光影游戲——顏色模式

0. 引言

有時候看到一張精彩的照片诊赊,我們會驚嘆顏色好漂亮厚满。
但具體好在哪兒呢?越鮮艷就越漂亮嗎碧磅,答案顯然不是碘箍。
想要把顏色玩轉(zhuǎn)于股掌之間嗎? 對其形成機理有一個初步的認識鲸郊,想必會事半功倍丰榴。

1. 人眼辨色原理

神說要有光,于是秆撮,人感覺到了顏色四濒。

光是一種電磁波,既然是電磁波就有波長像吻。
人眼可見的光包含了其中的一個波長范圍峻黍。

大約是400~760nm之間。

不同波長的光進入人眼拨匆,就會產(chǎn)生不同的顏色感覺姆涩。

2. 分類

在圖片中,顏色是如何來描述的呢惭每?
根據(jù)不同的著眼點骨饿,在數(shù)碼時代的攝影和后期中涉及的顏色模式大致有以下幾種:

  • HSB:人眼觀察世界的模式
  • RGB:光的成像模式
  • CMYK:顏料的印刷模式
  • Lab:理論中的顏色模式

2.1 HSB模式

也有稱HSV的亏栈。

HSV模式

基于人眼的一種顏色模式,其 媒介是眼睛的感受細胞宏赘。它符合人類感官上的直覺性绒北,簡而言之,這是人腦理解色彩的方式察署。
H:Hue闷游,色相
按文科生的說法贴汪,叫色彩的相貌脐往,按理科生的說法,叫色彩的相位扳埂。在0~360°的標(biāo)準色相環(huán)上业簿,按照角度值標(biāo)識。比如紅是0°阳懂,綠是120°梅尤,藍是240°。
**S:S aturation岩调,飽和度 ** 巷燥。
即 顏色的純度漩怎, 表示色相中彩色成分所占的比例庸论,從0%(灰色)到100%(完全飽和)的百分比來度量年栓。
B:Brightness馆揉,明度淀零。 即 顏色的明暗程度秩贰, 從0%(黑)到100%(白)的百分比來度量坛猪。

2.2 RGB模式

通道:RGB模式具有三個通道小槐。

  • **R ** :Red蛙紫,紅 拍屑。
  • ** G ** :Green,綠 坑傅。
  • ** B ** :Blue僵驰,藍 。

RGB模式

含義:因為有了光唁毒,人眼才能感受到顏色蒜茴,而RGB就是光的三原色
混色原理:通過三種光的不同配比浆西,就可以混合出其他的顏色粉私。

如紅+綠=黃,紅+藍=品紅近零,綠+藍=青诺核,紅+綠+藍=白抄肖。

混合模式: 投射入眼睛的光線越多,人眼感知到的色彩就越亮窖杀。因此RGB又被稱為加色模式漓摩。
應(yīng)用:RGB應(yīng)該是我們最常接觸到的顏色模式,普通的圖片在電腦上一般都是以這種方式打開入客。

電腦顯示器是一個發(fā)光體管毙,它發(fā)出的光投射入人眼,形成色覺痊项。

參數(shù):R锅风、G、B分別賦以0~255的值鞍泉,就可以表現(xiàn)出各種顏色。

2.3 CMYK模式

通道:CMYK模式具有四個通道肮帐。

  • **C ** :Cyan咖驮,青。
  • **M ** :Magenta训枢,品托修。
  • **Y ** :Yellow,黃恒界。
  • **K ** :Black睦刃,黑(B已被Blue占用)。

CMYK模式

含義: CMY被稱為色的三原色十酣,即顏料的三原色涩拙。
混色原理: 通過三種油墨的不同配比,就可以混合出其他的顏色耸采。

如青+品=藍兴泥,青+黃=綠。品+黃=紅虾宇,青+品+黃=黑搓彻。

混合模式: 在紙上印刷的油墨層數(shù)越多,每一層油墨越重嘱朽,形成的顏色也越深旭贬,因此CMYK又被稱為減色模式。
應(yīng)用: CMYK主要被用于印刷搪泳。

理論上用三種油墨一起混合可以得到黑色稀轨,但實際印刷時由于工藝的問題,油墨純度達不到理想值森书,因此得不到標(biāo)準的黑色靶端,同時谎势,印三層油墨的成本很高,而黑色又是印刷時最常用的顏色之一杨名,因此將黑色油墨做成了一種專色油墨脏榆,CMYK一起被合稱為印刷四原色。

參數(shù): C台谍、M须喂、Y、K分別賦以0~100%的值趁蕊,就可以表現(xiàn)出各種顏色坞生。
RGB與CMYK的關(guān)系
結(jié)合前面說到的RGB模式,從色相環(huán)中可以看到掷伙,C是己、M、Y在位置上分別對應(yīng)R任柜、G卒废、B,互為補色宙地。

色環(huán)

這不是巧合摔认,依然可以從人眼的感色原理進行解釋。
一定顏色的顏料會吸收特定波長的可見光宅粥,當(dāng)自然光(白光)照射到這種顏料印刷的表面時参袱,將其中一部分光吸收,剩余部分的光就會反射入人眼秽梅,形成人眼能感知的顏色抹蚀。
實例說明
讓我們來做一個神奇的實驗來說明這一點。

  1. 讓白光(紅光+綠光+藍光)照射到青色的印刷品上风纠,紅光被吸收况鸣,剩下綠光和藍光的部分,反射入人眼竹观,混合成為青色镐捧。
  2. 讓黃光( 紅光+綠光 )照射到 青色的印刷品上,紅光被吸收臭增,剩下綠光的部分懂酱,反射入人眼,這個青色的顏料在人眼的感覺中就是綠色的誊抛。
  3. 讓紅光照射到青色的印刷品上列牺,紅光全部被吸收,沒有光反射拗窃,理論上人眼看不到任何顏色瞎领,顯示為黑色泌辫。

肉眼看到的顏色不一定就是實際的顏色。不要被自己的眼睛給騙了哦九默。

2.4 Lab

通道:Lab 模式具有三個通道震放。

  • L:亮度通道。
  • a:顏色通道a驼修, 從深綠色(低亮度值)到灰色(中亮度值)再到粉紅色(高亮度值)殿遂。
  • b:顏色通道b,從亮藍色(底亮度值)到灰色(中亮度值)再到黃色(高亮度值)

含義: Lab模式既不依賴光線乙各,也不依賴顏料墨礁,是一種理論上包括了對人眼所有可見色彩的描述的顏色模式。
混色原理:在長期的觀察和研究中發(fā)現(xiàn)耳峦,人眼對于三對顏色一般不會混淆恩静,紅-綠、藍-黃蹲坷、黑-白蜕企。于是提出了人的視覺系統(tǒng)中存在三條顏色通道的理論,分別是感知顏色的紅綠通道(a)和藍黃通道(b)以及感知明暗的明度通道(L)冠句。

各種不同的顏色模式色域比較

應(yīng)用: 由于RBG和CMYK模型自身的一些缺陷,都無法表示出所有的顏色幸乒,相互轉(zhuǎn)換時也會產(chǎn)生損失懦底,造成顏色失真。而 Lab模式可以彌補這種缺陷罕扎。它最初是用來從一種色彩模式轉(zhuǎn)換為另一種色彩模式時使用的內(nèi)部色彩模式聚唐,現(xiàn)在越來越廣泛地被用于調(diào)色。
參數(shù):L通道取值范圍為0~100腔召,代表從黑到白杆查,a、b通道值 取值范圍為-127~128臀蛛,代表了本通道內(nèi)的顏色傾向亲桦。

由于±(120127/128)這個區(qū)域的顏色都是飽和度非常高的顏色,大大超出了RGB和CMYK可以表示的范圍浊仆,因此在圖像處理軟件中一般a客峭、b通道的取值范圍被限制在了-120120。

3. 實例

下圖是從Photoshop的調(diào)色板中截取的抡柿,可以看到同一個顏色在四種不同的顏色模式中的參數(shù)取值舔琅。



先不要往下翻,大家在心中猜一猜這是什么顏色呢洲劣?

  • HSB:H=240°(色相為240°)备蚓,S=100%(飽和度100%)课蔬,B=100%(亮度100%)。
  • RGB:R=0(紅色通道為0)郊尝,G=0(綠色通道為0)二跋,B=255(藍色通道為255)。
  • CMYK:C=92(青色通道為92%)虚循,M=75(品紅通道為75%)同欠,Y=0(黃色通道為0),K=0(黑色通道為0)横缔。
  • Lab:L=30(明度通道為30)铺遂,a=68(紅綠通道為68),b=-112(黃藍通道為-112)茎刚。

根據(jù)前面的知識襟锐,很容易知道這是藍色。


4. 意義

也許有人會問膛锭,拍個照而已粮坞,有必要搞這么復(fù)雜么?
我覺得初狰, 知其然莫杈,更要知其所以然
想要修成絕世武功奢入,一般都要從內(nèi)功心法開始打根基筝闹,而這些略顯枯燥的東西,就是打通你任督二脈的關(guān)鍵腥光。
絕大部分人都無法像令狐沖一樣只靠獨孤九劍的精妙招式就獨步天下关顷,但學(xué)一學(xué)傻傻的郭靖,從基礎(chǔ)一步步苦練武福,一樣能成為當(dāng)世的大俠议双。

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