Photoshop 色阶与曲线的比较
在Photoshop图像调整命令中色阶和曲线是最常用也是非常相似的两条命令。因此就常会产生诸如两者有什么区别，孰优孰劣等问题。网上有些文章，但多数都是一般性的泛泛谈论，本文试图从机理上分析比较两者的异同，侧重于原理方面，至于命令的具体操作使用在这里就不多赘述了。
从总体功能方面看两者是很相似的，都是可以改変图像整体的亮度（明暗程度），调整图像的对比度（反差）。也可以改变单个颜色通道的亮度来调整图像的色彩平衡，纠正偏色。但曲线功能更为丰富，基本上涵盖了色阶的全部功能，使用灵活，但操作比较麻烦。
一、映射
色阶与曲线都是通过映射来攺变图像的亮度，映射就是一种一一对应的函数关系，也就是图像中每种色阶（亮度）都按照其对应值逐一转换。但两者映射的方式不同。色阶映射关系如下。
在上图左方將输入色阶的左右滑块分别移至30及220处，输出色阶的滑块保持不变，则输入与输出的映射关系如图中的红线所示，输入色阶30对应于输出色阶0，输入色阶220对应到输出色阶255，其中间值都作相应的线性变化。结果使图像的亮部更亮，暗部更暗，增加对比度。上图右方为输入色阶的滑块不动，输出色阶的左右滑块分别移动至40及210处，于是输入与输出的映射关系为输入色阶0对应于输出色阶40，使暗部变亮，输入色阶255对应到210，使亮部变暗，其中间值都相应作线性変化，结果使图像对比度下降。因此色阶命令的映射关系是由输入和输出色阶左右滑块的位置决定的，是线性关系，比较简单。
曲线的映射就要灵活得多，从下图中曲线命令的窗口便能看到输入与输出就是X，Y坐标，其初始函数就是一条y＝x的直线，输入等于输出，即未经调整时的状态。可以在直线上设置若干锚点（最多14个点）用鼠标拖动锚点，改变该点的值就形成一条曲线，从而改变输入与输出的映射关系，如图中红线所示，是一种非线性的映射关系。曲线的随意性导致映射关系灵活与多样，也致使曲线命令难以掌控。
二、色阶与曲线的关系
上面讲到色阶命令是线性映射，曲线命令是非线性映射。这只是在一般情况下，下面会看到色阶也有非线性映射的地方，曲线也有线性影射的时候，所以两者之间会存在一定关系。
在曲线命令窗口中的两个端点，座标分别为（0，0）和（255，255）。这两点与色阶窗口中的左右滑块相当，当两端点左右移动时相当于输入色阶左右滑块的移动，当两端点上下移动时相当于输出色阶左右滑块的移动。两个端点在移动时始终保持着直线关系，如下图所示。也就是曲线中移动端点和色阶中移动左右滑块都是线性映射，功能相同。因此曲线涵盖了色阶中左右滑块的全部功能。
三、 色阶的中间滑块
在色阶命令窗口中还有一个灰色滑块位于输入色阶中部，可用于调整图像中的中间色调，其值用m表示，初始值为m=1.0。往右移动时其值在1.0 - 0.1之间，往左移可在1.0 -9.9之间。滑块所在点的色阶总是映射到输出色阶的中间点。因此当向右移时，将大于128的色阶（比128亮）映射到输出色阶128，中间色调变暗。向左移时将小于128的色阶（比128暗）映射到输出色阶128，中间色调变亮。如下图所示。
令人困惑的是m与色阶值是什么关系，譬如m=0.5的色阶值是多少。用灰色滑块调整中间色调的映射是非线性的，输入与输出是幂函数关系，m值是幂函数的指数(也称为Gamma）。不过这里用的是倒数。映射关系可用下式表示并如图所示
由此可算出不同m值对应的色阶值如下
m | 3 | 2 | 1 | 0.5 | 0.25 |
色阶 | 32 | 64 | 128 | 181 | 215 |
以上公式表示只有中间滑块移动，其它滑块位置都不动的情况，当其他滑块也移动时需要作相应调整。
四、色阶中间滑块与曲线的关系
前面讲到色阶命令中输入输出的左右滑块完全可以用曲线命令中的两端点位置来替代，那么色阶中间滑块是否也可通过改变曲线的中间位置来实现呢？从上面表格中可看到，当色阶中间滑块m=0.5时色阶为181，即将输入181映射到输出128。若在曲线中也将输入181映射到128，如下图所示。
两者是否相同？实践证明两者只是相近，並不完全吻合。其结果如下表所示。
输入 | 32 | 64 | 96 | 128 | 160 | 181 | 192 | 224 | 240 |
输出（色阶） | 4 | 16 | 36 | 64 | 100 | 128 | 145 | 197 | 226 |
输出（曲线） | 12 | 25 | 43 | 68 | 101 | 128 | 144 | 198 | 227 |
这是由于两者映射函数算法不同。色阶用的是幂函数，曲线则是根据锚点位置用插入法得出的曲线形状（采用三次样条插入法），虽然可以增加锚点使其能更逼近，但本质上讲这两种曲线是不能吻合的，因此曲线命令不能完全替代色阶命令中间滑块的功能。
五、曲线的其它功能
曲线的功能远多于色阶，一项重要的区别是曲线可以做局部调整。在色阶中改变任意一个滑块，整个色阶（0－255）都会受到影响。在曲线中可以在初始的直线上加设锚点保护，使调整局限在一定的范围内，如下图所示。
还可使用曲线中的On-Image调整工具直接用鼠标从图像中选取要调整的地方，然后拖动鼠标来调整该区域。
曲线命令的映射关系是取决于曲线形狀，拖动锚点可以随意改变形狀，因此曲线命令的灵活性几乎是随心所欲，有时候随便改变一下就可能产生意想不到的效果。
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