2-2 點(diǎn)陣格式圖像

我們所看到的圖像，究竟是如何構(gòu)成的呢？這就需要涉及到圖像類型的概念。 電腦中的圖像類型分為兩大類，一類稱為點(diǎn)陣圖，一類稱為矢量圖。
點(diǎn)陣圖顧名思義就是由點(diǎn)構(gòu)成的，如同用馬賽克去拼貼圖案一樣，每個(gè)馬賽克就是一個(gè)點(diǎn)，若干個(gè)點(diǎn)以矩陣排列成圖案。 數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片、掃描儀掃描的稿件以及絕大多數(shù)的圖片都屬于點(diǎn)陣圖，如下左圖就是一個(gè)典型的點(diǎn)陣圖。把這幅圖片調(diào)入Photoshop，使用菜單【圖像 圖像大小】就可以看到如下 右圖的信息。注意窗口上部像素大小的寬度和高度，分別是400像素和225像素。 像素是什么？像素就是組成點(diǎn)陣圖像中的那些點(diǎn)，是點(diǎn)陣圖最小的單位。如同拼成圖案的那許多馬賽克一樣。

在圖像窗口底端狀態(tài)欄的縮放倍數(shù)右方區(qū)域，按住ALT鍵單擊就會(huì)出現(xiàn)像素?cái)?shù)量信息，如下 左圖。PhotoshopCS及更早版本的圖像狀態(tài)欄位于Photoshop窗口的底部，如下右圖。如果狀態(tài)欄未出現(xiàn)可通過(guò)菜單【窗口 狀態(tài)欄】打開(kāi)。PhotoshopCS2版本則沒(méi)有此項(xiàng)菜單。

如果我們放大圖像〖CTRL +〗，就會(huì)看到點(diǎn)也同時(shí)被放大了，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)所謂的馬賽克現(xiàn)象(也稱鋸齒現(xiàn)象)。如下左圖。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(gè)像素只能有一個(gè)顏色。 寬400像素，高225像素，意味這幅圖像由橫方向400個(gè)點(diǎn)、豎方向225個(gè)點(diǎn)組成，400×225=90000，圖像的總像素?cái)?shù)量就是9萬(wàn)。 數(shù)碼相機(jī)有一個(gè)很重要的指標(biāo)就是1300萬(wàn)像素、3000萬(wàn)像素這樣的稱呼，就是指拍攝出來(lái)圖像中的像素總量。
像素是不是越多越好呢？從大部分情況來(lái)說(shuō)是的，圖像的像素越多，記錄的信息也越詳細(xì)，圖像的局部就越細(xì)致，如下右圖。 上圖是一幅像素總量144萬(wàn)(1600×900)的圖像，在放大到和前一張圖差不多的大小時(shí)的效果，可以很明顯感覺(jué)出圖像局部要顯得細(xì)膩得多。

放大縮小圖像的快捷鍵是〖CTRL +〗〖CTRL -〗，這種放大會(huì)沿著圖像的中心點(diǎn)放大。
還有一種定點(diǎn)放大方式是按住空格和CTRL鍵，用鼠標(biāo)單擊圖像的一個(gè)部分，這樣會(huì)以單擊的地方作為中心放大?？s小是按住空格和ALT鍵單擊。 如果縮放程度不夠可重復(fù)以上操作。圖像窗口的標(biāo)題欄以及狀態(tài)欄都會(huì)顯示縮放倍數(shù)。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)該是先按CTRL再按空格。但是在中文Windows下這正好是默認(rèn)的中文輸入法切換方式。因此建議先按空格再按CTRL。
如果圖像超過(guò)了圖像窗口的大小，將在右方和下方出現(xiàn)滾動(dòng)條，此時(shí)拉動(dòng)滾動(dòng)條即可移動(dòng)觀看區(qū)域(不是移動(dòng)圖像)。 也可按住空格鍵在圖像中按下鼠標(biāo)拖動(dòng)。當(dāng)鼠標(biāo)開(kāi)始拖動(dòng)以后，空格鍵可以松開(kāi)。
以上的幾個(gè)快捷鍵是最常用的。要把它們記住，這將讓你的操作變得迅速。

0201我們的顯示器也是點(diǎn)陣式的，前一課中看過(guò)的電視機(jī)屏幕，就是由許多的點(diǎn)構(gòu)成的。包括液晶屏和等離子屏也是如此。 傳統(tǒng)的顯像管顯示器又稱為CRT(學(xué)名陰極射線管)，是顯示設(shè)備中最早也最普及的種類。 顯示器的點(diǎn)陣數(shù)是可變的，我們可以從Windows控制調(diào)板中的顯示項(xiàng)目來(lái)查看或改動(dòng)目前顯示器的屏幕分辨率，如下圖所示，目前為1024×768像素，也就是說(shuō)現(xiàn)在顯示器橫方向能夠顯示1024個(gè) 像素點(diǎn)，豎方向768個(gè)像素點(diǎn)。

如同一張6寸的照片不能完整放入一個(gè)5寸的像框一樣，如果一幅圖像超過(guò)了顯示器橫或豎方向的像素?cái)?shù)，那么這幅圖像就不能在屏幕上完整顯示(以100%原尺寸顯示前提下)。 因此屏幕分辨率越高，能夠完整顯示的內(nèi)容就越多。比如一個(gè)300×300像素的方塊，在不同的屏幕分辨率下，所顯示的大小也不一樣，如下3圖。
如同馬路上的一個(gè)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(shí)際大小沒(méi)有變化，是視野放大導(dǎo)致井蓋看起來(lái)縮小。
因此這不能說(shuō)方塊的大小改變了，300像素還是300像素沒(méi)有變，是因?yàn)槠聊幌袼乜偭康脑黾邮沟盟雌饋?lái)變小。 計(jì)算一下就會(huì)知道，屏幕橫分辨率800的時(shí)候，300像素占據(jù)著約一半的寬度，在1024時(shí)候占據(jù)約三分之一，在1600時(shí)候只占據(jù)約五分之一了。

顯示器上有著許多的點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)由紅綠藍(lán)三個(gè)涂有熒光粉的單元組成，學(xué)名就是像素。 顯示器內(nèi)部有3個(gè)稱為電子槍的部件是用來(lái)激發(fā)像素發(fā)光的，它發(fā)出3道電子束擊打屏幕最左上角的點(diǎn)(可稱為0點(diǎn))，3束分別擊打紅綠藍(lán)單元。 根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱使紅綠藍(lán)按照比例混合成色。這樣便完成了一個(gè)像素的激發(fā)。 然后在偏轉(zhuǎn)線圈的磁力作用下，電子束往右移動(dòng)一像素，再對(duì)這個(gè)像素進(jìn)行激發(fā)。直到順序激發(fā)完這一行所有的像素。就稱為完成一個(gè)“行掃描”。 然后向下移動(dòng)一行，回到左端開(kāi)始激發(fā)第二行的第一個(gè)像素。如此重復(fù)進(jìn)行。 當(dāng)激發(fā)完最后一行最后一個(gè)像素后，就算完成了一個(gè)“場(chǎng)掃描”。
因此其實(shí)屏幕上的像素并不是同時(shí)發(fā)光的，但由于人眼有視覺(jué)暫留的特性，所以還是可以看到一幅完整的圖像。 顯示器掃描的順序如下圖，從0點(diǎn)開(kāi)始往X軸方向掃描，完成一行后往Y軸方向移動(dòng)，進(jìn)行第二行的掃描。 正因?yàn)檫@種掃描方式，屏幕的坐標(biāo)系就如同上圖一樣，以左上角為原點(diǎn)，X軸向右，Y軸向下。這與平面幾何坐標(biāo)系正好上下顛倒。

當(dāng)我們把圖像儲(chǔ)存為點(diǎn)陣格式的時(shí)候，Photoshop就按照上面的順序，一個(gè)接一個(gè)地去記錄這幅圖像中所有的像素的顏色。從而儲(chǔ)存了圖像。 當(dāng)在Photoshop中打開(kāi)一幅點(diǎn)陣圖像的時(shí)候，也是按照上面的順序逐個(gè)提取像素信息并顯示在屏幕上。
我們?yōu)g覽網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候，有時(shí)會(huì)看到圖片不是一次性出現(xiàn)，而是從上至下慢慢顯示出來(lái)。這就是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳送速度慢造成了點(diǎn)陣像素信息的讀取也慢。 如果等待傳送的時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)讓瀏覽者失去興趣。因此用于網(wǎng)頁(yè)上的圖片，應(yīng)該盡可能地減少大小，便于快速地傳送。這個(gè)要點(diǎn)我們?cè)谝院筮€會(huì)接觸到。

Photoshop的信息調(diào)板會(huì)顯示當(dāng)前鼠標(biāo)在圖像中的XY坐標(biāo)，如下圖鼠標(biāo)的熱點(diǎn)正處在這幅圖像橫方向第130個(gè)，豎方向第35個(gè)像素處。 所謂鼠標(biāo)熱點(diǎn)是指鼠標(biāo)光標(biāo)中起定位作用的那一點(diǎn)，不同的光標(biāo)熱點(diǎn)位置也不一樣。下圖的熱點(diǎn)是在箭頭頂部的尖角處。

了解了點(diǎn)陣圖像大小的區(qū)別后，我們知道點(diǎn)陣圖像幅面越大，像素越多，記錄的信息就越豐富。 但是如果只有小幅的圖片，能不能放大呢？放大的效果以后比起真正的大圖來(lái)如何呢？下面我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
0202使用菜單【圖像 圖像大小】，將寬度改為200，注意高度也隨著發(fā)生變化，這是因?yàn)橄路降?ldquo;約束比例”選項(xiàng)有效。這樣可保持圖片寬高比例不變。 對(duì)話框中其他的選項(xiàng)暫時(shí)不用去深究。參照下左圖即可。
按下好按鈕確定操作，會(huì)看到圖像已經(jīng)變小了。如下中圖。 做完這一步后，我們將一個(gè)大圖縮成了小圖，從9萬(wàn)像素(400×255)變到了2.26萬(wàn)像素(200×113)。 現(xiàn)在再次使用菜單【圖像 圖像大小】，將圖像寬度改回400。注意自動(dòng)計(jì)算出來(lái)的高度是226而不是原先的225了。如下右圖。

發(fā)現(xiàn)圖像變得模糊不清了，原先可以看到的一些細(xì)節(jié)(如左手的手指縫)丟失了。這是為什么呢？ 首先我們來(lái)模擬一下第一次縮小的過(guò)程，假設(shè)我們要將一幅10×6個(gè)像素組成的圖像，縮小為5×3，以下是示意圖，每個(gè)灰色方塊代表1像素。如下左圖。當(dāng)縮小指令發(fā)出后，Photoshop等距離地抽取像素并丟棄，如下中圖。 然后再將剩余的像素拼合起來(lái)，形成縮小后的圖案，如下右圖。

在第一次縮小以后，像素從9萬(wàn)降到了2.26萬(wàn)，這其中丟棄了6.74萬(wàn)個(gè)像素信息。然后又將圖像擴(kuò)大到400×225像素，雖然像素總量和原先一樣是9萬(wàn)， 但在第一次轉(zhuǎn)換中丟棄的6.74萬(wàn)像素信息卻是找不回來(lái)的。Photoshop只能采用插值算法去彌補(bǔ)這6.74萬(wàn)像素。 所謂插值算法，就好比猜測(cè)，憑空去“捏造”那些并不存在的像素。
如下圖是上左圖左上角那2×2的部分。 現(xiàn)有A、B、C、D四個(gè)像素，要將2×2擴(kuò)成3×3，那么就要多出5個(gè)像素。圖中的標(biāo)號(hào)是1、2、3、4、5。 如何確定這原先并不存在的像素的顏色呢？是將現(xiàn)有兩個(gè)像素的顏色值取平均，去作為新像素的顏色。 也就是說(shuō)AB運(yùn)算后得出1；AC運(yùn)算后得出2；BD得出4；CD得出5；3則是由1245運(yùn)算得出的。
注意：以上內(nèi)容是為了便于大家理解而打的比方，真正的圖像運(yùn)算概念和過(guò)程遠(yuǎn)比這復(fù)雜的多。

可以想象，用這樣方式“捏造”出來(lái)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，如下左圖。
而在縮小以后，原先手指縫部分的像素就幾乎不見(jiàn)了。只剩下一些淺色的像素，手指縫已經(jīng)看不清楚了，如下中圖。
用這些淺色的像素計(jì)算出來(lái)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(wú)法還原了。如下右圖。

失去了手指縫的分界，整個(gè)手看起來(lái)就變得模糊不清，圖像失真了。這就是為何將小幅點(diǎn)陣圖像擴(kuò)大后，圖像會(huì)變得模糊的原因。 在今后實(shí)際的操作中，一般情況下不要將點(diǎn)陣圖放大制作。

現(xiàn)在回顧一下剛才第二次改變圖像寬度到400的時(shí)候，高度是226。而不是先前的225。 既然是先縮小一半，再擴(kuò)大一倍，等于是先除去2，再乘以2，數(shù)字應(yīng)該和原先相等。為什么不相等了呢？
這是因?yàn)橐粋€(gè)前面我們已經(jīng)提到過(guò)，但是沒(méi)有加以強(qiáng)調(diào)的概念：像素是最小的單位。它是不可再被分割的。
圖像中的像素總數(shù)一定是一個(gè)整數(shù)，不存在500.7或者400.3這樣帶小數(shù)的數(shù)量。 那么，225÷2=112.5，Photoshop近似算作113像素了。而后第二次的擴(kuò)大，是以這113作為基數(shù)，因此得出226像素。

我們前面所做的事情，用語(yǔ)言來(lái)表述是：將圖像縮小一半，再擴(kuò)大還原為原大小。對(duì)嗎？這句話是錯(cuò)誤的，有概念上的根本錯(cuò)誤。
首先，擴(kuò)大和還原是兩碼事，擴(kuò)大是一種對(duì)圖像進(jìn)行修改的操作。而在Photoshop中，還原是指對(duì)上一步操作的撤銷，對(duì)圖像本身并沒(méi)有再作操作。 好比你拒絕接收你朋友寄來(lái)的一封信，那么它將被原樣不動(dòng)地退回，那是對(duì)寄信這個(gè)操作的撤銷。可以稱為退信。 但如果你拆開(kāi)信封閱讀了內(nèi)容之后，又把它裝進(jìn)新的信封，并且寫(xiě)上朋友的地址寄回，那么這已經(jīng)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(cuò)誤的，通過(guò)上面的分析，我們知道由于取整數(shù)的問(wèn)題，圖像的大小和原先已經(jīng)不一樣了。
有關(guān)Photoshop的撤銷操作，將在后面的內(nèi)容中介紹。

現(xiàn)在再概述一下點(diǎn)陣圖像：
點(diǎn)陣格式是把圖像分為若干個(gè)點(diǎn)(像素)，依靠?jī)?chǔ)存或再現(xiàn)每個(gè)點(diǎn)的信息，從而儲(chǔ)存或再現(xiàn)整幅圖像。
由于像素?cái)?shù)量的限制，所以點(diǎn)陣圖像的大小是固定的?？s小或放大圖像都會(huì)造成對(duì)圖像的破壞。