、AdobePremiere,AdobeAfterEffects和AdobeGoLive）可以直接导入PSD文件并保留许多Photoshop功能。二、承载图像素材的媒体照相机是一种获取平面视觉材料的重要工具。)近年来，随着数字化技术发展而出现的一种新的照相机种类一一数码相机，在现代教育技术中使用越来越广泛。(1)照相机的分类按照可移动方式可以分为固定式和便携式。目前，学习生活中主耍使用的是便携式相机.按照使用胶片的尺寸可以分为散片机、120型相机、135型相机.135相机使用的标准画面尺寸为36mmX24mm.按照使用存储介质可以分为胶片相机和数码相机按照操作方式可以分为手动式相机和自动式相机。自动式相机主要有三种形式：全自动式、光圈优先式、快门优先式。(2)照相机的主要名词镜头是照相机的主要成像设备。每个照相机的镜头有其特定的焦距，镜头焦距不同，其拍摄视角也不相同，所表达的效果各不相同。照相机按照不同的镜头焦距，可以分为标准镜头、长焦镜头及广角镜头等.标准镜头：焦距为45-58mm,是一种最常用的镜头，利用此镜头拍摄的景物与人眼的主要视觉范围一致。长焦镜头：焦距为85-100Omm,此类镜头焦距长、视角窄，适合于拍摄远距离的景物。广角镜头：焦距为28-35mm,用于展现教宽广的画面，用来突出辽阔、恢宏的气势。景深是照相过程中的一种特殊的成像现象。当被摄物体聚焦时，被摄主体前后的一个固定的范围被称为景深。在照相中合理的控制景深，可以创造出优秀的摄影作品。一般拍摄特写时，需要使用较短的景深，使主体清晰背景模糊，达到突出主体的作用；另外在拍摄比较宏大的场面时，需要较长的景深，突出宏大的场面。(3)数码相机的主要技术指标像素数：像素数与图像传感器(CCD)的面积直接相关。通常情况下像素数越多，图像清晰度也越高。目前，市场上出售数码照相机的像素数可以达到600万800万。分辨率：是反映图像清晰度的直接指标，通常以线数来表示。原则上讲，图像分辨率越高，图像越清晰，但数据存储量也越大.在分辨率方面需要注意最大分辨率、有效分辨率、数字分辨率.色彩深度(色彩位数)：反映了数码相机能正确记录的颜色等级，通常用位表示。一般色彩深度值越高，就能真实的还原影像的明暗层次和色彩变化细节，图像也就越真实，但数据存储量也越大。目前，数码相机色彩深度多为24位、30位、36位等。(3)数码相机使用中注意的问题第一、数码相机的种类很多，在外观、功能与性能方面存在很大的差异，因此在第一次使用的时候要注意详细阅读说明书.第二、安装的电池。所有的数码相机工作都需要有电池供电，不同机型的数码那相机使用的电池种类不同，原则上应使用专用电池。第三、存储卡的安装(CF,SM卡).数码相机的存储卡可能因机而异，安装时注意轻放操作，留意安装存储卡的正反面的是否正确。第四、相关操作参数的设置。一般数码相机的参数设置有两个方面，一部分在LCD液晶显示屏上，另一部分在机身上相应的按键进行设置。第五、拍摄.按下数码相机快门键后，CCD相应的进行图像拾取，会有1-2秒的读取数据、处理、保存的过程。在拍摄过程中要注意停顿2-3秒后才可以继续拍摄，并且拍摄时切记不能抖动，以免影响画面的质量。(4)数码相机图片的拾取读取数码相机的图片数据一般有两种方式，一种是通过计算机中立接从相机中读取；另一种是使用读卡器进行读取从计算机中读取图片数据是将计算机与数码相机通过USB连线进行连接，打开相机电源，并运行计算机中数码相机的驱动程序，找到可移动介质，就可以打开读取存储卡中的图像信息(像U盘一样进行数据的复制、剪切和粘贴).使用专用读卡器读取把数码相机的内存储卡卸下来，放入读卡器中，从连接读卡器的计算机中读取，进而对图像进行编辑、修改、保存、或者打印输出。【作业】【课后记】