数字影像的色彩管理与色彩控制（之三）
2008-1-6 11:05:17  中国摄影

    在数字相机与扫描仪中，我们为感光的CCD覆盖红、绿、蓝的滤色镜阵列，测定每个像素所接受的红、绿、蓝光，并将它们相加以确定每个像素所接受光的颜色与亮度(图5)。显示器与电视机的屏幕呈以可发出红、绿、蓝光的三个光点为一组，表示一个像素(图6)虽然在放大镜下红、绿、蓝色的发光点是不重合的，但是在正常的观察距离下，相邻两个光的距离小于眼睛的极限分辨率，此时他们的亮度与颜色均按加色法的规律融合，被眼睛视为一千光点。多数平板扫描仪与胶片扫描仪则是用三排分别蒙着红，绿。蓝滤光镜的CCD接受3种原色光线(图7)。显然它们都是以加色法为基础显示与记录色彩的设备。

    2．减色法
    首先让我们设想-一块黄玻璃与一块青玻璃重叠后将呈现什么颜色?第一讲中曾指出透明物体只能透过自身的颜色．从(图8a)中可见由于黄光是由红光与绿光组成的．因此黄玻璃可以透过红光与绿光，同样可知青玻璃能透过绿光与蓝光．二者重叠后入射光中的蓝光被黄玻璃吸收。红光被青玻璃吸收，只有绿光能同时透过二者因此黄、青玻璃重叠后呈现绿色。同理可知，黄、品玻璃重叠呈红色(图8b)，青、品玻璃重叠呈蓝色(图8c)。而一块红玻璃与一块蓝玻璃重叠后，白光中的红光被蓝玻璃吸收，蓝光被红玻璃吸收、绿光同时被红、蓝玻璃吸收因此将呈现黑色。同样可知任意两块原色玻璃重叠都将呈现黑色。将颜料涂到白纸上成色的原理与重叠色玻璃类似．打印机与印刷机的墨水与油墨都是半透明的，光线穿透颜料再被白纸反射(图9)：每种颜料只能透过或反射自身的颜色，在青、品、黄中．任意两种颜料混合或重叠均会产生一种原色，因此用黄。品、青作颜料还可以形成红、绿、蓝三种原色(图9a)。这种用补色滤色镜或色料吸收光线形成各种颜色的方法称为减色法。与加色法最大的不同是；减色法混合的颜色越多，生成的颜色越暗．理论上三种补色同时混合则成黑色。但是由于人们难于获得纯净的黄、品、青色料，导致三种补色混合后得不到纯黑．也由于一种黑色料同时使用三种色料更便宜，为此在减色法成色时多数还必须使用黑色。减色法使用C(青)、M(品)、Y(黄)。K{黑)四个色值表示颜色，色值越大颜色越暗，这种命名颜色的方法又称为CMYK模式。几手所有的彩色打印机与印刷机都使用青、品、黄。黑颜料或油墨，因此它们都是以减色法为基础的硬件设备。在Photoshop中将颜色调板设置为CMYK模式，可以用拾色器读出番茄A部的色值为Ca=41％、Ma=95％ Ya=100％、Ka=7％(图10)，苹果B处的色值为Cb=45％、Mb 100％、Yb=85％、Kb=13％。  

色彩的特征
    我们虽然已经从数据上分辨出了(图1)中两种颜色的差异但是由于RGB与CMYK的数值难于直接表达颜色的特征，因此仅从这些数据很难令人明白两种色彩的特性与视觉上的差异。
    我们平时是从颜色的三大特征对颜色进行辨认的——即色相，饱和度与明度。这正是我们的眼睛与大脑对组成色光的光谱成分所产生的生理与心理的感觉。

    色相(Hue)又称色调，是颜色感觉最基本的特征。颜色的基本名称  红、橙、黄、绿、青、蓝、紫就是根据色相确定的。前面所说的桃红、橙红、洋红、砖红等则是对红色从色相上进一步地细分。一旦颜色的色相进入了另一种颜色的范围，人眼会立即发现它的变化。色相是人眼对色光主波长的认知。所谓主波长是指与混合光线色相相同的单色光的波长图11a)。由于自然光中无品色，我们所见的品色都是由红光与蓝光合成的，因此品光对应着红。蓝两个波段的主波长(图11b)。
    明度(Lightness 或 Value)表示颜色明暗的程度，对于单色光，明度表示了光线的强弱对于物体，明度表示物体反射或透射光线的能力，反射率越高，明度就越高。人们常用“深”、“浅”表示颜色的明度，例如“深红”、“浅红”。在色光的光谱分布曲线中，明度表示波峰与波谷平均值的大小。涉及到色彩的明暗时还要注意明度与亮度的区别：亮度是指色光所含光能量的大小，是一个物理量，可以用各种仪器直接测量。明度则是人对色彩明暗程度的心理感觉，它与亮度有关，但不成比例。此外明度还与色光的色相有关，对于不同色相的物体。即使亮度相同明度也不同，黄色、黄绿色最壳、蓝紫色最暗。(图12a)是几种亮度相同、明度不同的颜色的外观效果，(图彩的明度差异。(图12c)是将(图12a)用Photoshop的“去色”处理之后阶调相同，证明原(图12a)各色块的亮度的确相同。这个试验表明，明度不仅是人对色光物理特征的生理反映，还包含着复杂的心理因素。