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色彩重现的理论和模型

52RD.com 2007年6月20日 Mr. OH            评论:0条 我来说两句
  

续上篇...运用 MTF/SFR 我们可以充分建构并还原解像力模式,让解像力得以正确地数据化;接下来我们则要将焦点放在色彩重建的部分。很多同学都知道色彩是由三原色:红色R、绿色G和蓝色B所组成的 ,但如何将我们眼睛中颜色的类比讯号,转换到 CRT 或 LCD 萤幕上的数位讯号,再从萤幕的数位讯号转成印刷用的 CMYK 规格呢?再者,每一种不同的设备之间是如何沟通色彩和定义?如何才能让作者眼中的真实色彩,完完全全的忠实地呈现在平面或萤幕上?

        以上的问题,几乎是每一个从事过数位输出、印刷的业界人士所常问到的问题!要彻底解决这一类的问题,我们必须从头瞭解起,『颜色』是如何透过人的眼睛在大脑中重组成彩色影像。 例如,人之所以会感觉到色彩,是因为眼睛视网膜底部的色彩接受端会对这三原色的波长(R.G.B)产生反应,并且产生神经电子讯号送往大脑进行判读。而大脑会将所得到的讯号转换为红,绿,黄,蓝四色(C.M.Y.K.)并组合成影像。 不过,为什么人的大脑要做这样改变原因不明,前人却根据观察和比较的结果,归纳出「三原色学说」和 「对立色彩学说」。但,不管是1802年由YOUNG所提的三原色学说,亦或者是1878年Hering 所提的对立色彩学说。我们可以确知一件事,就是吸收色(CMY)和添加色(RGB)互为「互补色」,任何两种吸收色混合后就可形成一种添加色,反之亦同。

        因此,当人们想要重建一个逼真的色彩系统时自然而然的想到复制人眼的机制。几经尝试我们建立多种不同色彩模型来描绘和重现色彩。其中较常用的模型有RGB(红色、绿色、蓝色)-放射光谱、CMYK(青色、洋红、黄色、黑色)-吸收光谱,CIE(国际照明协会)所制订的 L*a*b以及辅助重现色彩的HSB(色相,饱和度和明度)模式。MR.OH!以下的列表和例图来解说各个色彩模型的特质:

(附註:由于色彩的歷史牵涉甚广,未来,Mr.OH! 会将色彩最基本的理论以深入浅出的方式介绍于其他的讲座之中,在此讲我们仅需了解现行的数位设备,如何表现、量度和校正色彩表现,从而让同学们瞭解色彩测试的真正意义为何)

  • 色彩重现模型        


RGB模式(
4K

RGB影像使用三种色彩(红色、绿色、蓝色),可在萤幕上重现多达一千六百七十万种色彩。以此三色版影像为基础,每像素包含24 (8 x 3) 位元。目前电脑显示器全部使用RGB模式显示色彩。

这表示,当您使用RGB以外的模式(例如:CMYK)来观看色彩时,您的影像程式还是会暂时将资料转成RGB,以便在萤幕上显示。

 


CMYK模式(
20K

CMYK影像由四种用以印刷分色的色彩构成,为四色版影像,每个像素包含32 (8 x 4) 位元。CMYK模型主要是以油墨印刷在纸张上的光线吸收特性为基础。当白色光照射到半透明的油墨时,部分光谱被吸收,另外一部份则反射回您的眼中。

理论上,纯粹的青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)颜料混合起来,就会吸收所有的颜色,形成黑色,因此这些颜色称为「吸收色」。但由于所有的印刷油墨都含有一定比例的杂质,因此这些油墨混合后,实际上会形成深咖啡色,必须再加上黑色(K)才能形成真正的黑色。(用K而不用B来代表黑色,是为了避免和蓝色的B混淆)。

 

 


LAB模式(
38K
*仅能存TIF和PHOTOSHOP
相容内定格式

Lab影像使用三种成分重现色彩,为三色版影像,每个像素有24 (8 x 3) 位元。L*a*b色彩模型以Commission Internationale d’Eclairage (CIE) 1931年所提出,作为色彩测量国际标准的模型为基础。1976年,这个模型经过重订并命名为CIE L*a*b

L*a*b色彩在设计上「与装置无关」。不论使用的装置为何(显示器、印表机、电脑,或扫描器等)都能够呈现出一致的颜色,用以建立或输出影像。

L*a*b色彩由「明度」,或称明亮度(L)成分;以及两个彩度成分:a成分(由绿到红)和b成分(由蓝到黄)所组成。L*a*b是所有色彩系统中输出色域最大的,其涵括了RGBCMYK色域中的所有颜色。


灰阶模式
(3K) 

灰阶影像每个像素由8位元(单色)构成,使用256阶的灰阶模拟色彩的渐层。最多可达256个灰阶。灰阶影像中每个像素都有一个亮度值,范围为0(黑色)到255(白色)。灰阶值也可以用黑色油墨覆盖的百分比(0%为白色,100%为黑色)表示。使用黑白或灰阶扫描器制作的影像通常会以灰阶模式显示。

 

除了灰阶模式外,还有纯『黑白』模式,将图像中所有的元素都只粹取成1个位元,而颜色自然就只剩下『黑』与『白』色两种选择。在此模式下,绝大部分影像细节都不存在,无尾雄的照片,也只剩下一个轮廓。
 

  • 色彩 v.s. 数字

        然而单单只是靠上述的系统来描述色彩还是不够的,实际物体上所表现出的色彩尚还必须包括色相,饱合度以及亮度 ,也就是(HSB模式)请参看下图。

  1. 「色相」(Hues)为色彩由物体反射或透射出来的颜色。表示的方式为色彩在标准色环上的位置,以介于0360的角度表示。一般使用时,色相是以颜色的名称来区分,如红色、橙色或绿色等。

  2. 「饱和度」(Saturation),又称「彩度」,是颜色的强度或纯度。饱和度表示灰色和色相的相对比量,表示方式为从0%(灰色)到100%(完全饱和)的百分比。在标准色环上,饱和度由中心向外围增加。

  3.  「亮度」(Brightness)为颜色的相对亮度或暗度,通常的表示方法是从0%(黑色)到100%(白色)的百分比。

    所有的色彩架构,最终都将色彩数字化,以便应用于电脑系统显示
    (Ulead PhotoImpact 10 的色彩滴管,检测影像上任一点可显示 RGB值 / HEX值 与 HSB值)

(52RD.com)
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