GIMP基礎功與範例教學: 第 2章數位影像的基礎知識

顯示具有 第 2章數位影像的基礎知識 標籤的文章。顯示所有文章

2.1 基礎知識：點陣或向量

本章目的

解析數位影像構成要素時，常討論的議題有下列四項：

點陣或向量
尺度與解析度
色版與色彩模式
圖層結構與圖形物件

這四項議題，互有些關聯。在2.1節到2.4節，討論這四項議題。
而且，盡量用到 GIMP 具有的功能，來介紹這些議題。
因此，本章的目的就是「利用GIMP 來討論影像處理」。

最小單位

點陣圖最小單位，是一個黑白二色的點，或一個24位元彩色的點，一個「點」通常也稱為一個「像素」。
向量圖最小單位，是兩組座標值描述一條直線段，或者再加上曲度參數。

GIMP「求助」的小圖示是救生圈，將「求助」圖案與文字放大8倍，可以看到一顆一顆的方形「像素」。

以「小綠人」來比喻

若以交通號誌「小綠人」來比喻，燈泡就是像素，燈泡就是圖元（圖形的構成元素）。
在小綠人馬不停蹄趕路的世界裡，一個燈泡就是一個像素。
若包含不亮的燈泡，大約要200個「像素」，才足以表現小綠人走路的姿勢。
亮與不亮，只有綠色，因此每個像素是一個位元。

設定影像的尺寸

下圖為「製作新的圖片」的對話盒，新增一張圖片的首要步驟就是設定影像的尺寸。

2.2 基礎知識：尺度與解析度

解析度代表成本

尺度、解析度、像素，三者之間，關係密切。
以交通號誌「小綠人」來比喻。

燈泡數目的多寡決定了「小綠人」逼真的程度。
燈泡的數目越多號誌的成本越高。
因此，只要有恰當的數目能夠表現出小綠人的動態即可。

解析度，代表成本。
解析度，也代表能力。

用於電腦上觀看的圖檔，或網頁圖形，通常， dpi 只要72或96，就可以了。
欲列印的人像照、風景照， dpi 最好要150以上。
設定解析度與尺寸時，要考慮 CPU 與記憶體的處理能力，要避免電腦與軟體無法負荷的情況。

換算成熟悉的單位

為了換算成熟悉的公分或英吋，便於衡量數位影像的尺度，新增一張圖片時，要設定「解析度」。
ppi = dpi

像素/in ，就是 ppi, pixels per inch ，每英吋有多少像素
等同於，每英吋有多少點，dpi, dots per inch

下圖為「製作新的圖片」的對話盒，顯示出「進階選項」，顯示出「解析度」的選項。

執行[影像] / 圖片 / 圖片屬性【註1】，在72 ppi 的解析度之下，長寬640 x 400像素的圖片，其列印尺寸，相當於225.78 x 141.11毫米。

一張A4的紙是210 x 297毫米。
225.78 x 141.11毫米的圖片，若列印出來，大約佔據半張A4的紙。

尺寸，到處都有的參數

尺寸無所不在，繪畫時，需要選擇尺寸合適的筆刷。
要依據作圖區域的尺寸，來決定筆刷的尺寸。
下圖為筆刷面版，目前選定的筆刷是 Circle (19) 。

尺寸無所不在，寫字時，需要配合圖片的尺寸，設定適當尺寸的字體。
下圖為文字工具的選項面版，目前文字的尺寸是18像素。

選單及項目名稱的英文：
【註1】 [Image] / Image / Image Properties
關於註腳的功用請參看 1.9節。

2.3 基礎知識：色版與色彩模式

GIMP 可操作、可轉換的色彩模式有三種

RGB 全彩模式（24-bit）
Grayscale 灰階模式
Indexed 索引模式

可執行「[影像] / 圖片/ 模式 / ...」，重新設定彩色模式。

轉換是不可逆的，RGB 轉為灰階，之後無法再回復為彩色的影像。

透明色版

灰階模式，只有一個灰階色版。
索引色模式，只有一個索引色色版。
RGB 彩色模式，有紅綠藍三個色版。
這三種模式，都可加上透明色版，來處理透明效果。
能否儲存透明效果，與檔案格式有關。

下圖是一張背景全白的影像的圖層結構，其圖層名稱為「背景顏色」。

圖層面版內，若圖層名稱為是粗體字，表示該圖層只有「紅綠藍」色版，沒有「透明色版」。

交通號誌，綠與紅是獨立的

交通號誌，通常，有紅、綠、黃三種顏色，但顏色不能相混合。
綠色與紅色，是獨立的兩種燈泡，因此，紅色燈泡可視為另一種 1-bit 的像素。
小綠人走累了，小紅人以立正姿勢上場。

數位的彩色影像，紅、綠、藍，可以相互混合

數位的彩色影像，常以 24 bits（位元），來表示一個像素，R、G、B 三分量各佔 8 bits 。
每種顏色各佔 8 bits，紅、綠、藍，可以相互混合，以生成出其它顏色。
也可將彩色影像視為，由紅綠藍三色版，所組合而成的。

JPEG格式的「背景」......

由影像視窗的狀態列可以得知， green_man.jpg 有一個名為「背景」的圖層。

由色版面版所提供的資訊可以得知， green_man.jpg 這張彩色影像，有紅、綠、藍三個色版，但沒有透明色版，因為 JPEG 格式不能儲存，也不能處理透明與半透明的效果。

紅、綠、藍色版，不能對單一色版執行影像運算

在色版面版內，紅、綠、藍這三個色版都有眼睛圖示，影像會顯示出三個色版的合成效果，這是正常的顯示情形。
對於紅、綠、藍色版，可觀察單一色版，個別所呈現的影像效果。
但不能只對單一色版執行影像運算。
當你選定了某個圖層，任何影像運算，如，剪下、複製、貼上，會同時作用在紅、綠、藍三個色版上。
在色版面版內，可觀看與設定作用中的色版。
色版面版的另一個重要功能是儲存與修改選取區域。

2.4 基礎知識：圖層結構與圖形物件

本節，著重於意義的探索。若有操作上的問題，只要有耐心，多練習幾個簡單的範例，應該就能克服。也可以先練習「第8章文字範例」。

操作圖層時，有兩種的方式

可在影像視窗內，也可在圖層面版內。

有些功能，必須在影像視窗內，例如，剪裁選擇區域。
有些功能，必須在圖層面版內，例如，「鎖定」圖層。

可利用快捷鍵 Ctrl+L 來啟動圖層面版。

更多圖層操作的練習，可參考

粗體字表示「不具透明色版」

影像若是只有一個圖層，通常，圖層的名稱會是「Background」、「背景」或「背景顏色」，而且是粗體字。
GIMP 是「點陣式」影像處理軟體。
起頭時，通常，都要新增影像或開啟影像。

執行[影像] / 檔案 / 新增，假設此時背景顏色為白色。
左下圖，對話盒內，將「填色」設為背景顏色，則會產生一張白色底色的影像。
右下圖，新增一張圖片後，其圖層名稱為「背景顏色」，而且是粗體字。

粗體字表示該圖層「只有紅、綠、藍色版，沒有透明色版」。

本質上的差異，造成圖層操作的差異

由於，點陣式與向量式的影像，圖形的構成，有本質上的差異。
因此，圖層，對於點陣式與向量式影像的意義，有很大的差別。
星星、笑臉、花朵、月亮的圖案，都是 Openoffice.org Draw 內建的幾何圖案。
為了體驗向量圖與點陣圖的差異，使用 GIMP 載入星星、笑臉、花朵、月亮的圖案，將這四個圖案放置在四個不同的圖層，而後，便可利用圖層面版，來管理這四個圖案。
Draw 是向量式的影像處理軟體。

以活頁簿的方式，來管理圖層。
一個頁面上，可以有多個圖層。
在此範例裡，在分層4，放置了月亮。
在分層5，放置了花朵。

左下圖是 Draw ，右下圖是 GIMP 。
此時，都選到星星的圖案。

「選取」這個動作，其本質上的意義

向量式的圖形，像是一個個的物件，要精確地選取圖形，只要點對地方就好。
點陣式的圖形，是由一粒粒不同顏色的像素構成，在一張影像之中，要將有意義的圖案單獨抽取出來，有時並不容易。
點陣式的影像，當一張影像有多個圖案時，若沒有分層放置圖案，要移動特定的圖案，就得先選取到該圖案的所有像素。

選取單一圖層

分四次將星星、笑臉、花朵、月亮的圖案載入 GIMP 裡。
在圖層面版內，分層放置星星、笑臉、花朵、月亮的圖案，再加上一個背景圖層。
在圖層面版內，此時，選取到花的圖層，按掉此圖層的眼睛圖示。

此時，不顯示花的圖層，但卻選取到花的圖層。
若圖層之間不完全重疊，可直接在影像視窗內選取想要的圖層。
花不見了，但仍可看到代表圖層的黃黑交錯的框線。

對於如何「選取」，向量圖與點陣圖的比較

對於向量式圖形，要精確地選取圖形，只要點對地方就好。
向量式影像軟體，即使不使用圖層的功能，當一個頁面放置多個圖形物件時，要在頁面上移動不同的物件，還是很容易的。
對於點陣式圖形，由於圖形是由一顆一顆不同顏色的像素所構成，若要抽取出影像中任何有意義的圖案（人、花、車、各式景物或幾何圖形），有時候，是非常麻煩的。
點陣式影像軟體，若不使用圖層的功能，當一個頁面放置多個圖案時，要在畫布上移動不同的圖案，就得先選取到該圖案所有的像素。移動物體變成一件很不直覺的事情。

分層管理，幫助你選取到你要的

GIMP 2.6版的小提示，很多都是的英文，沒有翻譯成中文。
下圖的對話盒內，顯示與圖層相關的小提示。

這條小提示的翻譯是這樣的：「使用圖層來組織影像。可將圖層想像成一疊投影片或濾鏡，將它們重疊後可以看到整合後的內容。」（採用GIMP 2.2版的翻譯。）
這一條小提示，抓到了圖層的一個特色，圖層由上往下層層相疊，可以採用分層分類的方式，來管理文字、人物、景色......圖形。

GIMP 是以清單條列的方式來管理圖層，這和 Photoshop 是相同的。
但 Photoshop 提供資料夾來收納數個圖層，這一點是GIMP所缺少的。
因此，圖層數目過多時，使用者不妨分門別類，儲存為不同的影像檔。

視象化 Chip Away 字體的圖層結構

可利用 Script-Fu 產生的字體來研究圖層的相關功能，例如，可執行[影像] / 檔案 / Create / Logos / Chip Away。
GIMP 2.2版有一個 Script-Fu「顯示影像結構」，其檔名為 image-structure.scm，這是一個視覺化多個圖層的影像的好工具，它可以讓圖層結構一目瞭然。
Chip Away 字體有三個圖層：

立體字樣
黑色陰影
棕色紋路的背景

Chip Away字體的三個圖層名稱各為：

Sloth
Shadow layer
Background

利用 Chip Away 字體，練習圖層的相關操作

圖層面版，可用來管理圖層。
可自行練習圖層的相關操作，例如，上下移動圖層。
下圖示範不顯示 Sloth 圖層，因此完全顯示出黑色陰影。
按掉 Sloth 圖層的眼睛圖示。

2.5 基礎知識：Alpha Channel、Transparency、Opacity

在 GIMP 2.6.6版，三者的譯詞

三者都是與「透明」的概念有關。

Alpha Channel 譯成「透明色版」，這是不夠精準的譯法。
Transparency 譯成「透明」，這是正確的譯法。
Opacity 譯成「透明度」，這是錯誤的譯法。

Alpha 真的很難翻

「紅」要由非紅的事物來襯托。
「透明」要由非透明的事物來襯托。
Alpha 真的很難翻。最簡單的處理方式是不要翻譯，其次是使用音譯。
只是，Alpha 翻譯成透明，以「透明」來理解「Alpha」會出現一些問題。
如果讀者原先不知道何謂 Alpha Channel，本節的內容會有些難度。
因為，本節除了要教導「透明」的概念，更重要的是，要指出 GIMP 譯詞不夠好的地方。

可先透過這三小節的範例，瞭解 Alpha Channel

看看英文版的 GIMP

接續出現的三張附圖，都是在英文版的 GIMP 之下的擷圖。
JPEG 圖檔沒有透明色版，必須先執行「Add Alpha Channel」，添加透明色版。

下圖是「Layer / Transparency」選單，提供透明度、選區相關的功能。

「Add Alpha Channel」與「Remove Alpha Channel」是相反的功能，執行「Add Alpha Channel」之後，此功能無法再作用。

下圖是色版面版，顯示了已具有透明色版。

下圖是圖層面版，Background 不是以粗體字表示，表示此圖層已具有處理透明的能力。
Opacity 譯成「透明度」，這是錯誤的譯法，之後會討論。

以「透明」來理解「Alpha」會出現一些問題

Alpha 若翻譯成透明，Alpha Channel 則要稱為透明色版，
多數時候譯成「透明色版」是行得通的。

在選取特定的色版時，或執行「新增透明色版」時，就把 Alpha Channel 當成一種可操作的物件，因此可以新增，也可以刪除，可以做一些操作。
Alpha Channel 影響表現透明效果的能力，加個「不」字，譯成「不透明色版」，並不會比較容易理解其意義。也許會納悶著，原本的影像就已經是不透明的，為何還要「新增一個不透明色版」！

Alpha to Select 譯為「透明區域轉為選擇區域」容易讓人混淆。

色版、選取區、遮罩，這些東西是可以互換的。
實際上， Alpha to Select ，「轉為選擇區域」的部份，是影像裡有圖形非透明的部份。

除了「透明」，有沒有更好的理解方式

既然，已經譯成了「透明」，讀者只好用自己能懂的方式，去理解 GIMP 介面上相關的功能。
若仔細深思，「紅」放在色版面版當中，自然會理解成紅色色版，或紅色分量。
看到「透明」兩字時，最好自動增加兩個字「色版」，以「透明色版」來看待。
如果是用「不透明度色版」來理解會更好。
而後的問題是，「不透明度」能否用一個字或兩個字來表示。

Lock Alpha Channel ，「鎖定」了甚麼東西？

在圖層面版內，有一選項「Lock」譯為「鎖定」，「Lock」是 Lock Alpha Channel 的意思，從前的版本用的字眼為「Keep the transparency」。
因為多了「鎖定」兩字，因此無論翻譯成「鎖定透明色版」或「鎖定不透明色版」，「不」字，對詞義的影響很小，只會覺得有個東西「被鎖著」，無法發揮其原本的功能。

前圖中，名稱為「背景顏色」的圖層，不具有 Alpha 色版。
圖層名稱，若為粗體字，則表示不具有 Alpha 色版。
若為正常字體，則表示具有 Alpha 色版。

Alpha 只是個希臘字母，只是個代號

Alpha 也許可以譯成透明，在其它位置出現時，應視情況加一兩個字。
最重要的是，使用者要知道 Alpha 的用途。
因為 Alpha 只是個希臘字母，只是個代號。
難以得知，為何要用 Alpha 來命名色版，但已知的是，以 Alpha 為名的東西太多了，例如：Alpha 胺基酸、alpha 半乳糖酶 A 、球蛋白晶體結構中的 alpha 螺旋，這些詞彙，都用於生化領域。

Transparency vs. Opacity

Transparency 譯成「透明度」是沒有問題的。
但是 Opacity 譯成「透明度」是有問題的。
Opacity 與 Transparency 兩者意義，幾乎相反。

在圖層面版內，Opacity 翻譯成了「透明度」。
Opacity 的意思，卻是「不透明、不通透」。

Opacity 設為100，表示下方圖層完全被遮住，無法透上來。
Opacity 設為0，表示此圖層完全透明不顯現，下方圖層完全透上來。

很多繪畫工具的選項面版都有 Opacity 選項，譯成「透明度」。
「透明度」100%卻是畫下去的筆觸100%遮光，覆蓋原本的東西。
Opacity 要用「不透明度」、「遮光度」來理解。

我的名字，叫「紅」

是的，我的名字叫紅，這色版的名稱為紅。

白雲與天空變成紅通通的一遍。JPEG 格式不具透明色版，替此影像新增透明色版，讓這張影像有四個色版，只顯示紅色色版。但不能按掉「透明色版」的眼睛圖示。

我的名字，不叫「透明」

按掉「透明色版」的眼睛圖示，結果紅色色版的內容也消失。
這個例子說明只用「透明」二字來理解Alpha，很容易誤解。

方格的灰階棋盤，用來視覺化透明的概念。
按掉眼睛小圖示，表示不讓 Alpha Channel 有作用。

結果卻是與「透明」兩字的意思相反。
沒有「透明色版」，卻是全部變透明。

256種可能，256種狀態

「更改前景顏色」對話盒中，紅255，表示最紅、純紅。紅0，表示沒有紅。
若不看數值，「紅」一字，便同時承載正反兩種意思，即，紅與非紅。

字詞越短，越容易誤解詞義

Alpha 譯成了「透明」，用字遣詞時，字詞越短，越容易誤解詞義。
「Alpha to Selection」翻譯成「透明區域轉為選擇區域」，實際上，是有顏色的區域，轉成選擇區域，不透明的部份會被選著。
如果「Alpha to Selection」翻譯成「透明色版轉換為選擇區域」，當看到執行的結果時，雖然覺得怪怪的，但至少會去想「透明」與「選擇區域」，兩者之間，存在某種轉換關係。

若把「透明色版」當成一個可操作的東西