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曲线,是微分几何学研究的主要对象之一。直观上,曲线可看成空间质点运动的轨迹。微分几何就是利用微积分来研究几何的学科。为了能够应用微积分的知识,我们不能考虑一切曲线,甚至不能考虑连续曲线,因为连续不一定可微。这就要我们考虑可微曲线。但是可微曲线也是不太好的,因为可能存在某些曲线,在某点切线的方向不是确定的,这就使得我们无法从切线开始入手,这就需要我们来研究导数处处不为零的这一类曲线,我们称它们为正则曲线。正则曲线才是经典曲线论的主要研究对象。

曲线定义

平面曲线
在数学上,一条曲线的定义为:
  • I为一实数区间,即实数集的非空子集,那么曲线c就是一个连续函数c:IX的映像,其中X为一个拓扑空间。
我们常遇到的平面曲线的拓扑空间为

曲线曲线方程

一般来说,当在
下一些符合一条方程的点的集合组成一条曲线时,那方程就叫那曲线的曲线方程
例如,
是单位圆的曲线方程,因为有且仅有单位圆上的点符合这条方程;因这些点组成一个单位圆,故该方程正代表着平面上的单位圆。 [1] 

曲线曲线的长度

平面曲线
若一条平面曲线可表达成标准方程
,那么它的长度就是: [1] 
其中a、b为x的上下限。
若平面曲线可表达成参数方程
,那么它的长度就是:
其中
的上下限。

曲线应用

曲线不是滤镜,它是在忠于原图的基础上对图像做一些调整,而不像滤镜可以创造出无中生有的效果。
曲线不是那么难以捉摸的,只要掌握了一些基本知识,你可以像掌握其他工具那样很快掌握曲线工具。
Photoshop给你的真正乐趣之一,是软件提供给你很多种解决难题的方案。就调整图像来说,在图像>调整菜单里有很多可以选择的工具,仅曲线工具你就可以:
调节全体或是单独通道的对比;
调节任意局部的亮度;
调节颜色。
曲线可以精确的调整图像,赋予那些原本应当报废的图片新的生命力!
曲线调节功能对每一个和图像打交道的人都很重要,所以即使你不使用Photoshop,你也可以从中得到不少有用的帮助。

曲线曲线原理

用最简单的话来说:拉RGB曲线是改变亮度,拉CMYK曲线是改变油墨。
下面说得详细些,新手可能需要这方面的知识。 [2] 
(1)RGB曲线
它的横坐标是原来的亮度,纵坐标是调整后的亮度。在未作调整时,曲线是直线形的,而且是45°的,曲线上任何一点的横坐标和纵坐标都相等,这意味着调整前的亮度和调整后的亮度一样,当然也就是没有调整。
如果你把曲线上的一点往上拉,它的纵坐标就大于横坐标了,这就是说,调整后的亮度大于调整前的亮度,也就是说,亮度增加了。
“曲线”对话框还显示你所调整的点的“输入”、“输出”值,它们实际上就是横坐标和纵坐标。上图“输入”(即横坐标,调整前的亮度)是127,“输出”(即纵坐标,调整后的亮度)是154,意味着把亮度由127提高到154。亮度的取值范围是0~255,由于曲线的连续性,不仅这个点升高了,它左边的点(原来亮度为0~127)和右边的点(原来亮度为127~255)也升高了,这就是说整个画面的亮度都提高了。
曲线下面有两个滑块,在你忘记曲线的明暗方向时提醒你。黑滑块在左边,白滑块在右边,表示左边暗,右边亮。
曲线的左端点代表黑场,假如你把这个点提高,头发、眼珠等黑颜色就会变亮;你把这个点向右拉(现在无法再把它降低),阴影会变得更黑,甚至发焦,但当画面黑场不足时,用这个办法可以加深黑场。
曲线的右端点代表白场,假如你把这个点降低,高光就会变暗,鼻尖、眉弓等处的反光就会变成灰色,这一般是不采用的;假如你把这个点向左拉(它已经无法再升高),接近高光的亮颜色就会变成高光,当画面亮调灰暗无力时,这是一个办法。
可以调节的是4条曲线:RGB(总亮度)、R(红)、G(绿)、B(蓝)。当调节总亮度不能如愿时,你就要调节三原色。要知道RGB图像的颜色是由红、绿、蓝三原色组成的,还要知道改变每种原色的亮度对总的颜色有什么影响。这很容易,随便打开一幅RGB图,随便调节三原色曲线,你就会明白它们的作用。在有了足够的调色经历后,你要具备这样的条件反射:看到任何颜色,都能想象它的三原色组成,比如红润明亮的肤色是由很亮的红、较亮的绿和很暗的蓝组成的。
(2)CMYK曲线
它的横坐标是原来的油墨量,纵坐标是调整后的油墨量,取值范围是0~100。
“油墨量”是个笼统的说法,确切地说,它是网点面积覆盖率,是单位面积的纸被油墨覆盖的百分比。比如青的网点面积覆盖率是70%,意味着在1平方毫米的纸上,有0.7平方毫米被青墨覆盖。油墨覆盖得越多,颜色越深,因此70%的青墨比50%的青墨深,0%完全是白纸(印刷上叫“空白”),100%完全是墨(印刷上叫“实地”)。**墨也是这样。
通常的印刷使用4种油墨——青、洋红、黄和黑,前面3种是颜料三原色,画过画的人都知道它们可以组成丰富的色相,黑是用来增加明暗层次的。因此,在CMYK“曲线”对话框中有5种曲线可调节——CMYK(总墨量)、C(青墨量)、M(洋红墨量)、Y(黄墨量)和K(黑墨量)。
请打开任何一张CMYK图片,调节这些曲线,你立刻会明白每种油墨的增减对画面有什么影响。
对于CMYK要形成这样的条件反射:看到任何颜色都能想象它的四色组成。比如明亮红润的肤色是由较多的洋红、较少的黄、很少或空白的青和黑组成的。照相制版时代的分色工比我们更强,他对CMYK值的想象能精确到5%。把这样一位老人从印刷厂退休职工麻将室拉出来,让他对我们的图1-2a说点什么,他会说亮调的黄居然上了20,太多了。而我们要做的,就是把曲线往下拉。
参考资料
  • 1.    吴传生. 经济数学——微积分 (第二版)[J]. 2009.
  • 2.    朱心雄. 自由曲线曲面造型技术[J]. 2000.