1.3 色彩的基本概念

1.3.1 色彩三要素

自然界中的任何一种颜色都可以由R（red红）、G（green绿）、B（blue蓝）这3种颜色值之和来确定，它们构成一个三维的RGB矢量空间。R、G、B的数值不同，混合得到的颜色就有所不同。

人眼对任何一种颜色的光引起的视觉反应，可用亮度、色调和色饱和度三个参量来表示。通常把色彩的亮度、色调和色饱和度称为色彩三要素。

色调是人眼对光的彩色感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色的基本特性。如红、橙、黄等颜色，取决于该种颜色的主要波长。

色饱和度是指颜色的纯度（即掺入白光的程度），或者说是表示颜色的深浅程度的物理量。对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越鲜明或说越纯。如果大量混入白光，将使饱和度降低，人们感觉到的颜色就要变淡。例如，在浓的红色光中混入大量的白光，由于饱和度降低就变成了粉红色，但是因为红色是基本色，所以并不改变色调。

亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。对同一物体照射的光越强，反射光也越强（越亮）；对于不同的物体，在相同照射情况下，反射越强，则看起来越亮。这种明暗变化的强度称为亮度。

在数字化的图像中，图像的颜色可以由各种不同的基色来合成，这构成了颜色的多种合成方式，在PhotoShop软件中称为颜色模式（ColorMode）。常见的颜色模式有RGB模式、CMYK模式、Lab模式、Grayscale模式、Bitmap模式、IndexedColor模式和HSB模式。

1.3.2 常用数字色彩模式

1．RGB模式

绝大多数可见光谱可用红色、绿色和蓝色三色光的不同比例和强度的混合来表示。在这三种颜色的重叠处产生的合成色为青、洋红、黄和白色。RGB颜色也称为加色。将光谱光线以各种不同的组合混合在一起可产生加色。将所有颜色加在一起可产生白色，即所有可见光波长都传播回眼睛。

生活中常说的三原色就是指红、绿、蓝这三种颜色。计算机中由红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）作为合成其他颜色的基色而组成色彩模式，称为RGB模式色彩模式，如图1-3所示。

2．CMYK模式

由青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）以及黑（Black）四种基色组成的颜色系统称为CMYK色彩模式。CMYK模型以打印在纸上的油墨的光线吸收特性为基础。当白光照射到半透明油墨上时，某些可见光波长被吸收（减去），其他波长则被反射回眼睛。这些颜色因此称为减色。

理论上，纯青色（C）、洋红（M）和黄色（Y）色素在合成后可以吸收所有光线并产生黑色，如图1-4所示。由于所有的打印油墨都存在一些杂质，这三种油墨实际会产生土棕色。因此，在四色打印中除了使用纯青色、洋红和黄色油墨外，还会使用黑色油墨（K）。

为避免与蓝色混淆，黑色用K表示，而不用B表示。

3．Lab模式

Lab颜色模式是以一个亮度分量L（Lightness），以及两个颜色分量a与b来表示颜色的。其中，L的取值范围为0～100，分量a代表由绿色到红色的光谱变化，分量b代表由蓝色到黄色的光谱变化，且分量a和b的取值范围均为-120～120，如图1-5所示。

Lab颜色模式是PhotoShop软件内部的颜色模式。它是目前所有模式中色彩范围（称为色域）最大的颜色模式。

4．Grayscale模式

Grayscale模式称为灰度模式。一幅灰度模式的图像，就好像一幅有层次的黑白照片。运用8位（Bit）信息来表示的灰阶图像，则可显示256个灰度。

灰度图像的每个像素有一个0（黑色）～255（白色）之间的亮度值，共256个灰度级。灰度值也可以用黑色油墨覆盖的百分比来表示（0%表示白色，100%表示黑色）。使用黑白或灰度扫描仪产生的图像常以灰度模式显示。实际应用中，可以将位图模式和彩色图像转换为灰度模式。

5．Bitmap模式

Bitmap模式是PhotoShop软件提供的特别颜色模式——黑白图像模式。在这种模式下，图像中的每个像素只占一个数据位（1Bit），因此图像仅有黑、白两种颜色。位图模式的图像也称为黑白图像，或一位图像。因为其位深度为1，这种模式图像的存储空间最小。

6．IndexedColor模式

IndexedColor模式被称为索引色彩模式，最多使用256种颜色。在RGB或CMYK模式等彩色图像中，每一个像素可以表述出完整的颜色资料，因此所需文件存储空间很大。一张RGB图像中所使用的颜色往往有几百种，如果建立一个颜色表（ColorTable；IndexMap），每一个像素当中的数值表示在该颜色表中的位置，可以节省文件存储空间。这就是索引色彩模式。

通过限制调色板，索引颜色可以减小文件大小，同时保持视觉上的品质不变。例如，用于多媒体动画或网页。在这种模式中，只提供有限的编辑。如果要进一步编辑，应临时转换为RGB模式。

7．HSB模式

HSB模式以色相H（Hue）、饱和度S（Saturation）、亮度B（Brightness）来表示颜色。

通常情况下，色相由颜色名称标识，如红色、橙色或绿色。

饱和度（又称彩度）是指颜色的强度或纯度。饱和度表示色相中灰色分量所占的比例，使用0%（灰色）～100% （完全饱和）的百分比来度量。

亮度是颜色的相对明暗程度，通常使用0%（黑色）～100%（白色）的百分比来度量。

色调是指图像的整体明暗度。例如，如果图像亮部像素较多的话，图像整体上看起来较为明快。反之，如果图像中暗部像素较多，则图像整体上看起来较为昏暗，如图1-6所示。