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本文路線

流程圖最后一項(xiàng)摊灭，伽馬矯正、JPEG壓縮編碼和文件格式偷崩，只做粗略的理論介紹辟拷。因?yàn)橘ゑR矯正和壓縮編碼，需要在實(shí)際應(yīng)用阐斜，并且結(jié)合其他知識來理解衫冻，所以在后面會單開幾篇。

1谒出、顏色是啥和我們?yōu)槭裁茨芸吹剿?/h5>

顏色是啥隅俘，它其實(shí)是我們的視覺系統(tǒng)邻奠，對可見光的一種感知。如果我們是瞎子为居，那人類肯定不會發(fā)現(xiàn)還有顏色這種神奇的東西碌宴。光透過我們的眼睛，傳入我們的大腦蒙畴，就像照相機(jī)咔嚓一聲贰镣，將一幅圖片記錄到內(nèi)存卡。

早在之前膳凝，人類就發(fā)現(xiàn)光是一種電磁波碑隆，而人類并不能看見所有的電磁波，因此把能看見的電磁波蹬音，定為可見光上煤。它的波長在380和780nm之間，

我們在自然界看到的大多數(shù)光著淆，都不是一種波長的光楼入，它是由許許多多，不同波長的光組合而成牧抽，因此我們才能看到這么多顏色嘉熊。

就像我們看到的太陽光，它也是由多種不同顏色的光組合而成扬舒。我們小時(shí)候都玩過鏡子阐肤，用一面鏡子，來折射太陽光線到水里讲坎，光線再通過水折射到墻上孕惜，就出現(xiàn)了彩虹。而牛頓晨炕，很早的時(shí)候就用棱鏡演示了這個(gè)事實(shí)：白光包含所有可見光譜的波長衫画。

光譜色

在人的視網(wǎng)膜中，有三種對紅綠藍(lán)敏感程度不同的椎體細(xì)胞瓮栗，視網(wǎng)膜通過神經(jīng)元感知外部世界的顏色削罩，而每個(gè)神經(jīng)元，是一個(gè)對顏色敏感的椎體费奸。紅綠藍(lán)三種椎體細(xì)胞弥激，對不同頻率的光的感知不同，對不同亮度的感知程度也不同愿阐。所以后來人們在數(shù)字化圖像的時(shí)候微服，面對巨大的數(shù)據(jù)量，就可以使用壓縮編碼技術(shù)缨历，來降低圖像的數(shù)據(jù)量以蕴，而使人眼感覺不到圖像質(zhì)量的下降糙麦。

2、圖像的顏色模型

2.1 RGB相加混色模型

一個(gè)能發(fā)出光波的物體稱為有源物體丛肮，它的顏色喳资，由該物體發(fā)出的光波決定。就像彩色CRT一樣腾供，三個(gè)電子槍分別產(chǎn)生R仆邓、G、B三種波長的光伴鳖，并以各種不同的相對強(qiáng)度組合產(chǎn)生不同的顏色节值。

因?yàn)镽、G榜聂、B顏色模型是用三種光疊加搞疗，來產(chǎn)生特定的顏色，所以這種方法又稱為RGB相加混色模型须肆。

在自然界中匿乃，任何一種顏色，都可以用R豌汇、G幢炸、B這三種顏色值之和來確定，在數(shù)學(xué)書拒贱，它們構(gòu)成一個(gè)三維的RGB矢量空間宛徊。所以只要R、G逻澳、B的數(shù)值不同闸天，混合得到的顏色就不同，也就是光波的波長不同斜做。

顏色 =  R（紅的百分比）+ G（綠的百分比）+ B（藍(lán)的百分比）

相加混色產(chǎn)生顏色

2.2 彩色圖像

在柵格圖像下苞氮，一幅彩色圖像，可以看成由許多點(diǎn)組成瓤逼。每個(gè)點(diǎn)稱為一個(gè)像素笼吟，每個(gè)像素都有一個(gè)值，它表示特定顏色的強(qiáng)度抛姑。一個(gè)像素值通常由R赞厕、G、B三個(gè)分量表示定硝。如果每個(gè)像素的每個(gè)顏色分量用“1”和“0”表示，即每種顏色的強(qiáng)度是100%或0%毫目，那么每個(gè)像素所呈現(xiàn)的顏色蔬啡，就會是8種（2的三次方）顏色之一诲侮。

柵格圖像

2.3 CMY相減混色模型

一個(gè)不發(fā)光波的物體，稱為無源物體箱蟆，它的顏色沟绪，由物體吸收或者反射那些光波決定。就像我們看見樹葉是綠色的空猜，是因?yàn)殛柟庹赵跇淙~上绽慈，其他的可見光被吸收，綠光被反射辈毯，所以我們才看得見坝疼。如果半夜去，能看見我服你谆沃！

當(dāng)我們畫水彩的時(shí)候钝凶，我們將顏料進(jìn)行混合，繪制的圖畫唁影，也是一種無源物體耕陷。

使用C（青色cyan）、M（品紅magenta）据沈、Y（黃色yellow）按一定比例混合得到顏色的方法哟沫，稱為CMY模型，也稱CMY相減混色模型（為什么下面講）锌介。

同樣南用，任何一種顏色使用C、M掏湾、Y也可以混合得到裹虫。

4.png

2.3.1 為什么叫做CMY相減混色模型

CMY相減混色模型這樣命名的原因，是因?yàn)檫@種混色模型融击，使用從白光中筑公，減去對應(yīng)數(shù)值的C（青色cyan）、M（品紅magenta）尊浪、Y（黃色yellow）三種顏色而產(chǎn)生顏色匣屡。

如果這句話不能使你充分理解，那么可以結(jié)合RGB相加混色模型一起理解拇涤。如下圖:

RGB相加混色

如圖所示捣作，R（紅）、G（綠）鹅士、B（藍(lán)）的兩兩交集產(chǎn)生C（青）券躁、M（品紅）、Y（黃），而RGB三者的交集產(chǎn)生白色也拜。

列成等式就是這樣：

  （1）白 = 紅 + 藍(lán) + 綠以舒；

  （2）黃 = 紅 + 綠；

  （3）青 = 藍(lán) + 綠慢哈；

  （4）品紅 = 紅 + 藍(lán)蔓钟；

如果我們現(xiàn)在使用CMY相減混色模型來產(chǎn)生顏色，那么它產(chǎn)生顏色的過程如下：

假如“黃”的數(shù)值已知卵贱，那么可以用白色（基準(zhǔn)值）減去黃色得到藍(lán)色滥沫，同理可得紅色和綠色的值。而我們都知道键俱，RGB可以組成幾乎所有的顏色兰绣，因此顏色產(chǎn)生。

如果說到這還想不明白方妖，請用（1）式分別減（2）狭魂、（3）、（4）式党觅。

所以總結(jié)起來雌澄，相減混色和相加混色其實(shí)互為互補(bǔ)色，RGB中顏色值為1的地方杯瞻，在CMY對應(yīng)的位置上镐牺，其顏色值為0。它們的關(guān)系如下所示：

相加色與相減色的關(guān)系

利用這種關(guān)系魁莉，RGB可以轉(zhuǎn)化成CMY睬涧，因?yàn)镽GB常用在顯示器、計(jì)算機(jī)圖像等顯示設(shè)備上旗唁，而CMY常用在打印機(jī)畦浓、印刷上，所以可以把顯示的顏色检疫，轉(zhuǎn)換成打印的顏色讶请。

3 圖像的三個(gè)基本屬性

3.1 圖像分辨率

前面我們介紹過顯示器分辨率，它表示顯示器能夠顯示畫面的細(xì)膩度屎媳。而圖像分辨率夺溢，是圖像精細(xì)程度的度量方法。對同樣尺寸的一幅圖像烛谊，如果像素?cái)?shù)目越多风响，則說明圖像的分辨率越高，看上去越逼真丹禀。相反状勤，圖像看起來越粗糙鞋怀。

圖像分辨率也稱空間分辨率，或者像素分辨率荧降。

在實(shí)際應(yīng)用中接箫，我們通常這樣表示圖像分辨率：

1攒读、物理尺寸：通過每毫米的線數(shù)或行數(shù)來標(biāo)識朵诫，比如一幅640x480的圖像，物理尺寸為10mm x 10mm薄扁，那么它每毫米有48行

2剪返、行列像素：像素/行 x 行/幅，如640像素/行 x 480行/幅

3邓梅、像素總數(shù)：如手機(jī)或者數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)的脱盲，1200萬像素

4、單位長度上的像素：如像素每英寸（pixels per inch, PPI）

5日缨、線對數(shù)：以黑白相鄰的兩條線為一對

在這五種表示法中钱反，如果是顯示在手機(jī)或者計(jì)算機(jī)顯示器上，第五種和第一種很少用到匣距。比如線對數(shù)面哥，在顯示器中，圖像被單行掃描毅待，所以線對數(shù)用到較少尚卫，有興趣的可以自行百度。

3.1.1 圖像分辨率和屏幕分辨率

有的人可能咋然看到這兩個(gè)詞尸红，有點(diǎn)分不清吱涉。其實(shí)道理很簡單，屏幕相當(dāng)于畫布外里，圖像如果大于畫布怎爵，就畫不下，只能畫出整幅圖像的一部分盅蝗。比如鳖链，如果屏幕分辨率為640x480，那么一副320x240的圖像风科，就只占顯示屏的1/4撒轮。相反，2400x3000像素的圖像就不能顯示完整畫面贼穆。

有的人可能又會說题山，不對呀，我在電腦上或手機(jī)上打開任何一幅圖故痊，都能看到完整的畫面呀顶瞳。是這樣，我們在電腦上打開或者手機(jī)上打開圖片的時(shí)候，都會默認(rèn)使用看圖軟件打開慨菱，在打開的時(shí)候焰络，看圖軟件已經(jīng)對原圖做了處理。

比如一幅分辨率大于屏幕分辨率的圖像符喝，軟件會刪除圖像的一些像素闪彼，來顯示完整。如果你對圖片進(jìn)行放大协饲，那么程序會根據(jù)算法畏腕，再添加一些像素進(jìn)去。這樣一來茉稠，一幅高分辨率的圖像描馅，被放大之后，被程序加入的像素就比低分辨率的要少而线，所以它依然很清晰铭污，而低分辨率的此時(shí)可能已經(jīng)看不清了。

有人可能還會說膀篮，不對呀嘹狞，我在電腦上放大一幅圖片的時(shí)候，放大到最后各拷，圖像的每個(gè)像素我都能看得見刁绒，程序加的像素在哪兒呢？在這里我也放大一幅圖片放在這烤黍，請看下圖：

放大一幅圖像

問這個(gè)問題的知市，首先是沒搞清楚圖像分辨率和屏幕分辨率是怎么一回事。我現(xiàn)在使用的屏幕分辨率是1280x800速蕊，圖像被放大到每個(gè)像素都能看見嫂丙，然而，像素點(diǎn)有這么大嘛规哲？顯示器上每行有1280個(gè)像素點(diǎn)跟啤，圖像被放大后，顯示器上依然有1280個(gè)點(diǎn)唉锌，而圖像的總像素也沒有變隅肥，那程序加的像素在哪兒呢？

就在放大后的每個(gè)像素格子上袄简！可以這樣理解腥放，放大前圖像的一個(gè)像素用顯示器的一個(gè)像素顯示，放大之后绿语，圖像的一個(gè)像素格子用顯示器的20個(gè)像素顯示秃症。那每個(gè)格子多余的19個(gè)像素從哪兒來候址？