基于PhotoshoP的圖形模式在通道中的實現

摘要：分析了顏色的混合疊加原理，討論了在Photoshop中通過通道技術來實現混色原理在RGB、CMYK，LAB圖形模式下的應用。

關鍵詞：原色；混色；通道；明度

0、引 言

美術離不開顏色的調制，電視機、計算機等電子產品也離不開顏色處理，顏色是圖像處理的一個重要部分。所謂的三原色理論，就是指使用三種基本的顏色紅、綠，藍(這三種基本的顏色不能被其他幾種顏色混合出來)可以混合成其他所有的顏色。

1、三原色與圖形模式

紅綠藍三基色按照不同的比例混合成新的顏色的方法稱為相加混色。紅色＋綠色＝黃色，綠色＋藍色＝青色，紅色＋藍色＝品紅，紅色＋綠色＋藍色＝白色。由兩種原色混合而成的黃色、青色、品紅稱相加二次色。由于紅色＋綠色＋藍色＝白色，所以黃色(＝紅色＋綠色)，青色(＝綠色＋藍色)、品紅色(＝紅色＋藍色)分別又是藍色、紅色、綠色的補色。

除了相加混色法之外還有相減混色法。在白光照射下，青色顏料能吸收紅色而反射的光為青色，黃色顏料吸收藍色而反射的光為黃色，品紅顏料吸收綠色而反射的光為品紅。實際上就相加混色公式的逆用有：白色－紅色＝青色(藍色＋綠色)，白色一綠色＝品紅(紅色＋藍色)，白色－藍色＝黃色(紅色＋綠色)、如果把青色和黃色兩種顏料混合，在白光照射下，由于顏料吸收了紅色和藍色，而反射的光就是綠色。因而在美術中對于顏料的混合我們表示如下：顏料(黃色＋青色)＝白色－紅色－藍色＝綠色，顏料(品紅＋青色)＝白色－紅色－綠色＝藍色，顏料(黃色＋品紅)＝白色－綠色－藍色＝紅色。因此，相減混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同顏色的。所以在這種混色方法中把青色、品紅、黃色稱為顏料三基色。顏料三基色的混色(實際上就是相減混色)在繪畫、印刷中得到廣泛應用。另外，青色＋黃色＋品紅＝白色，白色－紅色－藍色－綠色＝黑色，我們采用相加混色三基色所表示的顏色模式稱為RGB模式，RGB模式是計算機中最常用的圖形模式，這種模式的圖像所占用的存儲空間也比較小。如果圖像僅僅用來在計算機或電視機等數碼產品上顯示輸出，采用RGB模式無疑是很好的。而用相減混色三基色原理所表示的顏色模式稱為CMYK模式，被廣泛運用于繪畫和印刷領域，也叫做印刷模式。但本質上與RGB模式沒有區別(加法公式的逆用)，只是產生顏色的方式不同，稱RGB為相加混色模式，稱CMYK為相減混色模式。計算機和電視機的顯示器(顯像管)采用RGB模式，是因為顯示器是電子光束轟擊熒光屏上的熒光材料發出亮光從而產生顏色，當沒有光的時候為黑色，當光線加到最大時為白色。而打印機和印刷設備所使用的油墨或顏料自己不會發出光，只能在白光照射時吸收特定光波而反射其他剩余光波形成顏色，所以需要用相減混色法來解決。

2、通道與RGB圖形模式

RGB圖形色彩就是基于顏色的相加混合方式來表達豐富的色彩的，這在顏色通道中得到了很好的印證。在RGB圖形模式中，圖形由四個基本的通道構成，分別為RGB，紅，綠，藍。

如圖1所示，在Photoshop(以下簡稱PS)中打開一個RGB圖像，并打開通道面板，就可以看到構成這張圖片的通道情況。RGB通道又稱為復合型通道，它其實并非是一個獨立的通道，而是一個快捷方式，這個快捷方式能夠一次性訪問紅色通道、綠色通道和藍色通道，實際上就是同時把紅，綠，藍三個通道都打開，圖像所展示的就是RGB通道的復合效果。

在PS中，RGB的紅綠藍通道其實并非僅僅包含紅，綠，藍三原色的圖像信息，每個通道還包含了黑白灰的圖像信息。因為在這種模式下，沒有單獨的灰色通道，故灰色圖像信息就分別疊加到了其他通道中。

在PS的通道面板中可以驗證RGB圖形模式的顏色疊加原理，由于PS默認的通道風格均以灰色顯示(這是為了不受鮮明的顏色影響調色)，而沒有以彩色方式顯示各通道畫面信息。可以通過PS的“首選項”中的“用彩色顯示通道”開關設置彩色顯示模式，這樣在通道面板中關閉通道，只開一個通道，就可以只看到一種顏色(如紅色)信息構成的畫面；然后隨意打開紅，綠，藍三個通道中的兩個通道，就可以看到兩種顏色疊加后的畫面變化情況。例如，只打開紅色和綠色通道，就會發現圖像已經成為黃色的色調了；如果只打開綠色通道和藍色通道，畫面就會變成青色的色調，而只打開紅色和藍色通道，畫面就呈現出品紅色的色調。

3、通道與CMYK圖形模式

CMYK代表印刷上用的四種顏色，C代表青色，M代表洋紅色，Y代表黃色，K代表黑色。CMYK圖形模式是基于減法的顏色混合模式，在PS中也是通過通道技術來表達的。在圖2所示的CMYK圖形模式下，可以通過通道面板看出，一共有五個通道。其中CMYK通道是復合通道，和RGB模式下的RGB通道一樣，該通道依然是一個快捷方式，通過該方式可以看到所有通道的混合效果。青色，洋紅，黃色三個通道是相減混色原理中的三基色，它們分別從白光中吸收紅色光譜而反射青色，吸收綠色光譜而反射洋紅色光譜，吸收藍色光譜而反射黃色光譜。此外，還有黑色通道，雖然通過油墨的混合可以產生黑色，但在計算機中運算非常復雜，而且這樣混合也不能產生真正的黑色，所以增加了黑色通道。

由于RGB模式下的圖形色彩相當豐富，但是在繪畫或打印(印刷)產品中卻無法完全表達出來，即如果直接對RGB圖形打印或印刷，那么圖片的色彩可能與電腦中所見到的相比，有一定的失真。所以圖片如果要打印或印刷，應當采用CMYK模式。如果已設置RGB模式也應當預先轉換為CMYK模式，并進行色彩的校正，銳化和修整。

4、通道與LAB圖形模式

LAB模式也是PS支持的—個重要的圖形顏色模式，在該模式下，圖形色彩由四個通道組成，如圖3所示，其中LAB通道就是復合通道，真正的通道只有三個：明度通道，a通道和b通道。該模式下，圖像的顏色信息被分配到了a、b兩個通道，而明度通道由黑白灰的信息組成。所以如果需要把彩色圖片轉換為灰度圖片或是彩色圖片時，需要增加銳度，最好就用明度通道來實現。

在a、b兩個通道中，a通道包含了洋紅色和綠色的圖形信息，而b通道則包含著黃色和藍色圖形信息。這兩個通道的作用非常大，具有非常豐富的顏色調節功能。我們可以分別組合相應的通道，觀察圖像信息的變化情況，加深對各通道的作用的理解。

5、結束語

PS利用通道技術完美地實現了不同圖形模式的顏色表達，基于這種方式的圖形處理技術能夠根據圖片的不同應用而采用不同的模式，使得圖片在計算機的顯示和印刷方面得到最好體現。不過需要指出的是，盡管人們利用計算機技術實現了豐富的色彩，并力圖能夠表達自然界中的各種顏色，但依據顏色的相加、相減混色原理尚不能完全表達出自然界的顏色。最簡單的一個道理是，自然光的基本色是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種，而不是三種基本色彩能夠完全表達的，因此計算機圖形學在這方面的研究還有很長的路要走。

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