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，會損失一部分亮度，比較鮮艷的色彩肯定會失真的。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)點面積率的來表現(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,會產(chǎn)生白色，但是當(dāng)混合藍(lán)綠色、紫紅色和黃色,黑色是包括在分開的顏色，而這模型CＭYK。ＣＭＹK顏色空間是和設(shè)備或者是印刷過程相關(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,也就是說對同一種具有相同絕對色,在相同的印刷過程前提下,可以用分種CＭYK數(shù)字組合來表示和印刷出來.這種特性給顏色管理帶來了很多麻煩,同樣也給控制帶來了很多的.在印刷過程中,必然要經(jīng)個分色的過程,所謂分色就是將計算機(jī)中使用的RＧB顏色轉(zhuǎn)換成印刷使用的CMYK顏色。在轉(zhuǎn)換過程中存在著兩個復(fù)雜的問題，其一是這兩個顏色空間在表現(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;其二是這兩個顏色是和具體的設(shè)備相關(guān)的,顏色絕對性。因此就需要通過一無關(guān)的顏色空間,印刷業(yè)通過青（C)、品（M)、疊印三原色時會產(chǎn)生黑色。既然實際用的墨水并不會產(chǎn)生純正的顏色稱之為度的顏色靈活性過一都本身沒有個與設(shè)備

來進(jìn)行轉(zhuǎn)換,即可以通過以上介紹的XYZ或LAB色空間來進(jìn)行轉(zhuǎn)換.Lab顏色模型Laｂ顏色模型是有國際照明委員會（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顏色模型由三個要素組成,一個要素是亮度（L),a和b是兩個顏色通道。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色度圖的一個子集,這個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，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式機(jī)圖形程序的顏色表示。都是用戶臺式機(jī)ＨＳ,這個顏色空間

Ycc顏色模型柯達(dá)發(fā)明的顏色空間，由于PhｏtoCd在存儲圖像的時候要經(jīng)過一種模式壓縮,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，具有兩個單獨的顏色通道,采用Ycc顏色空間來保存圖像,可以節(jié)約存儲空間。?XYZ顏色模型國際照明委員會(ＣIE)在進(jìn)行了大量正常人視覺測量和統(tǒng)計,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"用來標(biāo)定光譜色時出現(xiàn)負(fù)刺激值，計算不便,也不易理解，因此1931年ＣIＥ在ＲGB系統(tǒng)基礎(chǔ)上,改用三個假想的原色X、Y、Z建立了一個新的色度系統(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)備無關(guān)的顏色空間是十分重要的，與設(shè)備無關(guān)的顏色空間由國際照明委員會（CIE）制定，包括CIEXYZ和ＣＩEＬAB兩個標(biāo)準(zhǔn)。它們包含了人眼所能辨別的全部顏色。而且，CIＥYxy測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差別的大小，也就是說在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空間不能直觀地評價顏色。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(點耦合器件）攝像機(jī)，它把攝得的彩色圖像信號,經(jīng)分色、分別放大校正得到RGB,再經(jīng)過矩陣變換亮度信號Y和兩個色差信號Ｒ-Y、Ｂ－Ｙ，最后發(fā)送端將亮度和色差三個信號分別進(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Y和色度信號U、Ｖ是分離的.如果只有Ｙ信號分量而沒有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Ｙ解決彩色電視機(jī)與

黑白電視機(jī)的兼容問題，使黑白電視機(jī)也能接收彩色信號。根據(jù)美國國家電視制式委員會，NTSC制式的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)白光的亮度用Y來表示時,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)行相反的逆運算即可。與ＹUV色彩空間類似的還有Lab色彩空間,它也是用亮度和色差來描述色彩分量，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,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色彩理解各類顏色模型.下面我們將對相關(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，只想簡單地討論一下與顏色有關(guān)的內(nèi)容。磁波由于波長的不同可分為通訊波、紅外線、可見光、紫外線、Ｘ線、r線和宇宙線等。其中波長為3８0－7８0ｎm的電磁波為可見光.可見光透過三棱鏡可以呈現(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)．我們不想來詳細(xì)討論物紅色光波最長，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波長是連續(xù)變化的，你可以找個光譜來看看波長為380-780nｍ的電磁波為可見光。可見光透過三棱鏡可以呈現(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，是因為光的反射.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，是因為物體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，這個物體是白色的．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。舉個例子說吧:一個紅色的西紅柿，如果放在藍(lán)光下，會是什么顏色呢?也許有的人會認(rèn)為是紅光和藍(lán)光疊加在一起成的顏色,其實并不是，西紅柿這時會呈現(xiàn)黑色。我們平時看到它是紅色，是因為它只反射紅光，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）顏色特定波長的電磁波。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中間色,其頭尾色相,按光譜順序為: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,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，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。但是隨著新知識的發(fā)展,人們對上述概念有了進(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際工作聯(lián)系不大，我們就不對其作深入的探討了。三補(bǔ)色的概念在討論了上述二種色彩模型后,我們在這里要根據(jù)上面的加色法及減色法色盤,來討論一下顏色的互為補(bǔ)色的概念。根據(jù)加色法的色盤可得: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，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，漸漸過渡到—1２０a的時候就變成綠色;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)點外，還具有它自身的優(yōu)勢：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Laｂ模型表現(xiàn)出來。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，因為RGB模型在藍(lán)色到綠色之間的過渡色彩過多,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)基于人對顏色的感覺。它是由專門制定各方面光線標(biāo)準(zhǔn)的組織