2.9 顏色的基本原理與概念

顏色是設計中的關鍵元素，本節來詳細講解色彩的原理，色調、色相、飽和度和對比度的概念以及色彩模式。

2.9.1 色彩原理

黃色是由紅色和綠色構成的，沒有用到藍色，因此，藍色和黃色是互補色。綠色的互補色是洋紅色，紅色的互補色是青色。這就是為什么能看到除紅、綠、藍三色外其他顏色的原因。把光的波長疊加在一起，會得到更明亮的顏色。所以原色被稱為加色。將光的所有顏色都加到一起，就會得到最明亮的光線白光。因此，當看到一張白紙時，所有的紅、綠、藍波長都會反射到人眼中。當看到黑色時，光的紅、綠、藍波長都完全被物體吸收了，因此就沒有任何光線反射到人眼中。

在顏色輪中，顏色排列在1個圓中，以顯示彼此之間的關系，如圖2.9所示。

原色沿圓圈排列，彼此之間的距離完全相等。每種次級色都位于兩種原色之間。在這種排列方式中，每種顏色都與自己的互補色直接相對，輪中每種顏色都位于產生它的兩種顏色之間。

通過顏色輪可以看出將黃色和洋紅色加在一起便產生紅色。因此，如果要從圖像中減去紅色，只需減少黃色和洋紅色的百分比即可。要為圖像增加某種顏色，其實是減去它的互補色。例如，要使圖像更紅一些，實際上是減少青色的百分比。

2.9.2 原色

原色，又稱為基色，三基色（三原色）是指紅（R）、綠（G）、藍（B）三色，是調配其他色彩的基本色。原色的色純度最高，最純凈，最鮮艷，可以調配出絕大多數色彩，而其他顏色不能調配出三原色。

加色三原色基于加色法原理。人的眼睛是根據所看見的光的波長來識別顏色的。可見光譜中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成，這三種基本色光的顏色就是紅（Red）、綠（Green）、 藍（Blue）三原色光。這三種光以相同的比例混合且達到一定的強度，就呈現白色；若三種光的強度均為零，就是黑色。這就是加色法原理。加色法原理被廣泛應用于電視機、監視器等主動發光的產品中。其原理如圖2.10所示。

減色原色是指一些顏料，當按照不同的組合將這些顏料添加在一起時，可以創建一個色譜。減色原色基于減色法原理。與顯示器不同，在打印、印刷、油漆、繪畫等靠介質表面的反射被動發光的場合，物體所呈現的顏色是光源中被顏料吸收后所剩余的部分，所以其成色的原理叫作減色法原理。打印機使用減色原色（青色、洋紅色、黃色和黑色顏料）并通過減色混合來生成顏色。減色法原理被廣泛應用于各種被動發光的場合。在減色法原理中的三原色顏料分別是青（Cyan）、品紅（Magenta）和黃（Yellow）。通常所說的CMYK模式就基于這種原理，其原理如圖2.11所示。

2.9.3 色調、色相、飽和度、對比度

在學習使用圖像處理的過程中，常接觸到有關圖像的色調、色相（Hue）、飽和度（Saturation）和對比度（Brightness ）等基本概念，HSB顏色模型如圖2.12所示。下面對它們進行簡單介紹。

1.色調

色調是指圖像原色的明暗程度。調整色調就是指調整其明暗程度。色調的范圍為0~255，共有256種色調。如圖2.13所示的灰度模式，就是將黑色到白色之間連續劃分成256個色調，即由黑到灰，再由灰到白。

2.色相

色相，即各類色彩的相貌稱謂。色相是一種顏色區別于其他顏色最顯著的特性，在0到360°的標準色輪上，按位置度量色相。它用于判斷顏色是紅、綠或其他的色彩感覺。對色相進行調整是指在多種顏色之間變化。

3.飽和度

飽和度是指色彩的強度或純度，也稱為彩度或色度。對色彩的飽和度進行調整也就是調整圖像的彩度。飽和度表示色相中灰色分量所占的比例，它使用從0（灰色）至 100% 的百分比來度量，當飽和度降低為0時，則會變成一個灰色圖像，增加飽和度會增加其彩度。在標準色輪上，飽和度從中心到邊緣遞增。飽和度受到屏幕亮度和對比度的雙重影響，一般亮度好對比度高的屏幕可以得到很好的色飽和度。

4.對比度

對比度是指不用顏色之間的差異。調整對比度就是調整顏色之間的差異。提高對比度，則兩種顏色之間的差異會變得很明顯。通常使用從0（黑色）至 100% （白色）的百分比來度量。例如，提高一幅灰度圖像的對比度，將使其黑白分明，達到一定程度時其將成為黑、白兩色的圖像。

2.9.4 色彩模式

在Photoshop中色彩模式用于決定顯示和打印圖像的顏色模型。Photoshop默認的色彩模式是RGB模式，但用于彩色印刷的圖像色彩模式卻必須使用CMYK模式。其他色彩模式還包括“位圖”“灰度”“雙色調”“索引顏色”“Lab顏色”和“多通道”模式。

圖像模式之間可以相互轉換，但需要注意的是如果從色域空間較大的圖像模式轉換到色域空間較小的圖像模式，常常會有一些顏色丟失。色彩模式命令集中于“圖像”|“模式”子菜單中，下面分別介紹各色彩模式的特點。

1.位圖模式

位圖模式的圖像也叫作黑白圖像或1位圖像，其位深度為1，因為它只使用兩種顏色值，即黑色和白色來表現圖像的輪廓，黑白之間沒有灰度過渡色。使用位圖模式的圖像僅有兩種顏色，因此此類圖像占用的內存空間也較少。

2.灰度模式

灰度模式的圖像由256種顏色組成，每個像素可以用8位或16位來表示，因此色調表現得比較豐富。

將彩色圖像轉換為灰度模式時，所有的顏色信息都將被刪除。雖然Photoshop允許將灰度模式的圖像再轉換為彩色模式，但是原來已丟失的顏色信息不能再返回。因此，在將彩色圖像轉換為灰度模式之前，可以利用“存儲為”命令保存一個備份圖像。

提示

通道可以把圖像從任何一種彩色模式轉換為灰度模式，也可以把灰度模式轉換為任何一種彩色模式。

3.雙色調模式

雙色調模式是在灰度圖像上添加一種或幾種彩色的油墨，以達到有彩色的效果，但比起常規的CMYK4色印刷，其成本大大降低。

4.RGB模式

RGB模式是Photoshop默認的色彩模式。這種色彩模式由紅（R）、綠（G）和藍（B） 3種顏色的不同顏色值組合而成。

RGB色彩模式使用RGB模型為圖像中每一個像素的RGB分量分配一個0~255范圍內的強度值。例如，純紅色R值為255,G值為0, B值為0；灰色的R、G、B三個值相等（除了0和255）；白色的R、G、B都為255；黑色的R、G、B都為0。RGB圖像只使用三種顏色，就可以使它們按照不同的比例混合，在屏幕上重現16777216種顏色，因此RGB色彩模式下的圖像非常鮮艷。

提示

RGB色彩模式所能夠表現的顏色范圍非常寬廣，因此將此色彩模式的圖像轉換為其他包含顏色種類較少的色彩模式，則有可能丟色或偏色。這也就是RGB色彩模式下的圖像在轉換成為CMYK模式并印刷出來后顏色會變暗發灰的原因。所以，對要印刷的圖像，必須依照色譜準確地設置其顏色。

5.索引模式

索引模式與RGB模式和CMYK模式的圖像不同，索引模式依據一張顏色索引表控制圖像中的顏色，在此色彩模式下圖像的顏色種類最高為256，因此圖像文件小，只有同條件下RGB模式圖像的三分之一，從而可以大大減少文件所占的磁盤空間，縮短圖像文件在網絡上的傳輸時間，因此被較多地應用于網絡中。

但對于大多數圖像而言，使用索引色彩模式保存后可以清楚地看到顏色之間過渡的痕跡，因此在索引模式下的圖像常有顏色失真的現象。

可以轉換為索引模式的圖像模式有RGB色彩模式、灰度模式和雙色調模式。選擇索引顏色命令后，將打開如圖2.14所示的“索引顏色”對話框。

提示

將圖像轉換為索引顏色模式后，圖像中的所有可見圖層將被合并，所有隱藏的圖層將被扔掉。

“索引顏色”對話框中各選項的含義說明如下。

對于任何一個索引模式的圖像，執行菜單欄中的“圖像”|“模式”|“顏色表”命令，在如圖2.15所示的“顏色表”對話框中應用系統自帶的顏色排列，或自定義顏色。在“顏色表”下拉列表中包含有“自定”“黑體”“灰度”“色譜”“系統（Mac OS）”和“系統（Windows）”6個選項，除“自定”選項外，其他每一個選項都有相應的顏色排列效果。選擇“自定”選項，顏色表中顯示為當前圖像的256種顏色。單擊一個色塊，在彈出的拾色器中選擇另一種顏色，以改變此色塊的顏色，在圖像中此色塊所對應的顏色也將被改變。

將圖像轉換為索引模式后，被轉換前顏色值多于256種的圖像，會丟失許多顏色信息。雖然還可以從索引模式轉換為RGB、CMYK的模式，但Photoshop無法找回丟失的顏色，所以在轉換之前應該備份原始文件。

提示

轉換為索引模式后，Photoshop的濾鏡及一些命令就不能使用，因此，在轉換前必須做好相應的操作。

6.CMYK模式

CMYK模式是標準的用于工業印刷的色彩模式，即基于油墨的光吸收/反射特性，眼睛看到顏色實際上是物體吸收白光中特定頻率的光而反射其余的光的顏色。如果要將RGB等其他色彩模式的圖像輸出并進行彩色印刷，必須將其模式轉換為CMYK色彩模式。

CMYK色彩模式的圖像由4種顏色組成，青（C）、洋紅（M）、黃（Y）和黑（K），每一種顏色對應于一個通道及用來生成4色分離的原色。根據這4個通道，輸出中心制作出青色、洋紅色、黃色和黑色4張膠版。每種CMYK四色油墨可使用從0至100%的值。為最亮顏色指定的印刷色油墨顏色百分比較低，而為較暗顏色指定的百分比較高。例如，亮紅色可能包含2%青色、93%洋紅、90%黃色和 0黑色。在印刷圖像時將每張膠版中的彩色油墨組合起來以產生各種顏色。

7.Lab色彩模式

Lab色彩模式是Photoshop在不同色彩模式之間轉換時使用的內部安全格式。它的色域能包含RGB色彩模式和CMYK色彩模式的色域。因此，要將RGB模式的圖像轉換成CMYK模式的圖像時，Photoshop CS6會先將RGB模式轉換成Lab模式，然后由Lab模式轉換成CMYK模式，只不過這一操作是在內部進行而已。

8.多通道模式

在多通道模式中，每個通道都合用256灰度級存放著圖像中顏色元素的信息。該模式多用于特定的打印或輸出。當將圖像轉換為多通道模式時，可以使用下列原則：原始圖像中的顏色通道在轉換后的圖像中變為專色通道；通過將 CMYK 圖像轉換為多通道模式，可以創建青色、洋紅、黃色和黑色專色通道；通過將RGB 圖像轉換為多通道模式，可以創建青色、洋紅和黃色專色通道；通過從 RGB、CMYK或 Lab 圖像中刪除一個通道，可以自動將圖像轉換為多通道模式；若要輸出多通道圖像，請以 Photoshop DCS 2.0 格式存儲圖像；對有特殊打印要求的圖像非常有用。例如，如果圖像中只使用了一兩種或兩三種顏色時，使用多通道顏色模式可以減少印刷成本。

提示

索引顏色和32位圖像無法轉換為多通道模式。