1、PAGE 計算機與信息學院(xuyun)2014-2015課程論文數字圖像處理結題報告(bogo)課程性質(xngzh)：考查學號：2012137125姓名：駱曉芳班級：20121123專業：數字媒體技術授課教師：臧兆祥完成日期：2014年12月11日計算機圖像處理中的色彩與色彩模式 摘要(zhiyo)：本文(bnwn)主要介紹了兩個概念色彩與色彩模式，闡述了光與色彩的關系(gun x)，并介紹了幾種基本的色彩模式。關鍵詞：色彩 心理 色彩模式正文：一色彩我們眼中所能見到的世界萬物都具有一個屬性色彩，掃視一下您的周圍，都遍布著顏色，而閉上眼睛，或者身處于一個全黑的環境，我們是感受不到顏色的，而

2、見或不見，顏色一直在那里。因此，想要看到顏色，有一個條件是必須的，那就是光源。我們能看到顏色是因為物體反射了一部分光線，我們所感知到的色彩在很大程度上受到了光源光線特診的影響。要想形成人的色彩感覺，離不開四大要素:光源，彩色物體，眼睛和大腦。這四個要素不僅使人產生色彩感覺，而且也是人能正確判斷色彩的條件，缺一不可。在1670年，牛頓證明了一束白光可以由所有的顏色混合得來，當陽光穿越(chun yu)三棱鏡，會產生一條如彩虹般的色帶。這條色帶就被稱為色譜，這種分離光的方式稱作“色散(ssn)”，彩虹就是陽光穿越水汽（水滴(shu d)）形成的三棱鏡而產生的一個色譜。為此，想要更確切的了解色彩，就

3、要先了解光，從物理學的角度來說，光是一種電磁波。這些波的波谷間（波峰間）的距離被稱作波長。每一種光的波長都是不同的，色譜的順序紅，橙，黃，綠，藍，靛藍，紫，我們可感知的波長最長的光是紅色光，而波長最短的光是紫色光，人眼可以看到的波長范圍被稱作“可見光”。而顏色是視覺系統對可見光的感知結果。可見光是波長在380nm780nm之間的電磁波。一般來說人類和其他動物的視覺系統接收到的一個物體的顏色，是由物體反射光的性質決定的。一個物體反射的光如果在所有可見光的波長范圍內是平衡光，觀察者來說就是白色。顏色是視覺系統對可見光的感知結果，它與光有著密切的聯系。一個物體的表面必須與光發生作用，才能產生顏色的感

4、覺。在光與物體表面院子相互作用時，物體吸收了一些波長的光，并反射其余波長的光。二色彩(sci)模式數字圖像指的是通過圖形及圖像的處理軟件繪制的作品，也包括利用數碼工具繪制出的作用。這些作品從種類上看有二維、三維、漫畫、動畫及多媒體等等。在對圖形與圖像進行處理的軟件中比較(bjio)常用的色彩模式有RGB、CMYK、HSB及LAB等等，通過多種類色彩模式的應用來反映所具有的色彩范圍。在軟件中諸多的模式是通過命令方式實現轉換的。什么(shn me)是顏色模式 計算機圖形處理要準確地表達自然界千變萬化的色彩要使用到顏色模式。顏色模式作為一種顏色分配方式，實際上為計算機處理顏色信息提供了江顏色轉換成數

5、值的方法，用數值描述了我們在數字圖形中看到和用到的各種顏色。顏色模式決定了顯示和打印圖像的效果，是計算機能否正確顯示和打印圖像的重要保障。 2.顏色模式的分析 在計算機圖像處理中，大量使用到的掃描儀、Photoshop等圖像處理軟件工具的顏色模式有：RGB(紅色、綠色、藍色）顏色模式、CMYK（青色、品紅、黃色、黑色）顏色模式、HSB(色相、飽和度、亮度）顏色模式、LAB（明度分量、色度分量、色度分量）模式等。這些顏色模式把色彩分解成若干個顏色組件，然后根據個顏色組件的多少定義出各種不同的顏色。對顏色組件不同的分類，就形成了不同的色彩模式。 2.1.1 RGB（紅色、綠色、藍色）顏色模式 RG

6、B模式是基于自然界紅（R）、綠（G）、藍（B）三種基本色光和原理。RGB模式通過將三種色光按照不同的強弱組合添加在一起生成可見色譜中的所有顏色。因此RGB顏色也稱光色模式,它與日常生活有著密切的聯系，一些電視機、幻燈片等均是通過色光實現呈色的。RGB灰度值不同，可以對任何一種顏色進行描述。計算機在對顏色進行定義時，RGB 3種成分的取值范圍在0255之間，0為沒有刺激量，而255則表示刺激量的最大值。如果RGB 3中顏色均為255，就會合成白色，反之，當3種顏色均為0時，就合成黑色。RGB可以共同組合成1670萬種顏色，每種顏色均利用RGB形式來表示。在RGB模式中，只有幾種顏色可以與常用語的

7、名稱準確的對應上，分別為紅255, 0, 0 綠0, 255, 0 藍0, 0, 255 黑0,0,0 白255, 255, 255 灰n， (0 n 255) 黃255， 255. 0 青0,255,255 紫255,0,255 2.1.2 RGB應用(yngyng)的注意事項 在應用(yngyng)RGB模式時，要注意一下幾個問題：第一，灰色的特色是三元數組的值相等，這些值從小到大，254種灰色可以簡單地稱為暗灰色、中灰色以及亮灰色，可以認為(rnwi)黑、白的灰色的極限，或者灰色是黑色與白色間的過渡部分。第二，在RGB模式下不存在顏色飽和度或者亮度的概念，基本色是紅綠藍，而其他的與常用語

8、準確對應得到顏色黑、灰、白、黃、青、紫等則是由基本色產生的。第三，取RGB模式的子集可以構成簡單的色彩模式，比如黑白兩色可以構成位圖模式，或者灰色以及黑白色可以構成灰度模式，如果任意256種則構成索引模式。第四，RGB模式的色彩范圍要大于CMYK模式，能呈現出更多的顏色信息，尤其是鮮艷而明亮的色彩。這些色彩在印刷時很難印出來。當把RGB模式轉換成CMYK模式，這些超出色域范圍的顏色，電腦會用相近似的顏色替代，這也是圖像色彩模式從RGB轉化到CMYK時畫面變暗的主要原因。在Photoshop中編輯處理RGB圖像時，首先選擇菜單“視圖校樣設置工作中的CMYK”，即在當前工作狀態用RGB模式編輯處理

9、圖像，而已CMYK模式模擬顯示圖像，使操作人員在屏幕上所見的圖像色彩，實際上就是模擬印刷所用紙張和油墨，可在菜單“視圖校樣設置自定”中選擇相應“要模擬的設備”選項，則顯示器模擬出的CMYK效果更精確。這是一種很好的能正確顯示印刷效果的圖像處理方法。Photoshop在CMYK模式下工作時，色彩通道比RGB多一個，另外，它還要用RGB顯示方式來模擬出CMYK顯示器效果，而CMYK的運算方式與基于光學的RGB原理完全不同，因此，用CMYK模式處理圖像的效率要低一些，處理圖像的質量也要差一些。 2.2 CMYK(青色、品紅、黃色、黑色）顏色模式 CMYK模式是針對印刷而設計的模式，在用顏料著色時，青

10、色（Cyan）、洋紅（Magenta）及黃色（Yellow）構成各種顏色的原色。這種顏色組成的模式和RGB模式不同，因為顏色的產生不適直接來至于光線的顏色，而是由照射在顏料上反射回來的光線所產生的。且青色（C）、品紅（M）和黃色(Y)的色素在合成后可以吸收所有光線并產生黑色，這些顏色因此被稱為減色，CMYK產生顏色的方法稱為減色法。四色印刷時依據上述原理發展出來的。理論上，利用CMY（青色、品紅、黃色）三原色混合，可以制作出所需的各種顏色，但實際上等量的CMY混合后，并不能產生完美的黑色或灰色，而是混濁的棕灰色。因此在印刷時還必須加上黑色（Black）。為了避免與藍色(Blue)混淆，因此以K

11、代表黑色，成為CMYK模式。 CMYK模式共有4個參數，每個參數占8位，所以它是32位的圖像模式，但是以傳統CMYK進行印刷時以0%100%來定義網點密度，若以1%為單位分割，可以產生101個深淺色調。一般而言，在印刷品上100個色調已經可以表現相當平滑的漸層色調，肉眼并不容易區分出其產生的差異。但是實際能制作出來的顏色卻較RGB模式少，主要是因為黑色只是用來表現黑色與灰色；而RGB模式所能產生的高彩度顏色或金屬色，是CMYK模式的四色印刷所無法表現的，CMYK參數也就相當于四色印刷時的4個色板。 由于CMYK文件占用儲存空間較RGB文件大，因此一般在處理圖像時不采用CMYK模式，而是在RGB

12、模式下進行圖像處理，等到輸出印刷時再轉為CMYK模式進行輸出。 2.3 HSB(色相、飽和度、亮度）顏色模式 HSB模式是基于人眼對色彩的觀察來定義的，在此模式下，所有的顏色都用三個屬性來表示。第一個屬性：色彩的相貌，也叫色彩名稱或色彩相貌，簡稱(jinchng)色相，色相在英文里用Hue來表示，縮寫為H。同樣的一種顏色，在不同的條件下又會在新鮮程度上表現出差異，即在色彩名稱一致的情況下，它還有第二種屬性：色彩的飽和度，也稱之為色彩的純度，飽和度用縮寫英文字母S來表示。在色彩的色相、飽和度確定的情況下，它還有明確的變化，這就是色彩的第三個屬性：色彩的明度，用縮寫英文字母B來表示。一個顏色正是因

13、為有了色相、飽和度以及明度，這個顏色才被豐富起來。用HSB表示一個顏色，即色相、飽和度、明度，它就是一個色彩模式，它就是色彩空間的一種描述方式。 色相按照度數來表示，如圖相圈中可以看到：如果0是黃綠顏色，那就意味著360也同樣是黃綠色。飽和度和明度分別用百分比來表示。飽和度為0%，表示不論色相與明度，任何色彩都沒有純度，為灰色；飽和度為100%時則得到純色。明度為0%，表示為黑色，100%的明度則表示為白色。實際上，在色相圈里，飽和度和明度是與黑、白有關系(gun x)的；明度與黑有關、飽和度與白有關。而黑、白又不屬于色相體系，它們沒有色彩，沒有色彩就是不具備顏色形象。所以由于設備的限制，在計

14、算機屏幕上顯示時，要轉換為RGB模式，作為打印輸出時，要轉換為CMYK模式，這一定程度上限制了HSB模型的使用。 2.4 灰度模式 顧名思義(g mng s y)，灰度模式僅僅描述了圖像的灰度，在該色彩模式下的圖片也就是俗稱的“黑白照片”。當圖片本身就是黑白照片或者圖片本身對其他色彩沒有任何要求(yoqi)時，使用灰度模式是一個好的選擇。灰度模式圖像中的每個像素由8為信息來描述，能夠產生從0255級的灰色度，可表現256中灰度的明暗效果，其中0表示黑色，255表示白色。 由黑色到白色的過渡非常平滑。可以將色彩模式的圖像轉換(zhunhun)成灰度模式。但是，當將轉換后灰度模式文件再次轉換成色彩

15、模式文件時，不能將所有的顏色信息完全恢復，因為在將色彩模式文件轉換成灰度模式文件時，所有的色彩信息將會丟失。要將彩色圖像轉換為高品質的黑白圖像，Photoshop會扔掉原圖像中所有的顏色信息，被轉換像素的灰度級表示原像素的亮度，可以使用“通道混合器”命令混合顏色通道的信息來創建自定的灰度通道。還有一點要注意的，掃描圖片時，盡量使用其他色彩模式，因為本來圖片掃描就會帶來很大的失真，如果使用了灰度模式，那么照片的失真將會更加嚴重。 2.5 LAB模式 1976年國際照明委員會公布了一種色彩模式，即LAB模式。LAB模式中，L是作為亮度通道，A與B作為色彩通道。其中A通道是從深綠到灰綠再到亮粉紅色，

16、在亮度值上是從低亮度值到中亮度值；B通道是從亮藍色到灰色再到焦黃色，從亮度值上來看也是從低亮度值到中亮度值。也就是說，在該色彩模式下，色彩混合后所產生的色彩是明亮的色彩。 在實際應用過程中，如果要把RGB模式轉換為CMYK模式，LAB模式就是必不可少的步驟之一。所謂的LAB就是人類視覺的顏色空間，其以視覺唯一原則為基礎，在顏色空間中，同樣的移動量通過眼睛來看，所帶來的色彩的改變感覺是一樣的，屬于均勻色度空間。其中L表示度，A表示紅色到綠色的漸變，而B表示黃色到藍色的漸變。LAB色空間與設備沒有太大的關系，它的主要作用作為一種連接色彩空間而實現各種設備之間的色彩轉換，首先要把RGB顏色轉換為LA

17、B模式中的顏色模式，再通過LAB模式向CMYK模式轉換，同樣的，如果要把CMYK模式轉換為RGB，也要先轉換為LAB模式。在計算機表色時，L值的范圍在0100，A為-128127，B則為-128127. 3.顏色模式的應用 在運用各種圖像圖形制作軟件時，要按照實際需要選擇色彩模式及相關參數。比如利用Photoshop進行圖像處理時，相比之下RGB模式的處理效果明顯好于CMYK模式，因為RGB是以光學原理為基礎設備首選擇色彩模式，而且相比CMYK模式，RGB有著更廣闊的色域，因此RGB可以體現更多的顏色，特別是要求明亮、鮮艷的色彩。此外，對于同一個圖像文件，在RGB模式下只需要對紅、綠、藍3個通

18、道色彩進行處理即可，而CMYK模式則要處理4個色彩通道。而且CMYK模式不僅圖片的處理效率相對較低，而且圖片處理的質量也比較差。還有就是Photoshop中一些過濾器并不支持CMYK模式。在實際應用過程中，如果圖片只是用于網頁制作則可以直接采用RGB模式，如果一些平面設計作品或者教程之類的文件需要把圖片打印出來，則可以先用RGB模式編輯，然后轉換為CMYK模式進行打印，或者在印刷前先直接轉換，然后再進行適當的修飾、銳化以及較色。 在各種色彩模式中，LAB也是一種比較重要的模式，因為在RGB模式中藍、綠色之間有太多的過渡色，紅、綠之間的過渡色又相對較少，而CMYK模式在進行圖片的編輯處理過程中，會損失的色彩更多，LAB模式則會在這方面做出補償，并且該模式無關光線或者設備等外界因素，因此采用LAB模式進行圖片處理，比如RGB以及CMYK的效率都更高。而且上文