图像扫描仪和数字照相机的操作和设置

图像扫描仪和数字照相机的操作和设置 1、 实验名称： 图像扫描仪和数字照相机的操作和设置 2、 实验目的和要求： 本实验适用于印刷工程、包装工程专业的《图像处理及制版原理》、《图文复制技术》及其他专业的类似课程。 在课堂教学的基础上，通过本实验的教学活动，学生应进一步认识扫描仪和数字照相机的基本构成和工作原理，熟悉扫描仪和数字照相机的基本操作技能，掌握扫描软件的设置方法，认识不同的图像设置对所获得图像的作用和影响。 根据教学安排和需要，可以将图像和数字照相机的实验内容分开实施，或有所取舍。 3、 实验基本内容： 1. 扫描仪的操作和扫描软件的设置； 2. 数字照相机的操作，照相机设置。 4、 实验设备： 1. 桌面型平面扫描仪及扫描软件： Microtek公司ScanMaker 6700、ScanMaker I700等； 扫描软件：ScanWizard。 Microtek SanMaker 6700 Microtek I 700 2. 专业平面扫描仪： Screen公司彩仙(Cézanne)及其扫描软件ColorGenius。 Screen Cézanne 3. 紧凑型数字照相机： Panasonic公司的LUMIX FX 8、Canon公司的IXUS 400等。 Panasonic Lumix FX 8 Canon Ixus 400 5、 实验原理： (一) 扫描仪和数字照相机的工作原理： 1. 平面型扫描仪： 图像原稿放置在扫描平台上，扫描仪的线状光源逐行照射原稿，扫描仪的光学/电子单元从原稿获取图像信息。从原稿上反射或透射的图像光线经光学系统成像在光电转换器件(CCD)上。由于光电转换器件上具备红/绿/蓝三种滤色片，从原稿来的光线先被分解成红/绿/蓝光，再经光电转换器件转换成红/绿/蓝模拟电信号。随后，模/数转换器将模拟电信号转换成红/绿/蓝模拟电信号。经过扫描软件和相关硬件的图像处理，得到数字图像数据。数字图像数据经接口传送到计算机内，最终存储成数字图像文件。 2. 数字照相机： 被摄景物的光线进入照相机的镜头，成像在附带滤色片的光电转换器件(CCD或CMOS)上。分光的成像光线被转换成模拟电信号，再经模/数转换器，将其分别转换成数字图像信号。数字照相机内置的图像处理芯片对采集到的数字图像信号进行处理、压缩和编码，最终将数字图像数据以文件形式存储到存储器件中。 (二) 实验相关的技术原理： 1. 扫描仪的操作及设置： 扫描仪的基本操作分为：原稿整理和放置、预扫描、扫描区域选择、图像处理设置、正式精细扫描等步骤。 A)原稿的整理和放置： 清除原稿和扫描平台表面的灰尘、污点等，将原稿以合适的方向放入扫描平台。原稿的成像层(乳剂等)应朝向光源；在可能的情况下，应使图像的短边平行于扫描仪的副扫描方向，以节省扫描时间。 B)图像预扫描(Preview/Pre-scan)： 扫描仪以低分辨率扫描整个原稿平台并进行预示，以方便操作者选择扫描区域。 C)扫描区域选择： 用鼠标器框选需要扫描的图像区域。若预示图像过小，可以进行针对选区的扫描(分辨率高于预扫描)。 D)扫描及图像处理设置： 扫描相关的基本设置有： 扫描模式(透射/反射)、颜色模式设置(RGB/CMYK/灰度/纯黑白/加网)、分辨率设置、图像翻转设置等。 图像处理设置有： 高光/暗调点设置(动态范围设置)、图像层次曲线调节、色彩校正调节、亮度/对比度调节、滤镜处理、去网设置等。相关的图像处理原理参见教材。 E)正式精细扫描： 按照操作者所设置的图像分辨率，正式扫描所选区域图像，进行文件存储。 2. 数字照相机的操作和设置： 数字照相机的基本操作步骤为： 基础设置、模式设置、曝光设置、取景、对焦、构图、拍摄。 A)基础设置： 分辨率(像素数)设置、图像存储格式及图像质量设置、感光度设置、闪光方式设置、测光区域设置、白色平衡设置、色彩管理设置、色彩效果设置、防抖动模式设置等。 ·像素数设置：决定了拍摄所获得图像的像素行列数。 常用的图像文件格式有：JPEG、TIFF、RAW等。其中，JPEG格式有“精细”和“一般”之分。 ·感光度设置：决定了照相机对较弱光线的敏感程度。一般在ASA50至400之间，一些数字照相机的感光度可以达到ASA3200。设置的感光度越高，对微弱光线的识别能力越强，适宜夜景等弱光拍摄，但会在图像中出现较多颗粒性“噪音”干扰。故在可能的条件下，应尽量采用较低的感光度，使图像细腻精致。 ·闪光方式：一般有：强制闪光、不闪光、需要时自动闪光、防红眼闪光等。 ·测光区域设置：一般有“点测光”(中心微小区域测光)和“普通测光”。“点测光”模式保证某个微小区域曝光正确，可以获得特殊的拍摄效果；“普通测光”的面积稍大，甚至可以做到多区域综合分析，可以获得较为正常的整体曝光。 ·白色平衡设置：决定某种光源条件下，图像中性灰色的再现状况。一般有：日光、阴天、日光灯、白炽灯、自定义、自动设置等。一般而言，根据拍摄时的外部光源条件，选择对应的白色平衡设置，可以达到较为满意的效果。在较为复杂的光源条件下，可以采用“自定义(评测)白平衡”。若追求特殊拍摄效果，诸如：强化夜景天空的暗蓝色，则可以选择“白炽灯”模式，使天空偏向深蓝色而非蓝灰色。 ·色彩管理设置：一些数字照相机可以进行色彩特性文件设置，如：Adobe RGB、sRGB等。 ·色彩效果设置：一般有“冷色调”、“暖色调”、“鲜艳”、“黑白”等，其实质是对图像进行处理，使其具有某种风格。 ·防抖动设置：通过防抖动技术，可以在相当程度上减小相机机身不稳定造成的图像模糊。一般有两种模式，即：持续补偿和拍摄瞬间补偿。前者具有连续防抖动的作用，但耗电较多；后者仅在按下快门时进行防抖动补偿，耗电较为节省。 B)模式设置： 按照照相机的预先设定，选择“普通”、“人像”、“风景”、“夜景”、“近摄”等模式，选择某种模式即对照相机进行了某种成套的参数设置。 C)曝光设置： 对拍摄模式(光圈优先/速度优先/程序)选择，或者在“手动”模式下分别进行光圈和快门速度的设置。一些照相机仅有“程序自动设置”而不具备单独控制光圈和快门速度的能力。 D)取景： 确定需要拍摄的景物的大致范围，通过改变镜头焦距和位置移动，将需要拍摄的景物纳入显示器取景框。 E)对焦： 将对焦区域的中心对准主体，半按下快门，使图像清晰成像。 F)构图： 保持半按下快门状态，调整图像的构图，使其符合美学结构。 G)拍摄： 完全按下快门，拍摄景物影像。 6、 实验步骤： 1. 图像扫描实验步骤： A) 打开扫描仪电源开关，启动扫描软件； B) 将一张彩色原稿图片进行整理后，正确放入扫描仪的平台； C) 预扫描； D) 选择扫描区域。必要时，进行选区扫描； E) 扫描参数设置： 扫描模式 颜色模式 扫描分辨率 翻转设置 (必要时进行) 图像处理设置 反射或透射 反射或透射 RGB 50 dpi 保证扫描后图像方向正确 “无”或“缺省” 300 dpi F) 分别按上表两种分辨率正式扫描，存储2个图像文件。 G) 按下表改变设置，通过预示图像观察图像效果，比较并记录4个图像的差异。 序号 扫描 分辨率(dpi) 动态 范围 曲线 调节 色彩 校正 虚光蒙版 [Unsharp Mask] 1 300 缺省 自定义 缺省 缺省 2 缺省 自定义 缺省 3 缺省 缺省 全部=0 4 缺省 缺省 强度500,半径11x11,阈值0 H) 采用“灰度”模式，300dpi，设置全部为“缺省”，扫描灰梯尺，存储文件； I) 保持其他设置，仅改变“曲线”设置（自定义）， 再次扫描灰梯尺，存储文件。 2. 高档平面扫描仪实验步骤： 由教师进行高档平面扫描仪操作及设置的演示。 3. 数字照相机实验步骤： A) 按照下表参数设置数字照相机，进行基本操作步骤练习。 项目 设置 项目 设置 像素数 最大值 防抖动 感光度 100 拍摄模式 普通 白色平衡 自动 闪光灯 不闪光 文件格式/质量 JPEG/精细 B) 白色平衡： 改变数字照相机的 (日光/阴天/荧光灯/白炽灯/自定义)，观察取景器内图像颜色的变化，记录颜色状况。 C) 感光度： 将数字照相机的感光度分别设置成100和400，白色平衡设置为自动，拍摄，比较图像差异。 7、 实验注意事项： 1. 扫描仪原稿平台应保持清洁，避免坚硬物体的划伤，还应避免油污沾染； 2. 勿用手指触摸数字照相机镜头，开机状态下不得插拔存储卡和电池； 3. 如需移动扫描仪，应先由教师进行光学系统锁定保护； 4. 扫描的图像文件应保存在自己命名的文件夹中，以免混乱； 5. 不得删除计算机中原有的文件、软件等数据； 6. 实验用的原稿图片和其他物品应在使用后归还实验教师。 8、 思考题： 1. 扫描分辨率50dpi与300dpi的图片有何差别？ 2. 缩小“动态范围”时，扫描得到的图像有何变化？为什么？ 3. 如果原稿图像偏蓝，色彩又不够鲜艳，应在扫描仪软件中如何校正？ 4. 全部缺省设置、两种“虚光蒙版”设置的三个图像有何差别？ 5. 写出数字照相机白色平衡设置改变时，显示的色彩效果有何不同？ 6. 观察感光度100和400的图像，两者有何差别？ 7. 在Photoshop软件的信息板中，读出扫描仪实验第H)和I)两步得到的灰度梯尺文件上各梯级的灰度值数据，填表。以梯级号码或密度值为横坐标，灰度值为纵坐标(如下图)，绘出两条层次曲线，说明两者的差别。 梯级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 灰度(H) 灰度(I) 9、 对实验的要求： 1. 按要求填写实验报告的各项目； 2. 回答上述思考题； 3. 实验报告应书写清晰，内容和数据完整，回答问题明确。 密度D 灰度G PAGE 7