04360190 李正倫 HW05

色彩模型

這次的主題是色彩模型，簡單來說，色彩模型即為所有顏色所組成的空間，以下圖為例

這個RGB的方塊，表示出了所有RGB值所可以組成的顏色，而這個方塊看不到的三面，用程式可以得出。

從左到右分別為R值為0、G值為0、B值為0。

我在實作的時候，原本直接對Image做ScanLine然後直接進行更改，發現不管怎麼改都沒辦法顯示，後來才知道在沒有插入圖片的情況，要先設定長寬還有格式，建立出一個圖片的物件才行。

而在對上圖的三個TrackBar進行拖移後，可以得到這個方塊的任何一個面

這三個面就是我們看到方塊的那三面，分別為R值為255、G值為255、B值為255。

而不同於RGB值是對於紅綠藍三色的比例進行操作，YUV模型則是將彩度與亮度區分開來的結果，早期為了能將彩色電視的訊號可以讓黑白電視使用，根據每個顏色給人的明亮感不同，而將亮度(Y)單獨分出來，也就變成黑白畫面，而如果是彩色電視，再加上彩度(UV)就成為了彩色畫面了。

上圖為Y等於127時的YUV色彩模型，不像RGB可以看三個面，當然要show出來也是可以，不過YUV的重點就是在Y與UV的結合，去看YU或者YV這兩面就沒什麼用處了。

另外再附上Y=0和Y=255時的圖。

 

在Y=0的時候才能很明顯地看到RGB擺放的位置。

接下來已經知道YUV是基於黑白畫面再加上彩度所組成的，那我們也可以將原本彩色的照片變成黑白，再套入自己想要的UV值，就可以得出各種色階的圖，實際操作如下。

原圖

選擇綠色的UV值之後

結論

YUV色彩模型原來是根據需求而設計出來的，那以後也可能會根據科技的進步再產生出新的色彩模型，顏色真是一門學問。

04360190 李正倫 HW04

濾波器

這次的作業是濾波器，濾波器是甚麼呢，簡單來說，就是用遮罩(Mask)去調整原本的圖片色彩值，藉由遮罩的不同，可以達到不同的效果，詳細的解釋將會在下面提到。

一如慣例，先請出模特兒：

這是正在發表演說的校長。

平滑濾波器

首先看到平滑濾波器(Smoothing)，效果如下。

原圖

使用平滑濾波器之後

仔細看的話可以發現，圖片的細節變得模糊，而這個效果是怎麼做的呢？

這個是平滑濾波器的遮罩

這個代表的意思是，先選定一個像素點後，將周圍每一格和自己的色彩值乘上1進行相加，代表每一格所佔的比重，九格加完的結果再除以九，並把最後得到的值設定給中間那格，也就是將自己和周圍的八格色彩值平均的意思，而平均後會讓原本不同顏色彼此之間的差異變小，也就是會變得模糊了。

如果不想要被附近的像素影響太嚴重，也可以把中間那格的比例值調高，如果調成4的話，最後平均時再除以12就可以得到原本自己的顏色佔了三分之一的結果。

銳化濾波器

看完了平滑之後，接下來看到性質相反但是卻困難許多的銳化。

原圖

銳化後

可以看到原本相片中不明顯的細節都變得明顯了。

銳化就是讓圖片細微的變化變得強烈，而背後的理論是將一連串的顏色變化看為一個函數，並對其微分，讓原本慢慢變化的部分變成突然的變化，就可以得到比較清楚 也就是銳化的效果。

以下是經過一連串的數學推論後得出的遮罩

左邊的只有考慮到上下左右的色彩值，而右邊的把對角線也考慮進去，相較之下使用右邊的遮罩可能效果會比較明顯。

胡椒鹽雜訊/中值濾波器

接下來提到的中值濾波器，是在處理胡椒鹽雜訊時非常好用的濾波器，先來看到什麼是胡椒鹽雜訊。

這個是密度大約為20%的雜訊，由隨機位置的白點與黑點組成，看起來很像胡椒鹽。

接下來就是中值濾波器了

以下是上圖經過中值濾波器後的結果。

可以看到大部分的雜訊都消失了，但是圖片也變得較不清晰。

背後的原理就是如果有出現胡椒鹽雜訊，色彩值不是非常接近0就是非常接近255，如果極大極小的色彩值都不要的話，可以知道將自己和周圍的色彩值進行排序後，取出中位數就可以了，不過還有一些雜訊沒消除，原因是因為在一塊區域有超過半數是雜訊，於是中位數取出來後也會是雜訊，也可以考慮再執行一次中值濾波器，不過圖片也會變得更模糊就是了。

再進行一次中值濾波器就會像下圖一樣。

04360190 李正倫 HW03

色階及曲線調整

各位朋友我們又見面了，這次要討論的是有關圖片的色階調整和曲線調整。

首先依照慣例有請我們的模特兒登場：

這次是手舞足蹈的李銓校長。

色階調整

色階調整就是將原圖的色階等比例進行縮小或放大，超出輸出範圍的就強制轉為輸出的最大或最小值，關於等比縮小的概念如下圖：

這張圖表示了我們選定原圖色階的某個範圍(InputMin,InputMax)後，將其等比例縮小至輸出的顏色值(OutputMin,OutpuMax)，而由圖中可以明顯發現這個轉換是使用等比三角形的公式，公式我這裡就不貼了，有學過國中數學的應該都會。

那就來實際看看效果吧！

在這張圖中可以看到我只有把Output Min調整為100，整體看起來稍微變亮以外，沒有差別，由於我把原圖中的色彩值0~255進行等比例的縮小成100~255，比例計算完後小於100的值都調整為100，黑色會變灰色，深紅會變紅，於是看起來會變亮。

同理可以得出將Output Max變小後會得到較暗的影像，由於是等比例也不會破壞原圖之色彩結構，我們可以了解到色階調整很適合用來進行圖片的亮度調整。

曲線調整

上面的色階調整是使用等比例的調整，那如果我們不想要等比例的話，就要用到我們的曲線調整了，顧名思義，曲線調整時會產生一個曲線方程式，將圖片中的色彩值根據方程式進行變更，也就是像這樣：

原圖的方程式就是輸入及輸出一模一樣，也就是x=y的方程式，在調整為上圖的曲線之後，和色階調整時很像，會有一半的色彩值變為255，不過色階調整剩下部分的是照比例，這個是曲線，效果就會讓對比度提升。

結論

有了色階調整與曲線調整後，就可以對圖片進行簡單的亮度、對比的調整，雖然是蠻簡單的功能，不過曲線的方程式可不是那麼好算。

04360190 李正倫 HW02

色階分佈圖與均化討論

各位朋友大家好，這次來討論圖片色階分佈圖和均化。

先來介紹本此主角，一樣是我們偉大的校長

首先讓我們了解一下甚麼是色階分佈圖，在RGB格式的圖片中每個小小的像素(Pixel)都是由三個顏色值0~255的R(紅)G(綠)B(藍)組成，純紅色就是(255,0,0)，而色階分布圖就是統計0~255這256種出現了幾次，讓我們先直接看這張圖的色階分布圖吧

可以發現中間有三個特別高的紅色綠色藍色，可以推論出原圖中最多的顏色，也就是背景RGB值就是由這三個值所組成，這也是使用色階分佈圖的好處，可以馬上看出圖片的顏色構成，不過其實普通的圖不會有這麼明顯的差異。

接下來是要介紹均化，所謂的均化就是使用CDF(累積密度函數)來把圖片中較多的色階平均分散，先來看看把校長均化後的效果。

為什麼會變成這樣呢?

為了釐清原因，我們來看到均化後的色階分佈圖。

由這張圖可以得知，在均化時，由於顏色過於集中在某段區域，在平均分配時導致剩下顏色正常的部分和背景色去做平均，所以會看起來很奇怪。

那均化到底是來幹嘛的呢？

其實是將整體圖片過暗或過亮時才會用到，注意是整張圖，如果不是整張圖的話，就會變得和校長一樣。

以下是我在東華晚上用手機不開閃光燈拍的照片。

可以看到整體偏暗很多，於是使用均化試試看。

比起上面那張來說清楚許多，至於紅紅綠綠的那些點，我想是相機不好感光不敏感的原因。

結論

有了色階分布圖可以很快看出這張圖片的顏色構成(偏亮、偏暗、某種顏色最多)，而當整體圖片都偏亮或偏暗時，使用均化就可以讓過暗或過亮的那些顏色平均分布回正常的區間，但是如果相機拍攝時分不出黑暗之中哪裡比較不暗哪裡非常暗，均化的效果也會不明顯許多。

04360190 李正倫 HW01

Fotor

這次知道要介紹修圖軟體時，第一件事就是覺得要在電腦上裝東西很麻煩，所以我就直接選擇了這款網頁版的修圖軟體，以下為官方主打特色：

1.雲端保存你的作品

2.使用HTML5，更好的性能、更快的速度

3.支持高畫質PDF列印

4.照片編輯工具應有盡有

5.海量精美設計範本

6.簡便設計工具與功能

以上這些基本上都沒什麼特別的，重點就在不需安裝任何程式，

對於偶而心血來潮才想修個圖的我來說，是再適合也不過了。

那麼接下來就開始實際操作吧！

這次使用的範例圖片為偉大的校長－李銓

(來銘傳就不要想那麼多)

那首先就把圖片放入編輯

由一開始的新手教學可以看到對於輕度修圖使用者的貼心，不用一個一個摸索功能，

且整體介面算是很乾淨，由黑白和金色組成，充滿豪氣感，當然免費的軟體是需要贊助

在新手教學結束之後，看了一下功能列表，我馬上就被最上面的一鍵美化給吸引了

果然是專門做給懶得大費周章修圖的人

事不宜遲就直接按下去吧

調整後如下

可以看到就只是大致調整對比與明亮度

調整前

調整後

再來試試曲線調整

這邊值得一提的是，我測試大約用到17個點之後，很難再新增新的點，
他會把離滑鼠最近的那點拉過來給你調整

而在圖片下方，我們看到對比按鈕

按下去且按住之後會顯示調整前的圖，由於位置不變，很方便進行圖片比對

繼續看到下個功能，這邊可以套用別人寫好的特效，不過畫面上有鑽石旗幟的選項要收費

 再來是美顏，剛點進來還以為在賣化妝品，一樣有許多付費項目

再下面的邊框、貼紙、文字三者都是很普通的功能，就不開給各位看了

而最下面的上傳是他自己的雲端儲存功能

需要註冊或連結FB才能使用

總結：
Fotor很適合在突然想要修圖時使用，簡單的介面與操作，能從dropbox等雲端硬碟讀取圖片。
可以在很短時間內完成簡單的修圖，不需要安裝任何軟體或事先註冊，
不過操作中畢竟是HTML5，可以常常感覺到卡頓，
而很多修圖項目都需要付費，所以如果真的想要認真修好圖，那就別選這款了吧。
以下是網址
https://www.fotor.com/app.html#/editor