色彩混合原理(加色法與減色法)457

色彩混合原理顏色模型顏色模型簡(jiǎn)介ＲＧＢ顏色模型RGB顏色模型是最佳的色彩模式,可以提供全屏幕的24bit的顏色范圍,即真彩色顯示。但是，如果將RGB模式用于打印就不是最佳的了，會(huì)損失一部分亮度，比較鮮艷的色彩肯定會(huì)失真的。CMYＫ顏色模型ＣMＹＫ(cyａn,mａgenta,yelｌow)顏色空間應(yīng)用于印刷工業(yè)黃(Y）三原色油墨的不同網(wǎng)點(diǎn)面積率的來(lái)表現(xiàn)豐富多彩的顏色和階調(diào),這便是三原色的CMY顏色空間。實(shí)際印刷中,一般采用青(C)、品(M)、黃（Y)、黑(BK）四色印刷,在印刷的中間調(diào)至暗調(diào)增加黑版。當(dāng)紅綠藍(lán)三原色被混合時(shí),會(huì)產(chǎn)生白色，但是當(dāng)混合藍(lán)綠色、紫紅色和黃色,黑色是包括在分開(kāi)的顏色，而這模型CＭYK。ＣＭＹK顏色空間是和設(shè)備或者是印刷過(guò)程相關(guān)的,則工藝方法、油墨的特性、紙張的特性等,不同的條件有不同的印刷結(jié)果。所以CMYK顏色空間稱為與設(shè)備有關(guān)的表色空間.而且,CＭYK具有多值性,也就是說(shuō)對(duì)同一種具有相同絕對(duì)色,在相同的印刷過(guò)程前提下,可以用分種CＭYK數(shù)字組合來(lái)表示和印刷出來(lái).這種特性給顏色管理帶來(lái)了很多麻煩,同樣也給控制帶來(lái)了很多的.在印刷過(guò)程中,必然要經(jīng)個(gè)分色的過(guò)程,所謂分色就是將計(jì)算機(jī)中使用的RＧB顏色轉(zhuǎn)換成印刷使用的CMYK顏色。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在著兩個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，其一是這兩個(gè)顏色空間在表現(xiàn)顏色的范圍上不完全一樣,ＲGB的色域較大而CMYK則較小,因此就要進(jìn)行色域壓縮;其二是這兩個(gè)顏色是和具體的設(shè)備相關(guān)的,顏色絕對(duì)性。因此就需要通過(guò)一無(wú)關(guān)的顏色空間,印刷業(yè)通過(guò)青（C)、品（M)、疊印三原色時(shí)會(huì)產(chǎn)生黑色。既然實(shí)際用的墨水并不會(huì)產(chǎn)生純正的顏色稱之為度的顏色靈活性過(guò)一都本身沒(méi)有個(gè)與設(shè)備

來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,即可以通過(guò)以上介紹的XYZ或LAB色空間來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換.Lab顏色模型Laｂ顏色模型是有國(guó)際照明委員會(huì)（CIＥ)于１９7６年公布的一種顏色模型,Lab顏色模型彌補(bǔ)了ＲＧB和CＭYK兩種色彩模式的不足.Lab顏色模型由三個(gè)要素組成,一個(gè)要素是亮度（L),a和b是兩個(gè)顏色通道。ａ包括的顏色是從深綠色（低亮度值)到灰色（中亮度值)再到亮粉紅色(高亮度值);b是從亮藍(lán)色(底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黃色(高亮度值）。因此，這種顏色混合后將產(chǎn)生具有明亮效果的色彩。HSＩ顏色模型ＨSI〔ＨｕＳ、I三參數(shù)描述顏色特性，其中;Ｉ表示度強(qiáng)或亮度HＳV顏色模型ＨSＶ(hue,saｔuratｉｏn,ｖalue顏色模型所代表的顏色域是CIＥ色度圖的一個(gè)子集,這個(gè)模型中飽和度為百分之百的顏色,其純度一般小于百分之百。畫(huà)家用改變色濃和色深的方法從某種純色獲得不同色調(diào)的顏色，在一種純色中加入白色以改變色濃,加入黑色以改變色深，同時(shí)加入不同比例的白色,黑色即可各種不同的色調(diào)．e—Ｓaturaｔｉon—Ｉntensｉty（Lighｔｎess),HSI或HSL〕顏色模型用H、H定義顏色的波長(zhǎng)，稱為色調(diào)；Ｓ表示顏色的深淺程度,稱為飽和度獲得HSＬ顏色模型HSL(hue,ｓaturation,liｇｈtneｓs)顏色空間，這個(gè)顏色空間圖形程序的顏色表示。B顏色模型HSB(hue，ｓａt(yī)uratiｏｎ,brightnｅss)顏色空間都是用戶臺(tái)式機(jī)圖形程序的顏色表示。都是用戶臺(tái)式機(jī)ＨＳ,這個(gè)顏色空間

Ycc顏色模型柯達(dá)發(fā)明的顏色空間，由于PhｏtoCd在存儲(chǔ)圖像的時(shí)候要經(jīng)過(guò)一種模式壓縮,所以PｈoｔoCd采用了Ycc顏色空間,Ｙｃc空間將亮度作由它的主要組件，具有兩個(gè)單獨(dú)的顏色通道,采用Ycc顏色空間來(lái)保存圖像,可以節(jié)約存儲(chǔ)空間。?XYZ顏色模型國(guó)際照明委員會(huì)(ＣIE)在進(jìn)行了大量正常人視覺(jué)測(cè)量和統(tǒng)計(jì),19３1年建立了”標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”,從而奠定了現(xiàn)代CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)的定量基礎(chǔ)。由于”標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者"用來(lái)標(biāo)定光譜色時(shí)出現(xiàn)負(fù)刺激值，計(jì)算不便,也不易理解，因此1931年ＣIＥ在ＲGB系統(tǒng)基礎(chǔ)上,改用三個(gè)假想的原色X、Y、Z建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的三刺激值，定名為"CIE１931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”,簡(jiǎn)稱為”CＩE193１標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”.這一系統(tǒng)叫做"CＩE19３1標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”或稱為"2°視場(chǎng)XYＺ色度系統(tǒng)"。CＩEXYＺ顏色空間稍加變換就可得到Ｙxy色彩空間，其中Y取三刺激值中Y的值,表示亮度，ｘ、y反映顏色的色度特性。定義如下:在色彩管理中，選擇與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間是十分重要的，與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間由國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）制定，包括CIEXYZ和ＣＩEＬAB兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它們包含了人眼所能辨別的全部顏色。而且，CIＥYxy測(cè)色制的建立給定量的確定顏色創(chuàng)造了條件。但是,在這一空間中,兩種不同顏色之間的距離值并不能正確地反映人們色彩感覺(jué)差別的大小，也就是說(shuō)在CＩEYxy色廈圖中,在不同的位置不同方向上顏色的寬容量是不同的，這就是Yｘy顏色空間的不均勻性。這一缺陷的存在,使得在Yｘy及XＹZ空間不能直觀地評(píng)價(jià)顏色。YＵV顏色模型在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中,通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD(點(diǎn)耦合器件）攝像機(jī)，它把攝得的彩色圖像信號(hào),經(jīng)分色、分別放大校正得到RGB,再經(jīng)過(guò)矩陣變換亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)Ｒ-Y、Ｂ－Ｙ，最后發(fā)送端將亮度和色差三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行編碼，用同一信道發(fā)送出去．這就是我們常用的YＵV色彩空間.采用YUＶ色彩空間的重要性是它電路得到的亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)U、Ｖ是分離的.如果只有Ｙ信號(hào)分量而沒(méi)有Ｕ、V分量,那么這樣表示的圖就是黑白灰度圖。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號(hào)Ｙ解決彩色電視機(jī)與

黑白電視機(jī)的兼容問(wèn)題，使黑白電視機(jī)也能接收彩色信號(hào)。根據(jù)美國(guó)國(guó)家電視制式委員會(huì)，NTSC制式的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)白光的亮度用Y來(lái)表示時(shí),它和紅、綠、藍(lán)三色光的關(guān)系可用如下式的方程描述:Y=0。3Ｒ+0。５9G+0。11B這就是常用的亮度公式．色差U、V是由B-Y、R-Y按不同比例壓縮而成的。如果要由YUV空間轉(zhuǎn)化成ＲＧB空間,只要進(jìn)行相反的逆運(yùn)算即可。與ＹUV色彩空間類(lèi)似的還有Lab色彩空間,它也是用亮度和色差來(lái)描述色彩分量，其中Ｌ為亮度、ａ和b分別為各色差分量.盡管顏色模型有許多許多種類(lèi),但我們只討論常用的三種顏色模型：RGB顏色模型、ＣMYK顏色模型和Lａb色彩理解各類(lèi)顏色模型.下面我們將對(duì)相關(guān)的一些什么是顏色的要回答顏色的本質(zhì)是什么，我們們首先要弄清什么理學(xué)中光的波粒二象性，只想簡(jiǎn)單地討論一下與顏色有關(guān)的內(nèi)容。磁波由于波長(zhǎng)的不同可分為通訊波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、Ｘ線、r線和宇宙線等。其中波長(zhǎng)為3８0－7８0ｎm的電磁波為可見(jiàn)光.可見(jiàn)光透過(guò)三棱鏡可以呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光譜。是光的本質(zhì)．我們不想來(lái)詳細(xì)討論物紅色光波最長(zhǎng)，6４0—7８０nm；紫色光波最短,３80－430nm在真空中:紅光:770~６40nｍ橙黃光：640～５80nm藍(lán)靛光：49５～4４0nm波長(zhǎng)是連續(xù)變化的，你可以找個(gè)光譜來(lái)看看波長(zhǎng)為380-780nｍ的電磁波為可見(jiàn)光?？梢?jiàn)光透過(guò)三棱鏡可以呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光譜。首先,我們之所以能看到各種物體，是因?yàn)楣獾姆瓷?光射到物體上然后發(fā)出反射光，反射光再射到人的眼睛里,人就看到物體了。在一般情況下，入射光都是由光源發(fā)出的包含各種顏色的自然光，當(dāng)這些光射到不同的物體上，物體對(duì)光的吸收和反射情況并不都相同，于是出現(xiàn)了顏色的差異。我們看到物體呈現(xiàn)白色，是因?yàn)槲矬w將射到它上面的所有光都反射了,這些光疊加在一起是白色的眼睛里,所以我們說(shuō)，這個(gè)物體是白色的．而看到物體呈現(xiàn)黑色也是一樣的道理,只是黑色正好相反，物體將射到它上的所有光都吸收了，我們看不到從它上發(fā)出的任何反射光,所以為認(rèn)它,又射到我們是黑色。舉個(gè)例子說(shuō)吧:一個(gè)紅色的西紅柿，如果放在藍(lán)光下，會(huì)是什么顏色呢?也許有的人會(huì)認(rèn)為是紅光和藍(lán)光疊加在一起成的顏色,其實(shí)并不是，西紅柿這時(shí)會(huì)呈現(xiàn)黑色。我們平時(shí)看到它是紅色，是因?yàn)樗环瓷浼t光，而其他光則都被吸收了（包括藍(lán)光),那么放在藍(lán)光下，西紅柿將會(huì)把藍(lán)光吸收，就不再反射出任何光了,所以呈現(xiàn)黑色．其他的，物體呈現(xiàn)的各種顏色都是這樣的道理。至于顏色的本質(zhì)是什么，既然光的本質(zhì)是電磁波,那么顏色的本質(zhì)則是:該種(類(lèi)）顏色特定波長(zhǎng)的電磁波。2．色彩的屬性（明度、色相、純度),只有一維，好辯的多.最亮是白,最暗是黑。以及黑白之間不同程度的灰，都具有明暗強(qiáng)度的表現(xiàn)。若按一定的間隔劃分，就構(gòu)成明暗尺度.色相:有彩色就是包含了彩調(diào)，即紅、黃、藍(lán)等幾個(gè)色族，這些色族便叫色相.最初的基本色相為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫。在各色中間加插一兩個(gè)中間色,其頭尾色相,按光譜順序?yàn)?紅、橙紅、黃橙、黃、黃綠、綠、綠藍(lán)、藍(lán)綠、藍(lán)、藍(lán)紫、紫、紅紫－—十純度(彩度）：也叫飽和度,指色彩的鮮艷程度。原色最純,顏色的混合越多則純度逐漸減低。,加入了白色或者黑色,使得它的純度加色法又稱為RGB顏色模型。為了能較直觀地說(shuō)明加色法與減色法的區(qū)別及其顏色的我們可將上圖理解為由三束光紅(Ｒ)、綠（Ｇ)、藍(lán)(B)分別射在銀幕上，當(dāng)我們將這三束不同顏色的光束慢慢移動(dòng),使其如下圖所示重疊。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)有下列組合現(xiàn)象產(chǎn)生:藍(lán)（B)+綠(G)=青（C)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，這種配色的過(guò)程(或方式)，所以也稱色光混合。也可理解為:兩種色光疊加,亮度增加者為加色法.加色法三原色(光的三原色）R,G，B,紅（ｒｅd）,綠（green）,藍(lán)(bｌｕe）,它們是計(jì)算減色法又稱為CＭYK顏色模型，減色法混合就是把不同色彩的色料（顏料)混合在一起，生成新的顏色,所以也稱色料混合。減色法三原色(顏料三原色)Ｃ，M,Y，青(ｃyaｎ)，品紅（ｍａgenta),黃(yｅllow),它們是我們可將上圖理解為由三張顏色的透透明明玻璃片：光紅(R)、綠（G)、藍(lán)（Ｂ)，分別放在觀光燈上。當(dāng)我們將這三張顏色的透透明明玻璃片慢慢移動(dòng)，使其如下圖所示重疊。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)有下列組合現(xiàn)象產(chǎn)生:藍(lán)(B)+青（C)=綠（Ｇ)青（Ｃ）+品（M)=藍(lán)(B)品(M）+藍(lán)(B）=紅(R)藍(lán)(B)+青(Ｃ)+品(Ｍ)=黑色所以減色法也稱色彩重疊。也可理解為:凡兩種顏料疊加,色光減少者為減色法。有些人進(jìn)一步將其理解為:使用染料者為減色法，使用色光者為減色法.甚至有人更將其簡(jiǎn)化為使用黃品青色系的為減色法,使用紅綠藍(lán)色系的為加色法.因此印照片，四色彩色印刷、噴墨打印機(jī)都是減色法色系;而彩色電視、電腦顯示器則為加色法色系。上述一此判別方法,在直觀上能幫助大家較好的去理解。但是隨著新知識(shí)的發(fā)展,人們對(duì)上述概念有了進(jìn)一步的理解和定義,由于該概念的理解和定義與我們的實(shí)際工作聯(lián)系不大，我們就不對(duì)其作深入的探討了。三補(bǔ)色的概念在討論了上述二種色彩模型后,我們?cè)谶@里要根據(jù)上面的加色法及減色法色盤(pán),來(lái)討論一下顏色的互為補(bǔ)色的概念。根據(jù)加色法的色盤(pán)可得:藍(lán)（B）+綠(G)=青(C)①綠(G)＋紅（Ｒ）=黃(Y)②紅(R）+藍(lán)(Ｂ）=品(M)(又稱:洋紅）藍(lán)(B)+綠（G）+紅（Ｒ)=白色④③由④得:白色＝藍(lán)（B)＋綠（G)+紅（R)將①代入得：白色=青（C)+紅（R）⑤將②代入得:白色=黃（Y)+藍(lán)(Ｂ)⑥將③代入得：白色=品(M)+綠（G)⑦從公式⑤⑥⑦我們可以推論出:白色光是由青(C)+紅(R)二種光線而組成，或由黃（Y)+藍(lán)(Ｂ)二種光線而組成,或由品（M)+綠(G）二種光線而組成．那么我們把能組成部分白光的這二種顏色稱為補(bǔ)色關(guān)系。即：紅(R）的補(bǔ)色為青（C）綠(G)的補(bǔ)色為品(Ｍ）B)的補(bǔ)色為黃(Y）既然我們已將紅(R)、綠Y)定義為三補(bǔ)色。3.Lab色彩模型藍(lán)（(Ｇ)、藍(lán)(B）定義為三原色,那么我們就能將青（C)、品（M）、黃（Lab色彩模型是由照度(L）和有關(guān)色彩的ａ,ｂ三個(gè)要素組成。L表示照度（Lumiｎosity),相當(dāng)于亮度,ａ表示從品紅色至綠色的范圍（品紅與綠互為補(bǔ)色關(guān)系)，b表示從藍(lán)色至黃色的范圍(藍(lán)與黃互為補(bǔ)色關(guān)系）。L的值域由0到1０0,Ｌ=50時(shí)，就相當(dāng)于50%的黑；a和b的值域都是由+120至—120，其中+１2０a就是紅色，漸漸過(guò)渡到—1２０a的時(shí)候就變成綠色;同樣原理，+１2０ｂ是黃色,-12０ｂ是藍(lán)色。所有的顏色就以這三個(gè)值交互變化所組成.例如,一塊色彩的Ｌab值是L=100，ａ=３0,b=0，這塊色彩就是粉紅色。Lab色彩模型除了上述不依賴于設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)外，還具有它自身的優(yōu)勢(shì)：色域?qū)掗?它不僅包含了RGB,CMY的所有色域,還能表現(xiàn)它們不能表現(xiàn)的色彩。人的肉眼能感知的色彩,都能通過(guò)Laｂ模型表現(xiàn)出來(lái)。另外,Lab色彩模型的絕妙之處還在于它彌補(bǔ)了RGB色彩模型色彩分布不之間又缺少黃均的不足，因?yàn)镽GB模型在藍(lán)色到綠色之間的過(guò)渡色彩過(guò)多,而在綠色到紅色

色和其他色彩。如果我們想在數(shù)字圖形的處理中保留盡量寬闊的色域和豐富和色彩,最好選擇Lａb色彩模型進(jìn)行工作,圖像處理完成后，再根據(jù)輸出的需要轉(zhuǎn)換成ＲGB（顯示用)或CMYＫ（打印及印刷用)色彩模型，在Lab色彩模型下工作,速度與ＲＧB差不多快,但比CＭYＫ要快很多。這樣做的最大好處是它能夠在最終的設(shè)計(jì)成果中，獲得比任何色彩模型都更加優(yōu)質(zhì)的色彩.CIEＬ＊ａ＊b*顏色模型(Lab)基于人對(duì)顏色的感覺(jué)。它是由專(zhuān)門(mén)制定各方面光線標(biāo)準(zhǔn)的組織