色彩混合原理(加色法与减色法)

颜色模型颜色模型简介RGB颜色模型RGB颜色模型是最佳的色彩模式，可以提供全屏幕的24bit的颜色范畴，即真彩色显示。但是，如果将RGB模式用于打印就不是最佳的了，会损失一部分亮度，比较鲜艳的色彩肯定会失真的。CMYK颜色模型CMYK(cyan,magenta,yellow)颜色空间应用于印刷工业,印刷业通过青(C)、品(M)、黄(Y)三原色油墨的不同 网点面积率的叠印来体现丰富多彩的颜色和阶调，这便是三原色的CMY颜色空间。实际印刷中，一般采用青 (C)、品(M)、黄(Y)、黑(BK)四色印刷，在印刷的中间调至暗调增长黑版。当红绿蓝三原色被混合时，会产生 白色，但是当混合蓝绿色、紫红色和黄色三原色时会产生黑色。既然实际用的墨水并不会产生纯正的颜色， 黑色是涉及在分开的颜色，而这模型称之为CMYK。CMYK颜色空间是和设备或者是印刷过程有关的，则工艺措施、 油墨的特性、纸张的特性等，不同的条件有不同的印刷成果。因此CMYK颜色空间称为与设备有关的表色空间。 并且，CMYK具有多值性，也就是说对同一种具有相似绝对色度的颜色，在相似的印刷过程前提下，可以用分种 CMYK数字组合来表达和印刷出来。这种特性给颜色管理带来了诸多麻烦，同样也给控制带来了诸多的灵活性。 在印刷过程中，必然要通过一种分色的过程，所谓分色就是将计算机中使 用的RGB颜色转换成印刷使用的CMYK 颜色。在转换过程中存在着两个复杂的问题，其一是这两个颜色空间在体现颜色的范畴上不完全同样，RGB的 色域较大而CMYK则较小，因此就要进行色域压缩；其二是这两个颜色都是和具体的设备有关的，颜色自身没有 绝对性。因此就需要通过一种与设备无关的颜色空间来进行转换，即可以通过以上简介的XYZ或LAB色空间来 进行转换。Lab颜色模型Lab颜色模型是有国际照明委员会（CIE）于1976年发布的一种颜色模型，Lab颜色模型弥补了RGB和CMYK两种色彩模式的局限性。Lab颜色模型由三个要素构成，一种要素是亮度（L），a 和b是两个颜色通道。a涉及的颜色是从深绿色（低亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮粉红色（高亮度值）；b是从亮蓝色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）。因此，这种颜色混合后将产生具有明亮效果的色彩。HSI颜色模型HSIHue-Saturation-Intensity(Lightness),HSI或HSL颜色模型用H、S、I三参数描述颜色特性，其中H定义颜色的波长，称为色调；S表达颜色的深浅限度，称为饱和度；I表达强度或亮度HSV颜色模型HSV(hue,saturation,value颜色模型所代表的颜色域是CIE色度图的一种子集，这个 模型中饱和度为百分之百的颜色，其纯度一般不不小于百分之百。画家用变化色浓和 色深的措施从某种纯色获得不同色调的颜色，在一种纯色中加入白色以变化色浓，加入黑色以变化色深，同步 加入不同比例的白色，黑色即可获得多种不同的色调。HSL颜色模型 HSL(hue,saturation,lightness)颜色空间，这个颜色空间都是顾客台式机图形程序的颜色表达。 HSB颜色模型 HSB(hue,saturation,brightness)颜色空间，这个颜色空间都是顾客台式机图形程序的颜色表达。Ycc颜色模型 柯达发明的颜色空间,由于PhotoCd在存储图像的时候要通过一种模式压缩，因此 PhotoCd采用了 Ycc颜色空间，Ycc空间将亮度作由它的重要组件，具有两个 单独的颜色通道，采用Ycc颜色空间 来保存图像，可以节省存储空间。 XYZ颜色模型 国际照明委员会(CIE)在进行了大量正常人视觉测量和记录,1931年建立了原则色度观测者， 从而奠定了现代CIE原则色度学的定量基本。由于原则色度观测者用来标定光谱色时浮现负 刺激值，计算不便，也不易理解，因此1931年CIE在RGB系统基本上，改用三个假想的原色X、Y、 Z建立了一种新的色度系统。将它匹配等能光谱的三刺激值，定名为CIE1931 原则色度观测者光谱三刺激值，简称为CIE1931原则色度观测者。这一系统叫做CIE1931原则色度系统或称为 2 视场XYZ色度系统。CIEXYZ颜色空间稍加变换就可得到Yxy色彩空间，其中Y取三刺激值中Y的值，表达亮度，x、y反映颜色的色度特性。定义如下：在色彩管理中，选择与设备无关的颜色空间是十分重要的，与设备无关的颜色空间由国际照明委员会(CIE)制定，涉及CIEXYZ和CIELAB两个原则。它们涉及了人眼所能辨别的所有颜色。并且，CIEYxy测色制的建立给定量的拟定颜色发明了条件。但是，在这一空间中，两种不同颜色之间的距离值并不能对的地反映人们色彩感觉差别的大小，也就是说在CIEYxy色厦图中，在不同的位置不同方向上颜色的宽容量是不同的，这就是Yxy颜色空间 的不均匀性。这一缺陷的存在，使得在Yxy及XYZ空间不能直观地评价颜色。YUV颜色模型 在现代彩色电视系统中，一般采用三管彩色摄像机或彩色CCD(点耦合器件)摄像机，它把摄得的彩色图像 信号，经分色、分别放大校正得到RGB，再通过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号RY、BY， 最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这就是我们常用的YUV色彩空间。 采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量， 那么这样表达的图就是黑白灰度图。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机 的兼容问题，使黑白电视机也能接受彩色信号。根据美国国家电视制式委员会，NTSC制式的原则，当白光的 亮度用Y来表达时，它和红、绿、蓝三色光的关系可用如下式的方程描述：Y=0.3R+0.59G+0.11B 这就是常用 的亮度公式。色差U、V是由BY、RY按不同比例压缩而成的。如果要由YUV空间转化成RGB空间，只要进行 相反的逆运算即可。与YUV色彩空间类似的尚有Lab色彩空间，它也是用亮度和色差来描述色彩分量，其中L为 亮度、a和b分别为各色差分量。尽管颜色模型有许多许多种类，但我们只讨论常用的三种颜色模型：RGB颜色模型、CMYK颜色模型和Lab色彩模型。为了能较好的理解各类颜色模型。下面我们将对有关的某些基本概念作一下讨论。1 什么是颜色的本质？要回答颜色的本质是什么，我们们一方面要弄清什么是光的本质。我们不想来具体讨论物理学中光的波粒二象性，只想简朴地讨论一下与颜色有关的内容。光的本质是电磁波。电磁波由于波长的不同可分为通讯波、红外线、可见光、紫外线、X线、r线和宇宙线等。其中波长为380780nm的电磁波为可见光。可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色构成的光谱。红色光波最长，640780nm；紫色光波最短，380430nm在真空中：红光：770640 nm橙黄光：640580 nm绿光：580495 nm蓝靛光：495440 nm紫光：440400 nm波长是持续变化的,你可以找个光谱来看看波长为380780nm的电磁波为可见光。可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色构成的光谱。一方面，我们之因此能看到多种物体，是由于光的反射。光射到物体上然后发出反射光，反射光再射到人的眼睛里，人就看到物体了。在一般状况下，入射光都是由光源发出的涉及多种颜色的自然光，当这些光射到不同的物体上，物体对光的吸取和反射状况并不都相似，于是浮现了颜色的差别。我们看到物体呈现白色，是由于物体将射到它上面的所有光都反射了，这些光叠加在一起是白色的，又射到我们眼睛里，因此我们说，这个物体是白色的。而看到物体呈现黑色也是同样的道理，只是黑色正好相反，物体将射到它上的所有光都吸取了，我们看不到从它上发出的任何反射光，因此觉得它是黑色。举个例子说吧：一种红色的西红柿，如果放在蓝光下，会是什么颜色呢？也许有的人会觉得是红光和蓝光叠加在一起成的颜色，其实并不是，西红柿这时会呈现黑色。我们平时看到它是红色，是由于它只反射红光，而其她光则都被吸取了（涉及蓝光），那么放在蓝光下，西红柿将会把蓝光吸取，就不再反射出任何光了，因此呈现黑色。其她的，物体呈现的多种颜色都是这样的道理。 至于颜色的本质是什么，既然光的本质是电磁波，那么颜色的本质则是：该种（类）颜色特定波长的电磁波。2色彩的属性（明度、色相、纯度），明度：谈到明度，宜从无彩色人手，由于无彩色只有一维，好辩的多。最亮是白，最暗是黑。以及黑白之间不同限度的灰，都具有明暗强度的体现。若按一定的间隔划分，就构成明暗尺度。有彩色即靠自身所具有的明度值，也靠加减灰、白调来调节明暗。色相：有彩色就是涉及了彩调，即红、黄、蓝等几种色族，这些色族便叫色相。最初的基本色相为：红、橙、黄、绿、蓝、紫。在各色中间加插一两个中间色，其头尾色相，按光谱顺序为：红、橙红、黄橙、黄、黄绿、绿、绿蓝、蓝绿、蓝、蓝紫、紫、红紫十二基本色相。纯度（彩度）：也叫饱和度，指色彩的鲜艳限度。原色最纯，颜色的混合越多则纯度逐渐减低。如某一鲜亮的颜色，加入了白色或者黑色，使得它的纯度低，颜色趋于柔和、沉稳。常用颜色模型1加色法三原色加色法又称为RGB颜色模型。为了能较直观地阐明加色法与减色法的区别及其颜色的合成原理，我们需要使用某些专业色盘作为互助工具。我们可将上图理解为由三束光红（R）、绿（G）、蓝（B）分别射在银幕上，当我们将这三束不同颜色的光束慢慢移动，使其如下图所示重叠。成果我们发既有下列组合现象产生： 蓝（B）+ 绿（G）= 青（C）绿（G）+ 红（R）= 黄（Y）红（R）+ 蓝（B）+ 品（M）（又称：洋红）蓝（B）+ 绿（G）+ 红（R）= 白色加色法就是把不同色彩的光混合投射在一起，生成新的色光，这种配色的过程（或方式），因此也称色光混合。也可理解为：两种色光叠加，亮度增长者为加色法。加色法三原色(光的三原色)R,G,B,红(red),绿(green),蓝(blue),它们是计算机显示屏及其她数字设备显示颜色的基本。2减色法减色法又称为CMYK颜色模型，减色法混合就是把不同色彩的色料(颜料)混合在一起，生成新的颜色,因此也称色料混合。减色法三原色(颜料三原色)C,M,Y,青(cyan),品红(magenta),黄(yellow),它们是打印机等硬拷贝设备使用的原则色彩,分别与R,G三基色互为补色. 为了能较直观地阐明减色法的合成原理，我们也需要使用某些专业色盘作为互助工具。我们可将上图理解为由三张颜色的透透明明玻璃片：光红（R）、绿（G）、蓝（B），分别放在观光灯上。当我们将这三张颜色的透透明明玻璃片慢慢移动，使其如下图所示重叠。成果我们发既有下列组合现象产生：蓝（B）+ 青（C）= 绿（G）青（C）+ 品（M）= 蓝（B）品（M）+ 蓝（B）= 红（R）蓝（B）+ 青（C）+ 品（M）= 黑色因此减色法也称色彩重叠。也可理解为：凡两种颜料叠加，色光减少者为减色法。有人进一步将其理解为：使用染料者为减色法，使用色光者为减色法。甚至有人更将其简化为使用黄品青色系的为减色法，使用红绿蓝色系的为加色法。因此印照片，四色彩色印刷、喷墨打印机都是减色法色系；而彩色电视、电脑显示屏则为加色法色系。上述一此鉴别措施，在直观上能协助人们较好的去理解。但是随着新知识的发展，人们对上述概念有了进一步的理解和定义，由于该概念的理解和定义与我们的实际工作联系不大，我们就不对其作进一步的探讨了。三补色的概念在讨论了上述二种色彩模型后，我们在这里要根据上面的加色法及减色法色盘，来讨论一下颜色的互为补色的概念。根据加色法的色盘可得：蓝（B）+ 绿（G）= 青（C） 绿（G）+ 红（R）= 黄（Y） 红（R）+ 蓝（B）= 品（M）（又称：洋红） 蓝（B）+ 绿（G）+ 红（R）= 白色 由得：白色=蓝（B）+ 绿（G）+ 红（R）将代入得：白色=青（C）+ 红（R） 将代入得：白色=黄（Y）+ 蓝（B） 将代入得：白色=品（M）+ 绿（G） 从公式我们可以推论出：白色光是由青（C）+ 红（R）二种光线而构成，或由黄（Y）+ 蓝（B）二种光线而构成，或由品（M）+ 绿（G）二种光线而构成。那么我们把能构成部分白光的这二种颜色称为补色关系。即：红（R）的补色为青（C） 绿（G）的补色为品（M） 蓝（B）的补色为黄（Y）既然我们已将红（R）、绿（G）、蓝（B）定义为三原色，那么我们就能将青（C）、品（M）、黄（Y）定义为三补色。3Lab色彩模型Lab色彩模型是由照度（L）和有关色彩的a, b三个要素构成。L表达照度（Luminosity），相称于亮度，a表达从品红色至绿色的范畴（品红与绿互为补色关系），b表达从蓝色至黄色的范畴（蓝与黄互为补色关系）。L的值域由0到100，L=50时，就相称于50%的黑；a和b的值域都是由+120至-120，其中+120 a就是红色，徐徐过渡到-120 a的时候就变成绿色；同样原理，+120 b是黄色，-120 b是蓝色。所有的颜色就以这三个值交互变化所构成。例如，一块色彩的Lab值是L = 100，a = 30, b = 0, 这块色彩就是粉红色。Lab色彩模型除了上述不依赖于设备的长处外，还具有它自身的优势：色域宽阔。它不仅涉及了RGB，CMY的所有色域，还能体现它们不能体现的色彩。人的肉眼能感知的色彩，都能通过Lab模型体现出来。此外，Lab色彩模型的绝妙之处还在于它弥补了RGB色彩模型色彩分布不均的局限性，由于RGB模型在蓝色到绿色之间的过渡色彩过多，而在绿色到红色之间又缺少黄色和其她色彩。如果我们想在数字图形的解决中保存尽量宽阔的色域和丰富和色彩，最佳选择Lab色彩模型进行工作，图像解决完毕后，再根据输出的需要转换成RGB（显示用）或CMYK（打印及印刷用）色彩模型，在Lab色彩模型下工作，速度与RGB差不多快，但比CMYK 要快诸多。这样做的最大好处是它可以在最后的设计成果中，获得比任何色彩模型都更加优质的色彩。 CIE L*a*b* 颜色模型 (Lab) 基于人对颜色的感觉。 它是由专门制定各方面光线原则的组织 Commission Internationale dEclairage (CIE) 创立的数种颜色模型之一。 Lab 中的数值描述正常视力的人可以看到的所有颜色。 由于 Lab 描述的是颜色的显示方式，而不是设备（如显示屏、桌面打印机或数码相机）生成颜色所需的特定色料的数量，因此 Lab 被视为与设备无关的颜色模型。 色彩管理系统使用 Lab 作为色标，将颜色从一种色彩空间转换到另一种色彩空间。 从Lab模式的概念中懂得，a：深绿-50%灰（中性灰）-亮粉红色。在这个通道的灰度图中，暗表达绿色：不不小于128灰即50%灰为绿色，灰度值越接近50%灰，绿色的饱和度越小，越远灰度值越不不小于50%灰，绿色的饱和度越高，亮表达亮粉红色不小于128度（或者是50%灰（中性灰）亮部显示图片的红色部分，越亮，饱和度越高，反之，接近中性灰（较暗的亮区）数值越接近128度灰，饱和度越小。b通道显示的是从亮蓝-50%灰（中性灰）-黄色，通道灰度图的亮区是黄色区域，亮度越高，饱和度越高，越接近50%中性灰，饱和度越低，通道灰度图暗部为蓝色区域，显示区域越暗，饱和度越高，越接近50%中性灰，蓝色饱和度越低。这里给出一种提示，运用变暗模式组和变亮模式组可以用计算或者应用图象来混合通道替代通道数值可以来调色，调色的方式有诸多，根据每个人的喜欢，各有不同，固然你也可以用叠加模式来变化数值，看浮现什么样的效果。总是会发现某些东西的。