信陽農(nóng)林學(xué)院信息工程學(xué)院　張雪峰

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曲線、色階工具在數(shù)字圖像后期處理中的應(yīng)用

信陽農(nóng)林學(xué)院信息工程學(xué)院張雪峰

【摘要】曲線和色階是Photoshop中最為基礎(chǔ)和常用的色彩調(diào)整工具，使用它可以校正圖片中存在的大部分的亮度，色彩問題，還可以增加很多影調(diào)效果。本文分別介紹了色階和曲線工具在調(diào)整圖像明暗，糾正色偏上的方法要點，分析其功能的異同和注意事項。對于數(shù)字圖像后期處理有很大幫助。

【關(guān)鍵詞】直方圖；色彩調(diào)整；曲線；色階

河南省教育廳項目，項目名稱：基于Moodle的高校研究型教學(xué)平臺的設(shè)計與開發(fā)（項目編號：16A520091）。

0　引言

數(shù)碼相機(jī)和掃描儀是圖像處理中常見的輸入設(shè)備。使用數(shù)碼相機(jī)拍攝時，光照條件或曝光時間的不合適以及成像元件CCD的顏色響應(yīng)誤差都可能引起圖像的色偏，掃描儀光源、濾色片和光電轉(zhuǎn)換元件的誤差，也會造成掃描輸入的圖像出現(xiàn)顏色偏差；造成曝光不足、曝光過度等現(xiàn)象，這就需要用適當(dāng)?shù)能浖碚{(diào)整圖像，以使數(shù)碼照片有更好的質(zhì)量，更加接近真實效果。

Photoshop是數(shù)字圖片處理過程中應(yīng)用最為廣泛的一種軟件，可以用來進(jìn)行圖像編輯，圖像合成，校色調(diào)色及特效制作。曲線和色階是Photoshop中最為基礎(chǔ)和常用的色彩調(diào)整工具, 使用它可以校正圖片中存在的大部分的亮度，色彩問題，還能為照片增加很多影調(diào)效果。

1　色階

色階是用直方圖的形式表示整幅圖像的明暗信息。色階反映亮度變化，與顏色無關(guān)。

1.1曝光過度和曝光不足處理

對于曝光正常的照片，通過“圖像—調(diào)整—色階”，打開色階對話框，可以看到其直方圖均勻分布在0-255的全色階狀態(tài)，直方圖上的曲線形狀是平滑飽滿的。（如圖1所示），如果直方圖的左側(cè)像素集中，就可以判斷出這副圖像的整體影調(diào)為暗調(diào)，圖像曝光不足。具體解決可以在色階調(diào)板上將右側(cè)的白場滑塊左移到直方圖的初始位置，彌補(bǔ)缺失的白場。如果直方圖的右側(cè)像素比較集中，可以判斷出這副圖像的整體影調(diào)為亮調(diào)，圖像曝光過度。具體解決可以在色階調(diào)板上將左側(cè)的黑色滑塊右移到直方圖的初始位置，彌補(bǔ)缺失的黑場。在實際調(diào)節(jié)中，可以適當(dāng)調(diào)整中間灰滑塊的位置，就可以大致恢復(fù)圖像的影調(diào)。由于曝光過度，圖像細(xì)節(jié)已經(jīng)大部分丟失，利用曲線和色階工具能夠挽救的余地也非常有限。

圖1

1.2特殊情況處理

在拍攝風(fēng)景照片常會遇見這種情況，天空與地面景象反差較大，并且它們之間連接處色階過渡較少，在色階上表現(xiàn)為凹形直方圖，（如圖2所示），從直方圖上可以看到，片子整體影調(diào)偏暗。直方圖的峰值呈凹形，從中間分開，左側(cè)為地面影調(diào)，右側(cè)為天空影調(diào)。

圖2

打開色階調(diào)板，移動白場滑塊到左邊峰值右側(cè)接近暗調(diào)區(qū)域的起始位置，圖像中的暗調(diào)部分（地面部分）影調(diào)恢復(fù)正常，此時圖像中高光部分（天空）的影調(diào)變成白色，這是由于白色滑塊右側(cè)像素都設(shè)成白場。同理，拖動黑場滑塊到右邊峰值左側(cè)接近亮調(diào)區(qū)域的起始位置時，圖像中高光部分（天空）的影調(diào)變?yōu)檎?，圖像中的暗調(diào)部分（地面）的影調(diào)變成黑色。因此，不能通過簡單地移動滑塊來調(diào)整凹形直方圖，必須將反差較大的兩部分分開來做調(diào)整。

解決方法，首先建立色階調(diào)整圖層，將圖像中的暗調(diào)部分影調(diào)調(diào)為正常，然后在色階調(diào)整圖層上建立圖層蒙版，用畫筆工具將高光部分涂抹顯示出來。再次建立色階調(diào)整層，將圖像中高光部分的影調(diào)調(diào)為正常，在色階調(diào)整層建立圖層蒙版，用畫筆工具將之前調(diào)整后的暗調(diào)部分涂抹顯示出來。

2　曲線

曲線也是用來反映圖像的光亮值，可以實現(xiàn)圖像的明暗改變。

2.1圖像明暗對比調(diào)整

常見的調(diào)整曲線有四種類型，分別為凸形、凹形、“S”形、倒“S”形（如圖3所示）。

凸形的曲線調(diào)整使圖像高光部分層次壓縮、暗調(diào)部分層次拉開，適用于暗調(diào)面積大或畫面偏悶、需要提高亮度的照片，如夜景照片、陰天照片。

凹形的曲線調(diào)整使圖像高光部分層次拉開、暗調(diào)部分層次壓縮，適用于暗調(diào)面積小、高光和中間調(diào)層次豐富的照片，如陽光過于充足的照片或雪景照片。

“S”形的曲線調(diào)整使圖像的高光和暗調(diào)層次壓縮、中間調(diào)層次拉開，適用于中間調(diào)層次多、密度反差小的照片，如曝光不足、層次較少的照片。

倒“S”形的曲線調(diào)整會拉開高光和暗調(diào)部分層次、壓縮中間調(diào)層次，這樣會增加圖像高光和暗調(diào)部分的層次細(xì)節(jié)，減少中間調(diào)的層次細(xì)節(jié)，適用于中間調(diào)層次少、密度反差大的數(shù)字照片，如逆光照片。

圖3

2.2圖像色調(diào)調(diào)整

我們所指的彩色圖像，是指色彩模式為RGB的圖像。RGB模式圖像包含一個復(fù)合顏色通道和三個分別包含一種顏色亮度值的灰度通道。在曲線功能中，要調(diào)整顏色，則要先在通道位置選擇要調(diào)整的顏色通道曲線。根據(jù)三原色補(bǔ)色原理。向上提升紅色通道曲線相當(dāng)于增加整幅圖像中紅色的成分，圖像偏紅，向下拖動圖像偏青色，向上提升綠色通道曲線圖像編綠色，向下拖動圖像編洋紅色，向上提升藍(lán)色通道曲線圖像編藍(lán)色，向下拖動圖像編黃色。

遇到圖像偏色問題時，應(yīng)分析偏色的顏色主體，再決定采用哪種調(diào)整方法來減少偏色。一般采用調(diào)整相反色法，即偏色的相反色。對于一些風(fēng)景類照片，分析畫面的主體意義再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，能更好地表達(dá)原稿的主題。

3　色階和曲線的區(qū)別

色階是只與亮度有關(guān)，用來表示圖像明暗關(guān)系。白色代表圖像中高光部分，黑色代表圖像中暗調(diào)部分。色階調(diào)整是對色階全程的調(diào)整，不能調(diào)整其中的某一部分。曲線則與顏色和亮度均有關(guān)。曲線可以通過添加調(diào)整點的方法調(diào)整0-255色階全程中某一段的色階，最多可以增加14個調(diào)整點。曲線也可以通過提升或下拉來調(diào)整圖像的整體色調(diào)范圍。也可以通過某個顏色通道來對該顏色進(jìn)行調(diào)整。

4　進(jìn)行色彩調(diào)整的注意事項

除了曲線和色階，還可以使用色彩平衡，色相/飽和度、可選顏色等色彩調(diào)整工具。它們的原理基本相同。在實際運用中，要多種工具結(jié)合使用，更好的發(fā)揮每一種工具的長處。另外，我們在對圖像色彩調(diào)整時，可以通過在原有圖層上新建調(diào)整圖層方式調(diào)整，最好不要在圖像的原有圖層中做調(diào)整，那樣會損失圖像部分的像素 。

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張雪峰（1981－），女，河南信陽人，碩士，講師，主要研究方向：信息安全，數(shù)字圖像處理。

作者簡介：