第 4 章 图形图像处理技术¶
大纲定位：刘成明、石磊主编《多媒体技术及应用（第三版）》（清华大学出版社，2021 年）。复习范围结合江苏省高等教育自学考试 13511《多媒体技术与应用》大纲（江南大学编，2024 年）第 5至6 页所列本章范围。以下是独立组织的学习讲解与自编任务，不代表现行考试公告或当前软件操作指南。
学习草稿 · OCR 尚未终校
来源成书稿尚未逐字终校。软件操作需在对应版本中实测；来源疑点不作为唯一标准答案。自编练习用于本章复习。
复习导航¶
| 复习条目 | 层次 | 讲解 | 自编练习 |
|---|---|---|---|
| 图形与图像 | 识记 | 第 1 节 | 1 |
| 分辨率、尺寸和数据量 | 识记 | 第 2 节 | 2 |
| 颜色的表达 | 识记 | 第 3 节 | 1 |
| 文件格式的选择 | 识记 | 第 4 节 | 3 |
| 公式、条件与步骤 | 识记、领会、简单应用、综合应用 | 第 5 节 | 2、3、4 |
1 图形与图像¶
图形侧重以点、线、面等数学模型和几何参数描述对象，结构为参数图或矢量图；图像处理侧重对位图进行数字化处理、压缩、存储和传输。教材以设计、仿真、模拟对应图形，以模式识别、景物分析、计算机视觉对应图像应用，同时说明二者在实际应用中可以结合。
自编归纳。 辨析题按“表示结构 → 处理目标 → 应用场景”作答。不要仅用扩展名猜测题目所问的表示方式。
2 分辨率、尺寸和数据量¶
| 概念 | 教材定义要点 | 单位或表示方式 |
|---|---|---|
| 图像分辨率 | 单位图像线性尺寸包含的像素数 | 像素/英寸，ppi |
| 显示分辨率 | 显示器单位长度显示的像素或点数 | 教材用 dpi；也讨论屏幕横纵像素设置 |
| 打印分辨率 | 打印机每英寸产生的油墨点数 | dpi |
| 扫描分辨率 | 每英寸扫描得到的点数 | dpi |
| 像素尺寸 | 图像横向、纵向的像素数量 | 宽 × 高，像素 |
| 输出尺寸 | 给定输出分辨率下的物理尺寸 | 英寸等长度单位 |
教材 PDF 第 65 页“打印分辨率”段同时出现“每英寸”和“每平方英寸”的表述，该疑点尚待来源层修订。本笔记的计算明确按线性单位处理，不将两种表述混用。
3 颜色的表达¶
色彩三要素为亮度、色相、饱和度；色相与饱和度统称色度。颜色深度是描述像素颜色所用的二进制位数。
| 模式 | 组成或特点 | 教材用途线索 |
|---|---|---|
| RGB | 红、绿、蓝；加色法 | 显示输出 |
| HSB | 色相、饱和度、亮度 | 按视觉特征描述颜色 |
| CMY / CMYK | 青、品红、黄；印刷另加黑色 K | 彩色打印与印刷 |
| Lab | 亮度 L、色度分量 a 和 b | 颜色描述与转换 |
| 索引颜色 | 调色板和颜色索引；教材上限为 256 色 | 限制颜色数量以控制文件大小 |
| 位图模式 | 黑白像素，1 位/像素 | 黑白图像表示 |
| 灰度模式 | 灰度亮度，教材最多 256 级 | 不含原来的彩色信息 |
自编辨析。 “位图图像”是点阵表示结构，“位图模式”是教材所述黑白颜色模式；二者不能互换。灰度图重新转为彩色模式，不能因此恢复此前丢失的原始颜色。教材对 32 位像素的例子采用 RGB 三字节加一字节其他属性，因此不能直接把 32 位全算成 RGB 色彩位数。（依据 PDF 第 68 页。）
4 文件格式的选择¶
图像文件包含图像说明与图像数据；说明中包括宽、高、格式、颜色深度、调色板、压缩方式等。
| 格式 | 本章复习要点 | 选择线索 |
|---|---|---|
| BMP | 位映射形式、文件头与位图信息 | 识别结构和数据量条件 |
| GIF | LZW、256 色、动画与透明 | 教材中的网络图像场景 |
| JPEG | 有损压缩、可设置品质和压缩级别 | 制作完成后的输出 |
| TIFF | 支持多种颜色模式，可压缩或不压缩 | 扫描与页面排版 |
| PSD | 保存图层、通道、蒙版等编辑信息 | 保留可继续编辑的备份 |
| PNG | 无损压缩、透明图像 | 网络图像与透明背景 |
自编方法。 选择格式前先写明“后续是否继续编辑、是否需透明或动画、是否允许有损、目标软件是否接受”。像素数据量公式不能直接给出 JPEG 等压缩文件的实际字节数。教材对 BMP、PSD 压缩的绝对表述以及 SWF 的使用现状保留为版本边界，不扩写成当前所有文件实现的规则。
5 公式、条件与步骤¶
未压缩像素数据量¶
教材 PDF 第 70 页，4.2.5 给出：
其中 H、W 为高和宽的像素数量，C 为每像素存储位数，结果为字节 B。自编计算约定：只算均匀位深的未压缩像素数据，不含文件头、调色板、行填充、元数据等开销；题目若给出额外存储分量，须先计入 C。本章自编练习明确使用 KiB 表示 1024 B，不让 KB 的不同换算习惯混入答案。
- 自编变式：800 × 600 像素、24 位，不计其他开销，数据量为 1440000 B；按上述约定为 1406.25 KiB。这是公式推导值，不是任何压缩文件的实测大小。
输出尺寸与采样密度¶
由 PDF 第 64、70 页的线性分辨率定义作自编推导：横向像素数 = 输出宽度（英寸）× 分辨率（ppi），纵向同理。例：2 × 3 英寸、300 ppi 对应 600 × 900 像素；若按 24 位未压缩像素数据计算，则为 1620000 B。这里只计算给定输出条件所需像素，不声称提高已有低清图的 ppi 能恢复缺失细节。
获取与扫描¶
图像获取包括使用设备转换自然影像，以及从数字图像库或网络获取、通过计算机截图。网络素材需检查授权、费用和使用条件。
图像扫描是借助扫描仪和相应软件，将平面印刷品进行数字化转换的过程。
教材以清华紫光扫描仪为例，列出模式、分辨率、扫描参数、预览、扫描范围、正式扫描和保存。设备厂家和软件不同，扩充功能会有差异。自编步骤卡：调用驱动 → 选模式和分辨率 → 按预览结果调整参数 → 选范围 → 正式扫描并保存。数值和模式应按任务要求设定，不将教材界面当作当前产品说明。
教材将数码拍摄描述为用数码相机或数码摄像机直接获取自然影像；相机中的 CCD 或 CMOS 感光元件把自然影像转换为电信号，再转成数字信号。教材列举像素数量、分辨率、存储容量等指标。
| 环节 | 要点 | 来源 |
|---|---|---|
| 拍摄前 | 压缩、闪光、白平衡、对焦、像素、曝光 | PDF 第 74 页 |
| 拍摄 | 取景、构图、对焦、快门 | PDF 第 74至75 页 |
| 传输 | 接口、信号电缆、相机驱动 | PDF 第 75 页 |
| 处理 | 尺寸、色彩、修复、合成、效果 | PDF 第 89至99 页 |
| 输出 | 选择与用途相符的成品格式 | PDF 第 89至91 页 |
以上顺序是按教材内容形成的自编流程；设备、接口和软件描述限于第三版语境。
教材该段没有清楚列出数码相机机身类型的分类表，而提到 CCD/CMOS 感光元件及四种取景器：光学平视、单反式光学、液晶屏电子式、辅助式液晶屏取景（PDF 第 73至74 页）。这些是感光元件或取景方式的区别，不能直接改写成相机机身分类。
教材介绍搜索图像、保存网页图片，以及全屏、活动窗口、矩形或自定义区域、滚动窗体等截图方式。以上是教材工具说明；当前软件名称、网站界面和版权状态需另查来源。
Photoshop 2020 处理步骤卡¶
依据教材 PDF 第 87至102 页整理，以下为流程摘要，尚未完成软件实操验收。
| 任务 | 教材步骤摘要 | 页序 |
|---|---|---|
| 改尺寸与格式 | 等比调整像素尺寸；另存 JPEG | 89至91 |
| 制作特效文字 | 输入文字，设置图层样式 | 92至93 |
| 修正曝光 | 色阶调整并比较 | 93至94 |
| 拼接图像 | 选区、蒙版、调色融合 | 94至99 |
| 添加滤镜效果 | 选图层或区域，设置滤镜 | 100至102 |
可编辑文件另存 PSD，以保留图层、通道和蒙版（PDF 第 69至70 页）。教材“图层”面板用于分层管理图像；“路径”面板配合钢笔工具管理路径；“通道”面板保存颜色信息、选区和蒙版。（PDF 第 87至88 页。）操作题应记录当前选中的是图像还是蒙版，并交付原素材、可编辑文件及输出副本，不能只用口述步骤作为已完成实操的证据。
自编练习¶
1. 展馆要同时制作可反复放大的标志和包含纹理的实景照片。为两类素材分别选择表示方式，并说明显示用颜色模式与印刷用模式为何不能混成同一项要求。
考点：第 1、3 节；层次：识记。
答案与解析
参考答案： 标志适合以几何对象及其属性组织，便于改变尺寸；照片适合按像素保存连续色调与纹理。RGB围绕显示光的组合，CMY/CMYK围绕印刷着色。表示方式回答如何描述图像，颜色模式回答如何组织颜色，这两个维度应分别记录。
2. 展馆屏幕使用1920×1080像素的24位图像。仅计算一帧不压缩像素缓冲区，不计文件头、调色板和行填充；求字节数及KiB，并说明为什么不能据此断定下载文件大小。
考点：第 2、5 节；层次：识记。
答案与解析
参考答案： 每像素24÷8=3字节，缓冲区为1920×1080×3=6220800字节，即6075 KiB。这里的KiB以1024字节计。图像文件还受到压缩、文件结构和附加信息影响；像素缓冲区的大小不是所有格式的磁盘文件大小。
3. 同事把带透明背景的按钮导出成只保留平面像素的交付文件，同时删去了分层工作稿。说明此交付在后续改字、调整图层和恢复透明效果时留下什么问题。
考点：第 4、5 节；层次：识记、领会。
答案与解析
参考答案： 交付格式与可编辑工作稿承担不同用途。平面像素文件不能替代原有图层、选区及对象关系；应分别保留可继续修改的源文件和面向使用环境的输出文件，并核对透明信息是否被目标格式和保存设置保留。
4. 为一张偏暗、背景杂乱的活动照片拟定处理检查单，要求保留主体、统一展板尺寸，并能在修改错误时回到原素材。无需写菜单名称。
考点：第 5 节；层次：综合应用。
答案与解析
参考答案： 先备份原素材并检查尺寸与用途，再用选区或裁切确定主体，调整亮度和色彩，按需要清理背景并组织图层，最后核对像素尺寸和输出格式。保留工作稿后另存交付文件，复查是否误切主体以及显示效果；这是一项流程设计任务，不代表已完成软件实操。