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4.2 圖像顏色模型

4.2.1 視覺系統(tǒng)對顏色的感知

人的眼睛(見圖4-12)有著接收及分析視像的不同能力,從而組成知覺,以辨認(rèn)物象的外貌和所處的空間(距離),及該物在外形和空間上的改變。腦部將眼睛接收到的物象信息分析出四類主要資料,即有關(guān)物象的空間、色彩、形狀及動態(tài)。有了這些數(shù)據(jù),人們可辨認(rèn)外物和對外物作出及時(shí)和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

當(dāng)有光線時(shí),人眼睛能辨別物象本體的明暗。物象有了明暗的對比,眼睛便能產(chǎn)生視覺的空間深度,看到對象的立體程度。同時(shí)眼睛能識別形狀,有助于辨認(rèn)物體的形態(tài)。此外,人眼能看到色彩,稱為色彩視或色覺。此四種視覺的能力是混為一體使用的,作為人們探察與辨別外界數(shù)據(jù)、建立視覺感知的源頭。

■圖4-12 人眼有5.76億像素

4.2.2 RGB顏色模型

就編輯圖像而言,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,比較鮮艷的色彩會失真。

根據(jù)三基色原理,用基色光單位來表示光的量,則在RGB中,任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成:

F=r[R]+g[G]+b[B]

自然界中任何一種色光都可由R、G、B三基色按不同的比例相加混合而成,當(dāng)三基色分量都為0(最弱)時(shí)混合為黑色光;當(dāng)三基色分量都為k(最強(qiáng))時(shí)混合為白色光。任一顏色F是這個(gè)立方體坐標(biāo)中的一點(diǎn),調(diào)整三色系數(shù)R、G、B中的任一系數(shù)都會改變F的坐標(biāo)值,也即改變了F的色值。RGB顏色空間采用物理三基色表示,因而物理意義很清楚,適合彩色顯像管工作。然而這一體制并不適應(yīng)人的視覺特點(diǎn)。因而,產(chǎn)生了其他不同的顏色空間表示法。

RGB是色光的彩色模式,R代表紅色,G代表綠色,B代表藍(lán)色,它是所有顯示屏、投影設(shè)備及其他傳遞或過濾光線的設(shè)備所依賴的彩色模式。就編輯圖像而言,RGB色彩模式是屏幕顯示的最佳模式,但是RGB顏色模式圖像中的許多色彩無法被打印出來。因此,如果打印全彩色圖像,應(yīng)先將RGB顏色模式的圖像轉(zhuǎn)換成CMYK顏色模式的圖像,然后進(jìn)行打印。

執(zhí)行“圖像”|“模式”|“RGB顏色”命令,可以將圖像的顏色模式轉(zhuǎn)換為RGB顏色模式。

4.2.3 CMYK顏色模型

CMYK代表印刷圖像時(shí)所用的印刷四色,分別是青、洋紅、黃、黑,CMYK顏色模式是打印機(jī)唯一認(rèn)可的彩色模式。CMYK模式雖然能免除色彩方面的不足,但是運(yùn)算速度很慢,這是因?yàn)镻hotoshop必須將CMYK轉(zhuǎn)變成屏幕的RGB色彩值。效率在實(shí)際工作中是很重要的,所以建議還是在RGB模式下進(jìn)行工作,當(dāng)準(zhǔn)備將圖像打印輸出時(shí),再轉(zhuǎn)換為CMYK模式。(見圖4-13和圖4-14)

執(zhí)行“圖像”|“模式”|“CMYK顏色”命令,可以將圖像的顏色模式轉(zhuǎn)換為CMYK顏色模式。

■圖4-13 RGB顏色系統(tǒng)

■圖4-14 CMYK顏色系統(tǒng)

4.2.4 HSB顏色模型

HSB色彩模式是色彩的一種表現(xiàn)形式。在HSB模式中,H(hues)表示色相,S(saturation)表示飽和度,B(brightness)表示亮度。HSB模式對應(yīng)的媒介是人眼。

人們對色彩的直覺感知,首先是色相(見圖4-15),即紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫中的一個(gè),然后是它的深淺度。

HSB色彩就是借由這種模式而來的,它把顏色分為色相、飽和度、明度三個(gè)因素。它將人腦的“深淺”概念擴(kuò)展為飽和度(S)和明度(B)。飽和度相當(dāng)于家庭電視機(jī)的色彩濃度,飽和度高色彩較艷麗,飽和度低色彩就接近灰色。明度也稱為亮度,等同于彩色電視機(jī)的亮度,亮度高色彩明亮,亮度低色彩暗淡,亮度最高得到純白,最低得到純黑。

■圖4-15 色相環(huán)示意圖

4.2.5 YUV與YIQ顏色模型

顏色空間是一個(gè)三維坐標(biāo)系統(tǒng),每一種顏色由一個(gè)點(diǎn)表示。在RGB顏色空間中,紅、綠、藍(lán)是基本元素。RGB格式是顯示器通常使用的格式。在YUV空間中,每一個(gè)顏色有一個(gè)亮度信號Y及兩個(gè)色度信號U和V。亮度信號是強(qiáng)度的感覺,它和色度信號斷開,這樣強(qiáng)度就可以在不影響顏色的情況下改變。YUV格式通常用于PAL制,即歐洲的電視傳輸標(biāo)準(zhǔn),而且默認(rèn)情況下是圖像和視頻壓縮的標(biāo)準(zhǔn)。

YUV使用RGB的信息,但它從全彩色圖像中產(chǎn)生一個(gè)黑白圖像,然后提取出三個(gè)主要的顏色變成兩個(gè)額外的信號來描述顏色。把這三個(gè)信號組合回來就可以產(chǎn)生一個(gè)全彩色圖像。

YUV色彩模型來源于RGB模型,該模型的特點(diǎn)是將亮度和色度分離開,從而適合于圖像處理領(lǐng)域。

4.2.6 CIE Lab顏色模型

Lab顏色模式的色域最廣,是唯一不依賴于設(shè)備的顏色模式。Lab顏色模式是由三個(gè)通道組成,一個(gè)通道是亮度即L,另外兩個(gè)是色彩通道,用a和b表示。a通道包括的顏色是從深綠色到灰色再到紅色;b通道則是從亮藍(lán)色到灰色再到黃色。因此,這種色彩混合后將產(chǎn)生明亮的色彩。

執(zhí)行“圖像”|“模式”|“Lab顏色”命令,可以將圖像的顏色模式轉(zhuǎn)換為Lab顏色模式。

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