ps中加色减色原理.doc

加色 减色 ps
加色减色
减色
加色法的三原色
1.色光的三原色
红光、绿光和蓝光就是色光是三原色
2.色光的叠加
红色光+绿色光+蓝色光=白光。
红色光+绿色光=黄色光； 红色光+蓝色光=品红色光； 蓝色光+绿色光=青色光。
3. 补色
所谓补色指的是，如果把两种颜色的色光相加可以得到白光，那么，我们就说这两种色光互为补色。表示两种单色光的叠加还可以得到白光，或两种单色光互为补色，可以用公式：
红色光+青色光=白光； 绿色光+品红色光=白光； 蓝色光+黄色光=白光；
或：白光—红色光=青色光； 白光—绿色光= 品红色光； 白光—蓝色光=黄色光。
美术课讲的三原色指的就是减色法的三原色，也就是色彩的三原色或颜料的三原色。那么为什么美术上不叫“品、黄、青”而叫“红、黄、蓝”呢？这里面有一个不同的行业对于色彩的不同的称呼问题，我们所说的“品红”，在美术上叫“洋红”或“紫红”，简称：“红”，而我们所说的“青”色，在美术上叫“湖蓝”，简称：“蓝”。所以美术上所说似的“红、黄、蓝”就是我们在这里所说的“品、黄、青”。
在物理上、美术上、电视上、电影上、计算机上、印刷上、印染上、彩色感光材料上，都统一把加色法的三原色或色光的三原色叫作：红、绿、蓝；把减色法的三原色或色彩的三原色叫作：品红、黄、青，简称：品、黄、青。而且这种命名法在国际上也是统一的。
一般在电视上计算机的显示器上、多媒体投影仪上、数码相机上和扫描仪上都采用RGB系统，而在美术上、印刷上、印染上、打印机上和感光胶片的成色剂上都采用CYMK系统。在彩色扩印机上和数码影像的后期处理上，两种系统都可以采用。
由于红、绿、蓝的英文名称分别是：Red、Green、Blue；所以，使用红、绿、蓝的系统也叫“RGB系统”。而由于品红、黄、青的英文名称分别是：Magenta、Yellow、Cyan，而且使用品红、黄、青的系统一般有都加上黑色，黑色的英文名称是Black，所以，使用品红、黄、青和黑的系统也叫CYMK系统。
最普通的美术或摄影教材中都有关于加色法和减色法的定义：
凡两种颜料叠加，色光减少者为减色法，两种色光叠加，亮度增加者为加色法。
有些人进一步将其理解为：使用染料者为减色法，使用色光者为加色法。甚至有人更将其简化为使用黄品青色系的为减色法，使用红绿蓝色系的为加色法。因此印照片，四色彩色印刷、喷墨打印机都是减色法色系；而彩色电视、电脑显示器则为加色法色系。
生成色光的两种方法
加色法和减色法的成色真如上述定义这么简单或上述定义是放之四海而皆准的判别加色法与减色法的准则吗？我们只要略举几个例子就足以令这些定义混乱：用荧光粉发光的CRT显示器是加色法，那么用染料做成微小滤光镜的液晶显示是减色法吗？如果是那它为什么用红绿蓝色系，如果不是那它是不是用彩色染料吸收色光使背景的光减少了？当我们用放大镜去观察这两屏幕时发现它们有相同的微观结构，如果事先不告诉你，你怎么能判断哪一种是发光，哪一种是减光。
过去有一种加色法胶片，它也是用染料过滤白光使之呈现彩色，但它不同的染料是相互错开不重叠，为什么它就叫加色法？
为了真正搞清这个问题，我们先来看一下人类产生颜色判别的过程再说。
根据1971年做出的人眼三种锥体细胞的感色曲线，人眼对可见光的感应是全光谱的而且靠三种不同锥体细胞不同的感应峰值来实现辨色能力。任何一种色光，只要它能使一组锥体细胞产生同样比例的刺激值，就会被认为是一种颜色。这就是人眼的同色异谱现象，即两种被人眼看上去是相同的颜色的色光，它们的光谱成份不一定是一样的。
另外我们还可以断定，对于人眼来，它并不能区分什么是发光体发出的光，什么是反射体反射的光。因此初步看来用发光与反射光区分色系是没什么意义的。
从滤光镜成色的过程我们可以看出，通过一种或多种滤光镜的色光，由于被滤光镜中染料的选择性吸收，改变了原来的光谱成分，使人眼3种锥体细胞的刺激值比例发生变化而产生一种颜色的认知。在这种颜色的区域内，我们在受光面或发光面上取很小的一个点，这个点上的光谱成分都是不变的。另外由多片滤光镜产生的颜色我们只能通过每一种滤光镜的吸收光谱曲线叠加后来计算，这个计算过程非常复杂，必须用计算机每隔10个nm波长逐段叠加，然后再对产生的新光谱曲线差分运算才能得出它的新色度坐标，由于其它另一些相关因素，使得精确分析甚至是不可能的。
由有限种染料混合会形成几乎无限种颜色的新染料。而每一种新染料的颜色都是很难预测的，这是减色法的特点。因此在数字化的彩色系统中，很难应用减色法系统。
最简单的加色法是将两束色光打在同一点上，它将形成一种新色光，但新色光的颜色非常容易计算，对于任何线性的颜色坐标系统（如CIE XYZ系统），只要将原来两种色光的坐标分别相加（位置矢量相加）就可以了。
C3=C1+C2=(X1+X2, Y1+Y2, Z1+Z2)
这种计算色光的方法才是加色法的真正含义。
时间混合也是一种加色法，如转动的牛顿色盘。色光的坐标乘以相对持续时间再相加就是新的颜色坐标。它的本质依然是可以用位置矢量的相加来精确算出新颜色的色度坐标。
空间混合是又一种加色法。当我们用一个放大镜近看彩色电视或计算机的显示器时可以发现，屏幕上并没有多姿多彩的颜色，只有红绿蓝3种颜色的小点。当这些亮度不同的小点在空间上混合时人眼就产生了新颜色的认知。这种成色方法也可以运用三种色光位置矢量的相加来精确推算出。
如果不用不同亮度的小点而是用同亮度不同面积的色点实现空间混合同样适用矢量相加的成色规律，因而它也是一种加色法。
图2 不同亮度色点的空间混合 图3 不同面积色点的空间混合 图4 红绿蓝做基色时可表现的颜色在三角形内
加色法怎样构成一个色彩空间
从色度学原理上说，任选3个线性无关的基向量都可以构成一个完整的加色法彩色空间。最早的色彩空间是CIE RGB空间，这是一个加色法空间。后来为了将亮度信息独立出来，又将其变换到CIE XYZ坐标。在这个坐标系中，Y成为唯一的亮度坐标，去掉XZ值，它就成了黑白照片。XYZ也是加色法空间。按照前面说的原理，我们也可以选择黄品青做基向量，因为它们也不是线性相关的。
检查基向量是否线性相关很容易，查其系数的行列式值就行了。例如一组黄品青基向量在sRGB坐标下的坐标为
c=(0.731,0.682,0)
m=(0.86,0,0.51)
y=(0,0.587,0.81)
其中青品黄的坐标表示构成3x3的行列式，其值为-0.694，非零，因此这组基向量可以用来表达完整的加色法彩色空间。
但为什么我们在计算机上通常都是用RGB彩色空间。原因是在上面坐标系中，许多颜色出现在坐标值为负数的象限内，如果我们去掉坐标为负值的那些颜色，则只有在RGB空间内表现的颜色最多。图4显示了在XYZ坐标系内某一个亮度平面上，以RGB为基（黑色三角形）和CMY为基所能表现的颜色。由于所有可见光形成的空间在任意一个亮度平面上都接近于一个以红绿蓝为顶点的三角形，因此在颜色不可能取负值时用红绿蓝坐标系表达颜色，和用红绿蓝基色去生成颜色可以表现最多的颜色。
从人的视觉生理特性来看，人眼的视网膜上有三种感色视锥细胞-感红细胞、感绿细胞、感蓝细胞，这三种细胞分别对红光、绿光、蓝光敏感。当其中一种感色细胞受到较强的刺激，就会引起该感色细胞的兴奋，则产生该色彩的感觉。人眼的三种感色细胞，具有合色的能力。当一复色光刺激人眼时，人眼感色细胞可将其分解为红、绿、蓝三种单色光，然后混合成一种颜色。正是由于这种合色能力，我们才能识别除红、绿、蓝三色之外的更大范围的颜色。
色光中存在三种最基本的色光，它们的颜色分别为红色、绿色和蓝色。这三种色光既是白光分解后得到的主要色光，又是混合色光的主要成分，并且能与人眼视网膜细胞的光谱响应区间相匹配，符合人眼的视觉生理效应。这三种色光以不同比例混合，几乎可以得到自然界中的一切色光，混合色域最大；而且这三种色光具有独立性，其中一种原色不能由另外的原色光混合而成，由此，我们称红、绿、蓝为色光三原色。为了统一认识，1931年国际照明委员会（CIE）规定了三原色的波长λR=700.0nm,λG=546.1nm,λB=435.8nm。在色彩学研究中，为了便于定性分析，常将白光看成是由红、绿、蓝三原色等量相加而合成的。
由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或者在极短的时间内连续刺激人的视觉器官，使人产生一种新的色彩感觉。我们称这种色光混合为加色混合。这种由两种以上色光相混合，呈现另一种色光的方法，称为色光加色法。