03361204 王甯 HW5

色彩模型

概要

所謂的色彩模型是表示顏色的方式。

　　RGB模型：也就是我們最為熟知的三原色模型，透過不同程度的紅綠藍三種色光疊加出想要的顏色。在課堂中讓我印象深刻的是上面這個圖，將RGB模型轉換到XYZ座標平面上，變成一個立方體，接著即可利用切片的方式得到各個色彩平面。

　　YUV模型：Y是亮度(Luminance)、UV合稱色度及濃度(Chrominance)。在早期規劃彩色電視時，RGB模型占用的頻寬是黑白的三倍而不佳，才使用YUV。對於YUV模型，若只顯示Y訊號將與黑白電視相同而相容。

　　RGB模型與YUV模型可以互相轉換：

最後，除了上述模型之外老師在課堂中還有提到HSV模型，其中H是色相(Hue)，SV則分別是飽和度及明度(Saturation, Value)。外觀看起來像是錐狀寶石，讓我覺得非常特殊。

這類模型因為比RGB模型在XYZ座標系統更為直觀，所以更常出現在影像處理軟體中。

03361204 王甯 HW4

空間濾波

概要

　　在第一次聽到濾波器的時候，其實我並不了解波與影像之間的關係，在上完課之後才理解它其實是類似函數的概念，在圖片中的像素（光）到達眼睛之前，進行過濾。

心得

3x3濾波器

　　課堂中介紹的濾波器如上圖，使用時可以想像成是將濾波器覆蓋在圖片上的9個像素，然後重新計算中間那個像素。計算方法也很直觀，將圖中的每個像素與對應的濾波器係數w(x,y)相乘，最後再相加即可。如果將計算後中間那格記作g(x,y)，原圖的像素記作f(x,y)，則有一個簡易的公式：

濾波器計算公式

根據功能的不同，又分成：

　　1. 平滑濾波器：將移除圖片中的小細節，讓圖片變得比較平滑，過度使用的話則會變得模糊。

原圖

使用3x3平滑濾波器後的結果

　　2. 中值濾波器：將移除圖片中的極值，也就是消除極端雜訊。

　　3. 銳化濾波器：與平滑濾波器恰巧相反，用於凸顯細節、強化差異。

　　　　　　　　　　　　　原圖　　　　　　　　使用銳化濾波器

03361204 王甯 HW3

影像處理入門：色階與曲線調整

名詞理解筆記

色階(Levels)：每個像素的RGB皆切成共256個層級(0~255，暗～亮)，叫做色階。

曲線(Curve)：橫、縱軸分別是轉換前、後的色階區間，而曲線就是從輸入色階區間到輸出色階區間的映射關係。

心得分享

色階調整(Levels Adjustment)：

　　這是一個很基本的明暗度修飾工具，在影像處理軟體中應該都有。我自己在photoshop中做測試時發現自己不知道輸入區間的意思，雖然說多試幾次也能夠達到想要的明暗度，但我覺得若能夠理解一下公式對於操作上會更得心應手。

只調整輸出下界，圖片整體感覺變亮嚕

　　在理解時幾個要注意到的部分：

　　(1)超出輸入區間的值，直接設為邊界值（舉例：若高於上界值，就設為上界值）。

　　(2)若在輸入區間內則作線性轉換。所以轉換後數值在區間內的相對位置不變（即老師第四章投影片中第15頁的等式）。

曲線調整(Curve Adjustment)：

　　除了線性的色階調整，當然還有非線性的二次曲線調整啦～只是這種公式外型會讓人怯步吧⋯⋯為了改變對這公式的感覺，最好還是推導一次。幸運的是，現在的影像處理軟體可以直接新增並拖曳點來改變曲線，而了解曲線不過是輸出入區間映射以後，就已經能夠直覺地做出想要的效果（舉例：比如拉成積分符號之所以可以增強對比，是因為讓相片中灰的部分變暗，有光的地方更亮）

僅使用曲線的貓貓，看起來有點詭異

　　公式推導步驟大致上如下：
　　(1)從 y=ax^2+bx+c，經過(0,0)，所以 c=0
　　(2)從 y=ax^2+bx，經過(255,255)，所以 b=1-255a
　　(3)從 y=ax^2+(1-255a)x，經過(S,T)，所以 a=(T-S)/(S^2-255S)
　　再通通代回去就得到公式了

03361204 王甯 HW2

影像處理入門：直方圖均化篇

　　有時候我們會遇到所拍攝的照片因為曝光不足而偏暗或是過度曝光而偏亮的情形，以至於不容易辨別部分照片中的細節。在影像處理中有一個解決方法叫做 Histogram Equalization，譯作直方圖均化，藉由提升相片的全局對比度，使得被隱蓋住的細節重見天日。

　　由於均化過程將利用到累積直方圖，所以我們必須先將相片中所有的像素其RGB色階（0~255）的分佈情形記錄成直方圖。

　　所謂直方圖，即透過許多可能為不同高度且相鄰的長方形來表示連續資料分布情況的一種統計圖表。直方圖的x軸通常代表一個數值範圍，而y軸則記錄對應的出現次數。當較大的出現次數都集中在某些小範圍時，我們說這樣的分佈不夠均勻，如下圖所示

均化前的圖片及對應的直方圖+累積曲線

來看看均化後的結果

均化後的結果

　　可以發現完成直方圖均化後出現次數被打散到整個色階區間內，圖片也因為對比度的增強而變得清晰了！注意到圖中的黑線是依照累積直方圖作成，均化後若是以直方圖作畫，將接近一個直角三角形。

心得分享

　　一開始對像素的理解不是非常清楚，也不太了解為什麼均化過程要用到直方圖、累積直方圖，所幸老師的投影片及網路上許多的參考資源都可以幫助理解，了解以後就不會覺得它很深奧了:)

　　在百度百科上的解釋還滿好理解的。

　　順便記錄一下撰寫程式部分的坑：

　　(1)y軸是往下為正，

　　(2)使用查表法將能夠顯著的提升執行效率

03361204 王甯 HW1

Adobe Photoshop CC 版本: 19.0

修圖軟體之最—顛覆想像的真實

　　說到網路上的帥哥美女漂亮風景，我想大部分人的第一個反應會是「可能有修圖」，而這篇要和大家介紹的是修圖軟體中的霸主—Adobe Photoshop

　　安裝部分可以直接到官網下載試用版、購買或是透過其他方式取得，大小約為2GB，在此不多作介紹。值得一提的是所購買的 Adobe 產品都將被記錄在個人的 Creative Cloud 帳號之下，在任何電腦上都可以透過 Creative Cloud 來安裝並使用所購買的軟體，也就是說到哪都能使用，非常方便呢！下圖為開啟 Creative Cloud 之後所呈現的畫面

　　馬上來看看啟動後的介面吧～主角為免費的貓貓圖(CC0免費圖搜引擎)

　　在這個漂亮簡潔的灰色介面中，我第一個想知道的是RGB調色盤在哪兒？找了一下發現顏色頁籤右方有個目錄按鈕，點擊之後可以找到RGB滑桿。沒錯就是它了！

　　除了RGB滑桿之外，還可以發現其他像是HSV(色相、飽和度及亮度)、CMYK(印刷四色)等等，吸引到我注意的還有「網頁色彩滑桿」及「製作網頁安全色彩曲線圖」，馬上來一探究竟～

　　可以看到網頁色彩滑桿部分額外轉換出HTML色碼，對於網頁設計者而言非常方便！而勾選「製作網頁安全色彩曲線圖」後，顏色不再是連續的(這是為什麼呢?我猜是為了讓新舊瀏覽器都能呈現出一樣的顏色吧...)。

　　接著我想要找的是上課中有印象的對比、色階、色階曲線等等。在哪裡呢？原來就在顏色頁籤下方啊～值得一提的是：點擊任一個調整功能後將會切換到內容頁籤顯示其細節並在下方的圖層頁籤中新建一個圖層，這樣一來就能夠依據功能區分圖層而不會與圖的內容混雜在一起，真是貼心的功能呢！

　　馬上來玩玩看吧～首先把下限設成87...

　　再把曲線拉成我們都熟悉的積分符號...

完成啦！馬上就從平民貓晉升為網美貓了～你說是不是呢？

心得分享

　　因為篇幅關係基本上就介紹到這裡了！Adobe Photoshop 身為霸主我覺得是實至名歸呢！個人一直以來對這種修圖軟體的印象是：要用鼠標去描圖的輪廓很不容易、需要有如同美術系對配色的直覺才能做出好圖片等等，所以對這類軟體不怎麼接觸，但是一裝完之後發現除了介面簡潔讓人會想用之外，還提供了學習頁籤，有常見的互動式範例帶使用者走一遍「想做這種效果的話，要依序點擊哪些按鈕」，對於像我這樣的新手來說，真的能夠引起興趣呢～

　　這邊再放幾個看起來很神很實用的功能：

快速選取工具 — 點住之後稍微晃一下就能夠幫你描好輪廓

汙點修復筆刷工具 — 能夠移除圖片中服裝上的污漬

步驟記錄筆刷工具 — 將「部分」影像復原至較早的狀態(簡單來說筆刷刷到的部分才會還原成上一步的內容...這對漫畫上色來說應該是極實用...太誇張了)

模糊工具、加亮工具 — 打碼跟打光，非常實用

　　還等什麼呢？趕快下載來玩玩看吧！Creative Cloud alotof.software