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发表于 2003-9-12 15:30:41
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4.5 蒙版和选区
第三章详细的介绍了GIMP选区工具的使用。但并没有介绍完全。完整的理解如何使蒙版有效的配合选区工作，仍需要做进一步的探讨。本节就将学习蒙版如何配合选区工作，并图示说明选区与蒙版配合作用是多么的强大。
4.5.1 使用蒙版优化选区
蒙版是优化选区相当棒的工具。仔细检查一下蒙版，经常会发现许多问题(图4.36)。图4.36为Bezier路径工具产生的一个选区。我们马上就会发现，此选区暴露出3个基本的选区问题：该选的没选、不该选的选了及锯齿边缘。为了很好的修正这些问题，需要将选区转换为蒙版。而转换后选区也会被取消掉。
(图4.37:由选区转换的蒙版)
转换而成的通道蒙版如图4.37(a)所示。图4.37(b)则显示了相应的通道对话框。因为很难通过50%的透明度、黑色的通道蒙版显示出淡蓝色的水面背景，就将蒙版的颜色变为黄色。黑色的通道蒙版如图4.37所示。
为了找到选区中的问题，就需要使用缩放工具。放大后的结果如图4.38(a)所示。图中显示了在一些区域，淡蓝色的背景透过黄色的蒙版边缘显示出来。这就是说，这些像素已经被合并进来作为选区的一部分。图4.38(b)与上图为同一图像,只是蒙版颜色反转了。颜色反相通过使蒙版为当前图层，并使用反相功能来实现(见图像:
图像/颜色 菜单)。颜色的反相将蒙版中选择和未选择的区域反转过来。我们可以看到，在几处地方，物体的黑色像素透过黄色的蒙版边缘显示出来。这就意味着，它们被错误的置于选择像素之外。
最后，在图4.38(a)与(b)中，可以看到粗糙的锯齿边缘。
这三个问题都可以由优化(refine)蒙版来解决。优化蒙版可以通过几种不同的方法实现。但对于此种在蒙版边缘的优化，最好的选择是喷枪工具。
处理蒙版边缘需要背景与目标对象做一定的混合，以消除锯齿。当选用小的压力时，对应上面的要求喷枪表现最佳。
(图4.39:喷枪介绍)
图4.39(a)为喷枪的工具选项对话框，其中的压力选项引起了我们的注意。压力由百分率表示，默认为10%，如图4.39(a)所示。使用10%压力的效果并配合从图4.39(b)中选取的小硬度的画刷，就会产生图4.39(c)中的top line。其余的每条线都在右侧标注了喷枪的压力值。上图显示了，在低压力值时，喷枪产生一个很轻的绘制效果；反之，高压力时，便会出现像图4.38一样的锯齿效果。
使用喷枪处理有问题的像素如图4.38所示，产生的结果见图4.40。
(图4.40:使用喷枪解决3个基本问题)
使用喷枪工具的几个技巧如下:
1、使通道蒙版为当前图层；
2、使用缩放工具放大图像。直至满意的放大效果。这样便可在有问题的边界进行精确的操作了；
3、在图像窗口键入d——设定当前前景色为黑色；
4、使用小压力的喷枪工具处理有问题的区域。黑色喷涂对于移除那些不该被选择的像素非常有效；
5、使蒙版颜色反相，并处理新出现问题的区域。由于颜色的反相，此时用黑色喷涂就可用于将本该被选择的像素选择进来；
6、正确评价所做的绘制的准确性，并灵活的使用撤销(undo)(Ctrl+z)和重做(redo)(Ctrl+r)来修正错误。
4.5.2 快速蒙版(the quick mask)
前面介绍了如何使用通道蒙版优化选区。鉴于蒙版非常之重要，GIMP在图像窗口设了两个按键，可快速实现蒙版与选区之间的转换。这一对按键称为“快速蒙版按键”。
(图4.41:使用快速按键)
图4.41(a)为带有一个选区的图像。它同时显示了在图象窗口的左下方的一个按键，其中包含了一个红色方形的图标。这就是快速蒙版按键。点击它便会将选区转换为蒙版，如图4.41(b)所示；按键显示于图4.41(b)，包含了一个图标，它显示有一个虚线方框并resembling the Marching Ants
。点击它就会将快速蒙版转换为选区。因此，快速蒙版按键可以用于快速将选区转换为蒙版，并可在转回选区之前进行修改。
(图4.42:快速蒙版选项)
图4.42显示了快速蒙版的两个特点。双击任一个按键会弹出Qmask属性修改对话框(Edit Qmask
Attributs)，如图4.42(a)所示。此对话框允许对默认的蒙版不透明度和颜色进行修改；第二个特点见图4.42(b)。当创建了快速蒙版，它就会显示在通道对话框中，名为“Qmask”。通道对话框中的Qmask通道与快速蒙版同时产生同时消失。
4.5.3 Finding the Nature Mask
选区的应用需要将一部分图像从背景中分离出来。通常那部分图像都有colorspace的特点以和背景区分开来。本小节的目标就是解释如何利用这一特点。由于本小节所讲述的内容基于利用图像原有的颜色特点来绘制选区，我们就称之为Finding
the Nature
Mask。它还基于两个重要工具:阈值工具(图像:图像/颜色菜单)和分离工具(decompose)(图像:图像/模式菜单)。利用Nature mask通常可以in a single, bold operation提取图像中的目标对象。
4.5.3.1 使用阈值工具
阈值工具可以让你定出图像中的一个值域。所有在选定的值域范围内的像素被映射为白色；其余被映射为为黑色。阈值是自动创建蒙版强有力的工具。在下面的例子中将进一步说明。
(图4.43:粘贴图像到其本身通道)
图4.43图示了使用阈值工具创建nature mask的第一步。此例中，我们想选取那朵正欲怒放的鲜花(图4.43(a))。我们由拷贝图4.43中的图像到通道蒙版开始。上面的操作要先在通道对话框中新建一个通道蒙版，然后用Ctrl+c和Ctrl+v复制粘贴图像图层到蒙版(复制粘贴见2.4节)。图4.43(b)为完成后的通道对话框。图4.43(c)显示了蒙版颜色选择为黄色。选择黄色是为了与黑色的背景形成比较大的对比。由于通道蒙版只有8比特，粘贴到通道蒙版的图像将会自动转换为灰度图像，如图4.43(d)所示。
(图4.44:在通道中应用阈值)
阈值工具通过在柱状图中点击拖动鼠标，以划出一定的值域来起作用。柱状图中的值域为[0,255]，如图4.44(b)所示。
在图4.44(b)中可以看到，值域选定为[72,253]。
清除阈值对话框柱状图中的值会迅速映射为白色。在清除范围之外的值所对应当前图层(这里是通道蒙版)的像素映射为黑色，因此，通道蒙版——连续变化的灰度图象——转换为一个 。图4.44(a)为应用阈值工具之前的通道蒙版，而图4.44(c)为使用之后的效果。打开图像图层的眼形图标，使通道蒙版覆盖于图像之上，如图4.45所示。
(图4.45: 在图象窗口看到的蒙版瑕疵The Resulting Mask Defects as Seen in the Image Window)
图像图层对应通道蒙版白色区域的各个部分可以清晰的看到。而对应通道蒙版黑色的那部分则被黄色半透明的“胶片”覆盖着。
如图4.45所示，使用阈值产生了一个近乎完美的蒙版。但仍有一些有小毛病的区域。
图像中有些部分本应该遮蔽掉，但却没有；而有些不该被遮蔽的却被遮蔽了。上述区域都可以使用套索(lasso)和画笔(paintbrush)工具移除。
(图4.46:使用套索工具移除有瑕疵的区域)
图4.46(a)显示了如何使用套索工具选择被错误遮蔽的部分。由于有几处不太理想的区域，它们选区会使用3.2节中的方法合并在一处。在选择区域内的通道蒙版要求有以下三个步骤(转换为黑色)：首先，点击通道蒙版缩略图使其成为当前图层；然后，设当前背景色为黑色如图4.46(b)所示；最后，用Ctrl+x剪切选区完成。完成的结果如图4.46(c)所示。
图4.47显示了如何使用画笔工具使花梗(没有在蒙版之中)重新加入蒙版之中。图4.47(a)显示了花梗放大了3倍，而4.47(b)和(c)则分别显示了当前前景色:白色和当前画笔:轻度硬度
(small hard)的画刷。在图4.47(a)中,画笔正在用白色在蒙版上绘制。半透明的蒙版简化了绘制过程。在图4.47(d)为绘制完成的花梗。
对于此例中的最后一步，图4.48(a)显示了如何点击通道蒙版按键以实现其功能。关闭通道蒙版的可视效果，结果见图4.48(b)。
此例告诉我们如何使用阈值工具产生一个选区。而此种方法比用Bezier路径工具快很多。绘制一条Bezier路径需要准确的放置大量控制点。与之相对比的是，使用阈值个只需要试几组值，接着用套索工具生成几个粗略的选区并利用画笔进行一些绘制便可。
要有效的使用阈值工具，其中一个关键要素是：在工具对话框的柱状图中找到一个合理的值域。本节使用的例子告诉我们:没有必要去找一个完美的蒙版，而我们的目的是找到一个可足以分离目标对象(subject)和背景的蒙版，以便使用像套索和画笔这样的工具轻松搞定瑕疵。
此例中，用于产生蒙版的值域见图4.44(b)。最终的结果是通过一次次反复的实验得来的，理解这一点至关重要。
柱状图的几个相邻的区域通过鼠标清除，并且每一次，图像被映射为白色和黑色的部分都能被观察到。
查找有效的区域的一个小技巧：检查柱状图凸起处所对应的值域。
凸起处一般都对应着图像的主要特征, 并且凸起的其中之一通常就是我们要找的答案。
当找到了一组合适的数值范围。我们就可以将其输入,并得到优化效果。
虽说阈值工具不是什么时候都能担保可以奏效,但它总是能出色的完成任务。在考虑使用Bezier路径工具来完成一个非常耗时的选区之前，阈值工具很值得我们试一试。使用阈值工具制作选区、蒙版的例子我们将在7.3和7.4节中图示讲解。
4.5.3.2 阈值工具 VS. 魔棒工具
在3.1.1中，曾提到魔棒工具。它在原理上与阈值很相似，效果上却互有差别。如前面所述，魔棒工具是通过在图像中选取一个“种子像素”，并交互的设定一个阈值，来控制选区在种子像素周围包含多少像素。因此，如果种子像素的值为S，而阈值为T，、则像素的值域为[S-T,S+T]。
现在，我们假设分离目标对象和背景的值域为[R1,R2]。要使魔棒工具在图像这起作用，必须使阈值为T=(R2-R1)/2，种子像素的值为S=(R1+R2)/2。那么问题是，如何找到一个像素，它有我们想要的值。我们反复的用不同的阈值来试，就会找到可以接受的值。但这并不实际，原因如下:这样做的主要困难在于，我们根本无办法利用从魔棒工具反馈回的信来找到更好的优化解决方案；
另一方面，使用阀值工具时我们只需要指定取值范围的两个端点就行了，所以它就可以更好的适应试值的要求。我们可以非常容易的实验几组连续值域，而且阈值直观反馈对于提高值的查找效率非常有帮助。阈值对话框中的柱状图会提供线索，告诉我们哪些区域最有可能满足我们的需要。最后，魔棒工具使用的算法(algorithm)很慢，因为对于每个阈值的变化，它必须反复的增加种子像素周围的选择区域。与之相对比，阈值的算法却非常的快，因为它只将阈值与图象中每个像素做对比。
4.5.3.3 阈值工具和分离工具
在前面的讲解中，阈值被直接用于图像。然而，阈值工具用于图像颜色的各个组成部分时，经常会更加有效。
分离功能(图像:图像/模式菜单)，可以用于将图像分解到它的RGB和HSV。当分解为RGB时，会创建三个灰度图像，包含了图像的红、绿、蓝三色通道蒙版。对于HSV，也会创建三个灰度图像，但此时它们分别代表了色彩(hue)、饱和度(saturation)和值(value)三个组件。(见第五章关于图像和它的RGB、HSV颜色组件之间的关系更深入的讨论。)
(图4.49:一张花的图像和分离对话框)
图4.49(a)为一张花的图像，图4.49(b)为Decompose
对话框。图像的RGB和HSV的分解都可以通过选择相应的选项来执行。CMY
分离用处不大，因为和阈值工具一起使用时,它产生的效果与RGB无异. CMYK可能会产生出有趣的效果，但这里只对RGB和HSV进行讨论。
(图4.50:RGB和HSV Decompositions of the Flower)
图4.50(a)、(b)和(c)分别显示了图4.49(a)花朵图像红、绿、蓝三色组件。图4.50(d)、(e)和(f)为色彩,饱和度和值组件。注意，对于每个组件，图中花和其背景的关系都不一样。比如说，
图像中的花在红色组件和饱和度组件中似乎比其它组件更好的与背景分离。因为花的颜色是明亮的桔黄色，所以并没有什么可惊讶的。然而,使用分离工具的意义在于，赋予阈值工具一个优点，它可以用来提取一个natural mask。使用此技巧的例子见7.3和7.4两节。 |
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我现在一直都挺忙。。。。抱歉了各位！
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