數位圖像導論

單維彰

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2003 年 11 月 9 日
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摘要

這篇講義的第一部份有點兒『硬』,幾乎是一場正式的計算機概論課程。 雖然教材的確來自於計算機概論課程,不過在此我的說法還是盡量地『通識』, 希望聽眾能夠獲得數位圖像的基本知識, 以至於可以幫助大家在操作相關軟體的時候更得心應手, 或者作為將來繼續深造的一個基礎。

我們從初中自然課本裡面的『三原色光』之色彩原理說起, 介紹電腦如何將色彩『數位化』。 然後我們利用一張小丑圖,解釋『像素』的概念, 發現其實影像就是不同顏色在人的心智中產生的印象。 瞭解了圖像原理之後,我們就介紹分別有哪些圖像的種類, 而這些圖像又以檔案的形式儲存在硬碟裡面、或者傳輸於網路之上。 關於檔案格式的最主要考量就是壓縮的方法, 我們介紹壓縮的分類與應用上的考量。

色彩和像素構成了數位圖像的原理, 怎樣將這些原理落實到電腦的螢幕上?這就牽涉到一些技術。 接下來我們企圖解釋關於這些技術的術語, 因為這並非本課程之重點,只是背景知識,所以講得更簡略一點。

第一部份的最後要介紹一項與數位圖像息息相關的概念:座標轉換。 聽眾可能經常在操作繪圖軟體的時候遇見這個概念。 我們介紹兩種常見的色彩座標:RGB 與 HSV (HSB), 說明 HSV 的概念和它存在的理由。

這份講義的第二部份,展出一些 (多半是業餘創作的) 數位圖像作為範例, 看看一般人可以在獲得了數位圖像處理軟體之後,從事哪些藝術創作? 我主要借重於中央大學『網路多媒體創作』這門課的助教與同學的作品, 和部份網路上流傳的數位圖像,來示範一些因新技術而提供的創作可能性。

限於時間的關係,這份課程完全不談數位影像的『實體輸出』。 因此我們也就不介紹關於噴墨或雷射彩色印刷的概念、原理與技術。 有志於在此領域發展的聽眾,將來會發現『實體輸出』是一門相當複雜的學問和技術, 不過基礎的原理已經在這份教材裡面了。

第一部份:數位色彩與圖像原理

色彩原理

[RGB.java 周恩冉] 在這一份用 Java 寫成的小工具上,我們可以拖動 R (Red, 紅色光)、 G (Greed, 綠色光)、B (Blue, 藍色光) 的亮度調整桿, 分別決定一種原色光的強度,並觀察這些光混合出來的色彩。

理論上,這些光的強度當然是沒有限制的,而且可以是連續調整的。 但是,工程師無法製作出可以無限制亮度、可連續調整的 LED 螢幕會陰極射線管。 不過,反正人類的眼睛其實不能接受太亮的光、也無法分辨非常細微變化的亮度, 所以那個工程限制並不嚴重。 計算機工程師將各原色光的亮度分成 256 段,0 代表最暗 (完全不發光), 255 代表最亮 (各家廠牌稍有不同)。

特別請讀者注意,當 RGB 三種光的亮度一樣的時候,就呈現一種灰色。 所以灰色有 256 種亮度,稱為『灰階』。0 階的灰色也就是黑色, 255 階的灰色也就是白色。

數位圖像的像素

[Slide 2] 這是一張小丑的圖像。如果您用 IE 檢查這張圖的內容或性質, 會發現它的檔案名字是 clown.png,其中 png 是副檔名,代表它的檔案格式是 PNG, 稍後我們會有多一點的解釋。 此外您會看到這是一份所謂 320 x 200 的圖,它的「寬度」(Width) 有 320 像素 (pixels),「高度」 (Height) 有 200 像素 (pixels)。

先解釋像素。一張像這個小丑圖的數位圖像,其實是由一堆小粒小粒的色彩排出來的。 每一小粒色彩代表一個單一的顏色,這些不同的顏色湊在一起, 被我們看到,就在腦袋裡產生了意義,因而認出來這是一個化了妝的小丑。 每一小粒色彩,用一個、兩個、或三個數來紀錄,稱為一個「像素」。

[Slide 3] 所謂 320 x 200 的圖,就是寬有 320 個像素、高有 200 個像素的圖, 想像那些像素排成一個矩形,總共有 64,000 個像素。 230 x 200 的像素矩形太大了,所以我們故意把它縮小成一張 40 x 25 的圖。 如果覺得它太小了看不見,可以放大八倍 (寬和高各放大 8 倍) 來看看。

這張圖片屬於『256 色』圖,也就是說整張圖片上只有不超過 256 種不同的顏色。 『256 色』圖的每個像素用一個數表示,每個數介於 1 和 256 (其實是 0 和 255) 之間。 對於這張小圖,我們可以看到 40 x 25 總共 1,000 個像素所對應的數。

[Slide 4] 『256 色』圖的像素代表的不是色彩,而是色彩的編號。 以這張小丑圖為例,它一共只用到 81 種不同的顏色, 『256 色』圖必須在像素之外另外紀錄一張表格,稱為『色盤』, 色盤上最多只能登記 256 種不同的顏色,現在這個例子就只有 81 種。

所謂色盤就是一張表格,每一列定義一個顏色,定義的方法就是用 RGB 三原色光的亮度。 第一列就是 1 號色、第二列就是 2 號色、依此類推。 我們看到小丑圖的色盤顏色和色盤表格,看得出來, 色盤上的顏色基本上是依照色彩的亮度來排序的。

[Slide 5] 現在我們把前面學過的概念全部放在一起,對照看一遍。

縮小的小丑圖是一張『256 色』圖,寬有 40 個像素、高有 25 個像素。 每個像素用一個介於 1 和 256 之間的數表示, 但是其實這張圖的色盤上只有 81 種不同的顏色,編號 1 到 81, 所以像素的數值都介於 1 和 81 之間。 每一張『256 色』圖所採用的 256 種顏色 (或者更少) 都不盡相同, 所以每一張『256 色』圖都含有它自己的色盤。

隨便挑一小塊區域出來,看看像素的數值,比對色盤上的顏色,再比對圖片上的顏色。 希望這樣能確實體認:影像就是不同顏色在人的心智中產生的印象。

色彩的深度

[Slide 6] 現在展示一張灰階的小丑圖。它的大小仍然是 320 x 200, 也就是仍然有 64,000 個像素,但是此時是個『灰階』圖, 每個像素就直接紀錄那個位置的灰色亮度。 我們可以觀察,這張『灰階』圖的像素數值與『256 色』圖的像素數值相同, 電腦只是將像素的數值解釋成『亮度』,就造成了這張圖。 因為原本色盤就是按照顏色的亮度排列的, 所以根本不必修改圖像內容,只要讓電腦知道按照像素的數值顯示那樣亮度的灰色就行了。 如果想要增加灰階圖像的亮度,只是增加像素的數值而已。

[Slide 7] 『灰階』圖不需要另外儲存色盤,每個像素直接紀錄那個位置的灰色亮度。 因為電腦知道,譬如說 64 號亮度的 RGB 亮度就是 (64, 64, 64)。 為了能夠列出像素的數值,我們還是只看那張縮小的小丑圖 (黑白版)。 我們看到這些像素的數值跟原來的一樣, 只是電腦知道要把這些數值顯示成相應亮度的灰色而已。

[High-Color Pixels] 所謂『高彩』圖就是同一張圖裡面可以顯示不超過 65,536 種不同的顏色。 很顯然地,像小丑圖這種總共只有 64,000 個像素的圖, 不太可能用到這麼多不同的顏色。

『高彩』圖的每個像素要用兩個數表示,每個數都介於 0 和 255 之間。 那個縮小的小丑圖,如果用『高彩』圖的形式呈現,那麼它的像素數值就如投影片所示。 只不過那些括號和逗點都是寫給人看得方便的,並不在像素裡面。

其實『高彩』圖在實用上已經不常見了,現在的電腦硬體都夠快夠大, 使得一般的數位圖像不是用『256 色』就是用『全彩』。

[Full-Color Pixels] 所謂的『全彩』圖就是同一張圖裡面可以顯示所有可能的色彩, 也就是 255 x 255 x 255 共約一千六百萬色。 很顯然地,像小丑圖這種總共只有 64,000 個像素的圖, 根本不可能用到這麼多不同的顏色 (每個像素只代表一個顏色)。

只有那些含有很多很多像素,而且畫面需要很多很多細微差異的顏色的圖, 才會需要『全彩』。一般來說,數位相片都用全彩,但是人們用繪圖軟體創造的藝術, 就通常不需要全彩。

『全彩』圖的每個像素要用三個數表示,每個數都介於 0 和 255 之間。 那個縮小的小丑圖,如果用『全彩』圖的形式呈現,那麼它的像素數值就如投影片所示。 只不過那些括號和逗點都是寫給人看得方便的,並不在像素裡面。

圖像的資料量

[Slide 10 張宗彥] 所謂圖像的『資料量』就是一張數位圖像在電腦內所佔有的記憶體空間。 資料量越大的圖像,通常在螢幕上看起來越大,色彩也越豐富, 但是它佔用的電腦記憶體就越多,通常用今天的電腦來看一張大圖片的時候, 也感覺不出來差異,但是在傳輸的時候,就會有感覺了:比較慢。 但是網路上傳輸的並非圖像本身,稍後再談。

圖像資料量由三個維度決定: 其中前兩個維度就是圖像之像素的寬 (Width) 和高 (Height)。 不管是哪一種色彩的圖,都必定有這兩種像素的數據。

[Slide 11 張宗彥] 決定圖像資料量的第三個維度就是選用的色彩豐富程度, 術語稱作深度 (Depth)。 其實深度就是每個像素代表幾個數的意思。 色彩最單調的就是『灰階』圖,它的深度是 1。 比『灰階』圖多一點點色彩的是『256 色』圖,它的深度理論上也是 1, 因為每個像素只代表一個數:色盤上的編號。 但是因為含有色盤的關係,經驗上我們就說其深度是 1.01。 這是一個我不打算講清楚細節的地方。 『高彩』圖的深度是 2,『全彩』圖的深度是 3。

[Slide 12 張宗彥] 一張數位圖像的資料量,就是上述寬、高、深所形成的立方體體積, 而單位是 Byte (『字元』或『位元組』)。 電腦的術語中,稱 1024 Byte 為一個『千』Byte,記做 KB (kilo-byte); 又稱 1024 個 KB、或者大約一百萬個 Byte 為 MB (mega-byte)。

以一張 320 x 200 的『灰階』圖為例,其資料量就是 320 * 200 * 1 = 64,000 byte 也就是 62.5KB。

以一張 320 x 200 的『全彩』圖為例,其資料量就是 320 * 200 * 3 = 192000 byte 也就是 187.5KB。

一台高解析度的數位相機可以拍攝 2048 x 1536 的數位相片, 所以一張圖像就有 3,145,728 像素,也就是廣告上說的三百萬畫素。 如果這張圖又用全彩,那麼一張相片的資料量就是 9MB。 如果您使用容量為 128MB 的磁卡來儲存這些數位相片,則一張磁卡只能放 14 張照片。

但是經驗上似乎 128MB 容量的磁卡可以儲存不只 14 張數位照片。 一方面那是因為您沒有用最高解析度,另一方面是因為這些相片是先被壓縮才儲存的。 底下就要講壓縮。

檔案與壓縮

[Slide 13 張宗彥] 在這張圖像、軟體和檔案之間的關係示意圖上, 我們看到電腦以『檔案』的形式儲存數位圖像於磁碟機內、 或者傳輸數位圖像於網際網路上。 負責儲存或傳輸的是作業系統 (OS),例如 MS-Windows 98, ME, XP 之類的。 但是負責展現圖像的軟體,例如 MS-IE、檔案總管、ACDsee 或 PhotoImpact 之類的, 卻要負責把檔案內容轉換成像素的數值,若是遇到『256 色』圖,還要處理色盤。

[Slide 14 張宗彥] 檔案通常不會一五一十地儲存像素 (和色盤) 所對應的數值, 而是儲存經過壓縮的像素數值。 壓縮的過程其實是按照一種數學函數,把像素的數值按照函數規則映射到另一種數值。 我們使用電腦,應該已經知道每個檔案的性質之中,有所謂的『檔案大小』, 也是用 Byte 作單位來計量。 壓縮之後的數位圖像通常會變得比較小, 也就是說檔案大小應該會小於圖像的資料量。 變小的比率就是『壓縮比』。

『壓縮比』越高,檔案當然就越小,因此比較節省磁碟 (或磁卡) 的空間, 在網路上傳輸也就比較省時。

[Slide 15 張宗彥] 如果一張數位圖像被壓縮之後,再解壓縮,還原成完全一樣的圖像 (每個像素的數值都沒有改變、色盤也沒有改變), 那個壓縮的方法就叫做『無失真壓縮法』(lossless compression)。 反之,如果一張數位圖像被壓縮之後,再解壓縮,跟原來的圖像只是「接近」 而不盡相同,那個壓縮的方法就叫做『破壞性壓縮法』(lossy compression)。

在 PC 中常用的 PK-ZIP 壓縮軟體,採用的是『無失真壓縮法』。 聽眾也許經常聽歌曲用的 MP3,採用的是『破壞性壓縮法』。

『無失真壓縮法』通常是應用離散數學這一類數學知識設計的。 『破壞性壓縮法』通常是應用微積分這一類數學知識設計的。

[Slide 16] 在這張表格上,我們看到,採用『破壞性壓縮法』的最主要優勢就是提高壓縮比。 所以理論上我們應該盡量採用『破壞性壓縮法』。 在實用上,人們手繪的圖像、像素較少的圖像、不同的色彩數量較少的圖像, 並不適合用『破壞性壓縮法』,因為稍微的破壞會使得整個圖像變得很難看。 相對地,拍攝自然景觀的相片、像素很多的圖像、高彩或全彩的圖像, 就可以利用『破壞性壓縮法』,因為稍微的破壞不影響人們觀看的品質。

經過失真壓縮之後,即使重新用無失真壓縮再壓一次,也無法提高圖像的品質。 除非還保存著原來的圖像,否則經過一次失真壓縮之後,失去的品質就再也回不來 (除非設法修補,那就另當別論了)。

[Slide 17] 在這張表格上,我們看到常見的圖像檔案格式, 以及它們所採用的壓縮法。

回顧最前面展示的小丑圖,它只有 64,000 個像素,只有 81 種不同的顏色, 所以不適合採用『破壞性壓縮法』,因此我們選用壓縮比低一些的『無失真壓縮法』。 在常見的『無失真壓縮法』檔案格式中,我們選用 PNG,因為它沒有版權上的問題。

[Slide 18 張宗彥] 綜合以上的解釋,讓我們再展示一次圖像、軟體和檔案之間的關係示意圖, 這次包含了壓縮和解壓縮的程序在內。

圖像的呈現

[Slide 19 張宗彥] 電腦怎樣讓我們『看到』圖像?那是透過螢幕, 或者比較專業的說法是『監視器』(monitor)。 在這裡我們看到的是數位圖像、作業系統 (例如 Windows 98, ME, XP...)、 VRAM (電腦內『顯示卡』內附的暫存空間)、監視器之間的關係示意圖。 注意,那些箭頭都是單向的,表示資料的流向是單向的。 留意看監視器上顯示整個螢幕,不只是一張圖像, 那是因為作業系統整合了所有該呈現在監視器上的畫面, 包括繪圖軟體本身的視窗、桌布、工具列等等。

[Slide 20 張宗彥] 在這個可愛的動畫裡面,我們提示: 是監視器『跑去拿』VRAM 裡面的指示,而不是電腦將指示從 VRAM 『送給』監視器。 監視器每隔一小段時間就去電腦裡面拿 VRAM 裡面的指示, 然後按照只是在螢幕上掃射各種不同的顏色。 因為它掃得很快,我們的眼睛因為視覺暫留的關係, 就覺得那個畫面是靜止的。 一台所謂掃描頻率為 90Hz 的監視器,就是每 90 分之一秒掃描一遍。 掃描頻率越高的監視器,通常看起來越穩定、比較不傷眼睛。

不過,以上所說,並不適用於新式的液晶螢幕或電漿螢幕。 這些新技術的細節,就不在此詳述了。

所以,現在您應該知道,如果電腦沒反應,打螢幕是不公平的!

[Slide 21, 10, 張宗彥] 像素和光點之間的對應,正常的時候是 1 對 1, 也就是一個像素就對應一粒光點。 讓我們重溫縮小版的小丑圖,當像素與光點是正常地 1:1 的時候, 實在是很小,看不見。 如果有必要的話,軟體可以讓一個像素對應更多粒光點,例如 1:64。 這就是『強迫放大』一張圖像的效果。 雖然圖像的畫面是放大了,不過一點也沒有變得比較清楚。

[Change Monitor Resolution] 所謂監視器的『解析度』就是每列有幾個光點、一共有幾列光點。 例如 800 x 600 的解析度就是在監視器上, 每列有 800 個光點、一共 600 列。

在同樣大小的監視器屏幕上,解析度越高,當然每粒光點的面積就越小。 所以同樣的圖像,在不同解析度的監視器上看起來大小不同。 這時候,我可以當場用現場的電腦實驗,更改解析度。 但是這不一定能成功,因為投影機 (監視器之一種) 有時候不支援所有的解析度。 所以,這時候我一邊嘗試,一邊也就可以準備中場休息了。

HSB 色彩座標

[HSB.Java 周恩冉] 以 RGB 三原色光的亮度來定義色彩,是根據科學 (物理) 的看法來的。 藝術家 (畫家) 通常不這樣看待色彩 (通常他們也不是科學家)。 他們用傳統以來慣用的標準顏色 (Hue) 為基準, 調和白色來稀釋它的濃度、術語是說改變色彩的飽和度 (Saturation), 調和黑色降低它的反光的強度、術語是說改變色彩的亮度 (Value 或 Brightness), 這樣來調混出適當的顏色。這一套藝術家習慣的調色法, 放到電腦裡面成為 HSV (或 HSB) 色彩座標。

如果聽眾學過 x-y-z 直角座標,知道它是三度空間中的一種座標系統。 如果又學過 r-theta-z 圓柱座標,知道它是三度空間中的另一種座標系統。 那麼這些聽眾大概知道,數學上有公式可以在直角座標和圓柱座標之間做轉換。 RGB 和 HSV 就類似直角座標和圓柱座標一樣,它們同為色彩的兩種座標系統, 它們之間當然也就可以轉換。

許多電腦繪圖軟體都提供至少兩種色彩座標系統:RGB 和 HSV。 如果您是對物理比較有感覺的人,就採用 RGB 來調色, 如果您是比較有藝術直覺的人,就採用 HSV 來調色。 不論如何,電腦軟體都會將色彩轉換成 RGB 座標,那才是數位圖像的標準座標系統。

在此我們展現一個 HSB 座標的調色盤: H 代表某些顏色的「原色」,我們將此概念類比於角度,所以 H 是一圈 360 度, 注意 0 度的顏色和 360 度是一樣的。而 S 和 B 都是百分比值, 所以數值是從 0 到 100。而 S 和 B 都是 100 的時候,表示沒有稀釋 (參入白色) 也沒有變暗 (參入黑色),因此保留了 H 的原色。 所以當 S 和 B 都是 100 的時候,拉動 H 軸,可以看到 360 度一圈的原色。 而固定原色之後,在一個方形色盤上拉動游標 (好像一粒小球), 可以比較直覺地調整那顏色的濃度和亮度。 同時,顏色的 RGB 座標也顯示在工具上。

第二部份:數位圖像創作範例

數位圖像軟體提供的可能性

[Slide 24 蜘蛛人 單師凡] 獲得數位圖像的最簡便途徑就是攝影。 用掃描機將照片轉為數位影像、或者直接用數位相機都好。 電腦軟體為我們展開了無限可能的空間,讓我們在相對少量的技能下, 可以盡情發揮自己的想像力。 例如當時小學六年級的單師凡,看過了張宗彥編寫的一些 PhotoImpact 範例之後, 自己玩弄數位相機和 PhotoImpact 大約五個小時, 就製作了一張『蜘蛛人』自拍相,至少可以自得其樂,也可以跟家人分享。

[Slide 25 賴浩詮修改山姆田的攝影] 除了可以做效果之外,拍攝後調整亮度、色溫,對背景做柔光效果, 甚至塗點胭脂、抹平青春痘,都可以大大改善數位影像的效果。 先看一份簡短的範例,這是賴浩詮 (物理系) 大三時的牛刀小試的作品。 他看到學長拍攝的照片,而他的學長也曾試著將照片做點後處理, 使得被拍攝的人可能會高興一點。 不過浩詮可能覺得處理得不夠,他就自告奮勇幫學長一個忙。 除了亮度、色溫的調整之外,注意浩詮還削減了反光。

[宗彥的相片修改 和 美女剪接身軀] 介紹賴浩詮就不能漏掉張宗彥,他們兩個是 (物理系) 同班同學, 一同追求數位藝術與設計的好朋友。 這是一張比較詳細地交待了操作過程的相片修飾範例, 是宗彥大四時候為了教學所寫的網頁。 這裡展現的程序,除了在前一張看過的之外,還有補貼和背景的柔焦處理。 讓背景柔焦會使得前景突出,相片中的人物也就顯得比較搶眼。 攝影師都用高貴的長鏡頭達到這種效果,而窮學生就靠事後的影像處理了。

數位影像技術除了可以做「美術」,當然也可以做「醜術」, 看看這張合成圖的教學範例吧。這也是張宗彥在大四時製作的教學網頁。 他因為不好意思惡搞別人,就用了自己的玉照, 所以這裡恰好可以看到他的廬山真面目。 裡面示範了套索、旋轉、翻轉、縮放這些技巧, 也展示了色彩的調整,以便讓兩種膚色的人接合在一起。 姑且不論美醜,這份教學範例啟發了不少人的想像力。

[Slide 27 中大校景作成的背景圖 張宗彥] 以前我們需要結實的美術訓練才能夠「畫得像」, 電腦可以幫助我們少一點專業訓練。什麼最像?照片最像。 畫不像不要緊,何不去拍攝下來,再把相片做一下水彩效果或油畫效果或模糊效果, 頂多再細部修飾一下,就畫得很像啦!

幾個動畫範例

[Slide 28 動物的悲歌 張宗彥] 話說回來,像不像沒關係,創意最重要。 特別是有劇情、有動作的時候。 君不見『阿貴』系列和『南方四賤客』,他們哪裡畫得「像」了? 還不是大受歡迎?剛才那張圖片拿來當作背景, 再選擇適當的歌曲,當年大三的張宗彥用簡單的造型和動作, 完成了這個動畫作品。

[義大利不同於歐洲人的行人穿越馬路篇 http://pya.cc/pyaimg/pimg.php?imgid=344] 還有比卡通造型更簡單的動畫主角,那就是根本沒有造型,用最簡單的幾何圖案就好。 這是最近在網路上流傳的作品,義大利人自嘲的動畫,雖然畫面上完全沒有造型, 但是很明顯地可以看懂什麼圖案代表什麼意義: 藍色的底、畫著一圈星星的,代表『歐洲聯盟的其他地方』, 而義大利三色國旗,就顯然代表義大利。 大家看到作者基本上只用到矩形和圓形,配上線條非常簡單的背景, 那麼簡單的圖案甚至能夠表達一個人「幹譙」的神情。

這就是我們一再想要表達的:數位動畫的劇情,可以彌補美術的不足。 這個事實開啟了一扇大門,給某一類過去無法從事創作的人。

其實我去過羅馬和義大利中南部一些小城,沒那麼嚴重啦。 在台灣能夠生存的人,到哪裡都可以生存。

作品的創意和技巧

[垂直環景] 回到靜畫創作。今天我們的主題是圖像,不是動畫,所以不再多說。 靜態圖像雖然沒有動作、配音、背景音樂的協助, 卻不見得在趣味與傳遞訊息的效率上,就會遜於動畫。 以下,我就美感、技術和創意,介紹一些優異的靜態圖像給大家。 就像這篇講稿所整理的所有範例一樣, 千萬不要以為它們是「最」好的,因為能夠找到的例子實在太多了, 我只能蒐集一些我方便取得的。

首先是一幅窄吊橋的攝影,到目前為止這是我見過唯一此類型的創作。 現在有些數位相機已經可以拍攝環繞景象, 即使相機本身沒有這種設計,攝影師也可以先拍攝環繞一圈的照片, 再用影像處理軟體剪接。 不論如何,我們通常見到的環景攝影都是水平旋轉的 (不一定要 360 度,視景觀而定)。 這位攝影師居然想到要垂直旋轉,而且找到一個絕妙的地點 (也可能他是站在那個地點而產生這個創意), 否則一般情況下拍攝一個垂直旋轉的環景照片似乎沒什麼意義。 我一直懷疑,攝影師自己的雙腳是怎樣避開的?

[創意解題鼠] 靜態圖像雖然沒有動作、對白,卻也可以表達一種情境或過程。 這就是『卡通』的特色。 所謂『卡通』(Cartoon) 原本是指平面媒體上面刊載的漫畫, 最標準的形式是一幅四格,後來也有一幅一格的漫畫。 我們通常也稱海底總動員那種動畫電影為卡通, 不過那種作品的英文是 Animation 而不是 Cartoon。

卡通的特色就是畫面簡單,但是明顯地傳遞某種訊息。 卡通裡面可能有對話、有文字說明,但是最高級的卡通藝術是「盡在不言中」。 在這個定義之下,我們都看過『卡通』,也都知道有些卡通比『動畫』還有趣。

以前的卡通都是用畫的,後來有時候作者會合成少許攝影, 也就是實物與繪畫的結合。 隨著數位影像的進步,以實物影像合成的卡通,在技術上的可行性就越來越高。 交通大學資工系學生在 2002 年畢業前發表了一篇在網路上非常出名的卡通, 就是這個思想的代表作。 這種卡通,我們暫且稱之為『實物卡通』。

這一幅老鼠闖迷宮的作品也許應該歸類為『實物卡通』,它是一種最高形式的卡通藝術。 它不用一個字,每個人都看得懂。 它未必使用數位影像技術,但是數位影像技術必定是未來這種卡通創作的基本工具。

[咖啡廳畫作及說明] 再說一遍:靜畫創作因為沒有動態、配音、背景音樂的協助, 所以需要更多「美感」來吸引人,通常也就需要製作得更細緻一點。 這裡要展示的一系列範例又回到中央大學學生的作品 (有些是作業), 原因是這些作品大約屬於各位聽眾的同儕,看起來也許比較「真實」, 而且它們都附有簡短的製作說明,便於部份聽眾當作入門的輔助材料。

「美感」來自於許多細節,除了繪圖的訓練或天份之外,技術層次也有很大的影響。 這裡展示陳盈翰 (電機系) 四年級時候的作業。 這是一份我想要拿來當作「標準示範」的作業, 他不但展現了作品、製作過程的部份技術說明,還描述了創作的背景和心情。 他說明照片是別人拍攝的,那是中央大學內坐落於二樓的一家餐廳靠窗的位置, 然後他取出另一張自己的舊作,那是純手繪的作品。 他解釋如何用軟體合成兩張圖像,合成之後做了哪些細部的修飾, 最後沒時間修飾的地方,就用「取景」技巧避開來。

當然,觀眾應該都同意,這份作品除了照顧到技術細節之外,美術天份也很高。 陳盈翰還有許多優美的作品,都展現了令人非常舒適的溫暖恬靜的風格。

[生日蛋糕] 再一份表現技術層次的例子,重點是那個生日蛋糕的視角問題。 這是當時 (資訊管理系) 大三之鍾瑩錦的作業。 她因為錯過了好友的生日,因此想要移花接木地製作一張生日賀卡, 好像兩人坐在一起吃生日蛋糕似的。 因為攝影的關係,選來合成的兩張相片的景深和色溫都差異很大, 還好姿勢很速配,經過一些影像處理,效果應該是可以被朋友接受的吧? 我會希望把左邊的人也弄模糊一點,比較像是同一張照片。 各位看到原來的作業除了色彩和景深問題之外,蛋糕的視角、比例也太明顯地不正常, 在接受助教的建議之後,鍾瑩錦修改了一次,大致上解決了這個問題。

[怪物報導] 除了美術和技術的混合,所有的創意都會比較方便地在數位製作軟體中實現。 例如這是當時 (地球科學系) 大四之郭挺鈞的作品。 他也是先交待原來的照片和圖片來源,然後介紹過程中的技術, 到此為止都蠻普通的,使得這份作品突然變得不凡的是最後的呈現方式。 他自己撰文寫了一篇報導,文法和語氣都維妙維肖, 更妙的是選用的字體和排版都像極了報紙,很可以拿來唬人。

這份作品給我們的啟示是:創意不一定要硬碰硬地用在美工、畫面、數位技術上, 也可以用在意想不到的週邊。經過創意地包裝,在美術或技術上普通的作品, 就會立刻脫穎而出。

[伏特加與虎頭蜂] 這裡有一些網路上流傳的作品,大部分製作得很精緻,所以看起來就很「專業」了。 在數位創作的領域裡,其實沒有什麼「專業」和「業餘」之分, 因為大家使用的工具 (軟體與硬體) 理論上是同級的。 只是「專業」的人經驗比較豐富、操作比較熟練、花在細節上的時間更長而已。 因此,只要「業餘」人士投入的時間夠多,能夠趕上前述三點, 就會蛻變為「專業」人士。

好奇是人類的天性---特別是小男生! 說實在的,我小時候看到黛安芬的海報也有過這種幻想。 這幅作品相當老了,可能創作於 2000 年之前, 因此色彩、亮度和清晰度都稍微遜色,而且顯然出於業餘之手, 不過它還是我心目中最喜歡的作品 (一種懷舊吧)。

鐵達尼這一張不但用需要合成,應該也需要營造深海的環境, 因為那艘船看得出來不是水底沈船的照片。 可惜還有技術尚待開發,這幅創作很有意思,只是效果不太好。 我經常忙碌得沒時間上廁所,你呢? 真有創意,攝影術看起來很業餘,但是剪貼得太好了, 使我懷疑那是不是真的放了一隻馬桶啊?

接下來五幅是美國某藝術學院的學生作業, 他們的技術很棒吧?這是投入了時間和精力之後的效果。 不過,如果不是因為創意,那些數位合成技巧也不算什麼。

最後兩張其實是廣告畫面。 在技術上,觀眾或許會同意: 這些專業合成圖像的技術水準和上面的業餘或學生作品相差甚微, 但是這兩幅廣告顯然精緻很多。 那是非常精細地調整色彩的效果:最後決定勝負的,就在細節。

[人體彩繪] 有一些數位圖片並非數位藝術,只是用數位形式來呈現、流通那傳統形式的藝術罷了。 因此,在最低層次上,數位圖像至少提高了各種創新藝術的流通速度與廣度。

譬如這裡展示的是十二張以十二星座為題的人體彩繪。 它們是真的人體彩繪,並沒有利用數位影像技巧。 而這些彩繪的創意,在於它們不只是拿人體當畫布而已, 它們不但利用了人體的膚色、肌肉、體型, 更進一步利用了人體的姿勢和毛髮, 有些作品還要配合攝影的採光和角度,才能展現。 我相信這一系列的影像,應當會被公認為藝術而不是色情,所以在課堂裡播放, 應該不會侵犯到什麼人吧? 很抱歉,我還沒查出來這些作品的出處,我是從朋友輾轉相傳的 e-mail 中看到的。

看『白羊座』,它需要特別將大腿以下遮暗,才能顯示彎彎的羊角。 看『金牛座』,它需要將相片轉置之後才能欣賞,否則那牛頭的方向就不對了。 看『巨蟹座』,這是我最喜歡的一幅,藝術家利用了模特兒的手。 看『獅子座』,這也是令人讚嘆的作品,藝術家利用了模特兒的毛髮和姿勢。 看『天秤座』,很幽默,對不對? 看『天蠍座』,也利用了模特兒的姿勢,可是限於人體本身,這幅作品似乎不太傳神, 可能還要把某些部份遮暗。 看『射手座』,很自然地利用了模特兒的姿勢,如果雙臂不展開, 那支弓就沒有足夠的『畫布』來承載。 看『魔羯座』,我打賭這是最不容易看懂的一張,請多看一會兒, 找到模特兒的下巴嗎?看到她的鼻孔沒有? 看『寶瓶座』也是幽默型的,『雙魚座』是最傳統的人體彩繪。

這些作品是否大部分非常美也非常有創意? 但是它們需要特別的美術訓練,一般的「個體戶」恐怕不容易模仿 (要找到模特兒就不容易了)。 但是這些作品並非數位藝術,它們只是透過數位網路來傳輸而已。

結語

下一次當您收到一幅數位圖像時,請您試著改從批判的角度來欣賞,想一想:

數位圖像的擷取 (掃描機與數位相機) 已經變得非常容易, 數位圖像的製作軟體也趨於價格實惠而操作簡便。

參考書目

  1. James Murray & van Ryper, "Encyclopedia of Graphics File Formats," O'Reilly, 1994.
  2. 單維彰,”數位圖像與音訊之基礎知識” http://libai.math.ncu.edu.tw/~shann/Teach/liberal/CMW/digi-img.html
  3. 單維彰,”在非藝術院校提供數位藝術創作課程的經驗” http://libai.math.ncu.edu.tw/~shann/Teach/liberal/CMW/cmw.html
  4. 單維彰,《計算機概論16講》,即將出版,教材網頁在 http://libai.math.ncu.edu.tw/bcc16

銘謝

首先我要感謝教育部通識教育巡迴講座的計畫主持人, 因為他們的堅持,使得我能夠戮力於四份講稿與參考資料的寫作, 而終至完成這些創作。 特別要感謝的對象應該是中央大學藝術研究所的吳方正教授, 因為他足夠勇敢地交付我這個任務,沒有他的鼓勵, 我並不敢站到講台上談這些藝術類的課題。

接著要感謝我的工作群:張宗彥出力最多,除了提供三份範例之外, 第一部份的許多圖例是委託他製造的。 周恩冉撰寫了兩份 Java 工具軟體,讓我輕鬆地展示 RGB 和 HSV 色彩座標。 陳柏成做了最後的兩道手續:製造了 36 份 60x60 的小圖標, 當作每份教材網頁的港口圖案; 然後將此 HTML 文件改編成 DOC 文件交付總計畫匯集印刷。

高雄餐旅管理學院的修課學生、中央大學第四屆網路多媒體創作的學生、 東華大學的修課學生,分別成為這份講稿的第一、第二和第三批實驗聽眾, 我在講完第三次之後才決定現在的這份講稿。

最後,感謝巡迴講座計畫的助理彭家鳳小姐, 她總是給我適當的壓力。 也感謝參與此案的四所大學之協力教師與助理同仁們, 很高興認識您們。