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【关于颜色的模式 (一)】
颜色模式
想要准确地描述一种颜色,就不能用诸如深蓝色、浅蓝色之类的感性词,应该用一些精确的数值来表达。颜色模式的意义就是给不同的颜色定义精确的数值。所谓颜色模式,就是将颜色信息翻译成数字格式,用数据来描述颜色的方法。
正如条条大路通罗马一样,先辈们提出了许多种颜色模式来表述颜色,PS 里面最常用的是 RGB 颜色模式和 CMYK 颜色模式,同样重要的还有 HSB 和 LAB 两种颜色模式,扩展讲,还有索引模式、双色调模式、位图模式、多通道模式等。
每一种模式都有自己的特点,都有自己的应用范围,但这几种颜色模式也有着一定的共通之处。不要因为这些陌生的名词而犯愁,正所谓:合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土;千里之行,始于足下。一点一滴的学习,是登堂入室的必要条件。
需要申明的是,完整而具体的原理非常复杂,倘若不是专讲颜色的书籍,一般是讲不透彻的。楼主也没能掌握所有的原理,只能把在 PS 里能直接接触到的内容聊给大家听;也不用担心在这学不到什么,最起码会让你明白大部分的的选项意味着什么。
当然,楼主不要求大家能记住这些原理,你需要学会的是用好这些东西,原理并没有那么重要。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,技术的进阶更多的是靠勤奋的练习和经验的积累,我们学习原理是为了掌握应用,不要本末倒置。
当然,如果你和楼主一样有深度掌握知识的欲望,欢迎来私聊楼主。楼主看过一些还不错的书,也看过很多的烂书,也许你未必会认同我的看法,但我们可以交流一下下啊。
一、RGB 颜色模式
所谓 RGB 颜色模式,就是根据光的三原色来定义的一套理论,它解决了色光是如何通过不同比例的混合而产生其他颜色的问题。RGB 颜色模式或者说 RGB 显色系统,最典型的应用就是液晶显示器,因此我们从你眼前的屏幕开始探索。
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液晶显示器是点阵式屏幕,上面是一些密密麻麻的格子,不同的格子通过显示不同的颜色来呈现图像,这每一个小格子被叫做物理像素(点),其实就是我们常说的液晶。你也可以简单理解为屏幕是由一个个小方块拼成的,就像是拼图一样。
讲分辨率时说过,像素是构成图像的元素,认为像素就是最小的成像单元;现在我们通过显微镜观察,可以看到,其实每个像素又被分成三个不同颜色(RGB)的子像素,也就是说,一个像素,其实是由同样大小的红绿蓝三部分组成。
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现在我们在 PS 中打开如下左边的色彩图,接着按〖F8〗或从菜单【窗口--信息】打开如下右边的信息面板。然后试着在左边图像中移动鼠标,会看到右边绿框中的数值在不断的变化。
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当移动到红色区域的时候 R 的数值高一些,移动到绿色区域的时候则 G 的数值高一些,移动到蓝色区域的时候,会看到 B 的数值高一些。这再一次证明,液晶屏上的所有颜色,都是由这红绿蓝三色按照不同的比例混合而成的。
我们假设任何一道菜都是用醋、盐、味精这三种调料调味的,在制作不同的菜时,三者的比例不同,因此调出的味道也不相同。类似的,在不同的颜色中,RGB 的成分也不尽相同。
做菜的时候,菜谱上会提示类似『醋 10 克、盐 20 克、味精 30 克』等,来表示调料的多少。(不要问我这菜谱调出来的是什么味道,我只是觉得这么调一定很棒)在电脑中,RGB 的所谓“多少”就是指有多亮,并使用一个整数来表示其亮度。
我们将红绿蓝每种颜色按照亮度不同分为 0 级 ~ 255 级。注意,虽然最高一级是 255 级,但 0 也是级别之一,所以共有 256 级亮度,这就像从 2000 年到 2002 年一共是 3 年而不是 2 年一样。
按照数学老师教的方法,256 级的 RGB 色彩总共能组合出约 1678 万种色彩,256×256×256=16777216
通常也被简称为 1600 万色或是 千万色,也可以称其为 24 位色,因为 2 的 24 次方就是 256 的 3 次方约等于 1600 万。
1600 万色看起来很多,但其实只是所有颜色的一小部分,相对于自然界无数的色彩,1600 万种颜色只相当于在色彩的海洋中捡了几个贝壳而已,但即使如此,也已经够我们用来展现大千世界了,毕竟人眼的辨别能力有限。
这 1600 万色还有一种较为怪异的称呼叫 8 位通道色,为什么这样称呼呢?通道是一个比较复杂的概念,我们搁到以后单独讲,现在你只需要知道:因为 RGB 每种颜色共有 256 级亮度,而 256 是 2 的 8 次方,所以称为 8 位通道色。
除了我们常用的 8 位通道色,PS 还支持16 位通道色和 32 位通道色,这意味着 RGB 单色的亮度级别可以达到 2 的 16 次方甚至 2 的 32 次方。但是由于人眼所能分辨的色彩达不到那么多,所以更高的色彩数量于观看而言意义不大。
为什么老是用 2 的次方来表示呢?因为计算机采用 2 进制,因此在表达色彩数量以及其它一些数量的时候,都喜欢用 2 的幂。哪怕记不住这些名字也没有关系,只要能懂是怎么回事即可。另外,对这个感兴趣的同学可以去维基百科看看什么是真彩色。
我们可以用字母 R、G、B 加上各自的亮度数值来表达一种颜色,如(R102,G204,B255)
。有时候为了省事也略去字母只写数字,如 (102,204, 255)
,但我们要知道这三个数字的顺序是 R、G、B。关注洛天依的同学可能知道,我举的这个颜色近似天依蓝。
书归正传,这些数字和颜色究竟是如何对应起来的呢,或者说,怎样才能从一组数字中判断出是什么颜色?怎样才能从一种颜色判断出是哪一组数字?我们学 RGB 色彩模式是不是为了能直接将数字和颜色对应起来?
实际上,直接从数值去判断颜色或者从颜色去判断数值都是非常困难的,我们并不需要精准掌握这种能力,但我们要探究这之间的关系大致是怎样的,这将为以后作图提供便利,也能让我们更深刻的领会到前辈们的智慧。
对于单独的 R 或 G 或 B 而言,当数值为 0 的时候,代表这个颜色(子像素)不发光;如果为 255 ,则该颜色(准确讲是色光)为最高亮度。这就好像能调节亮度的台灯一样,数字 0 就等于把灯关了,数字 255 就等于把台灯开到最亮。
现在思考一下:屏幕上的纯黑、纯白、最红色、最绿色、最蓝色、最黄色的 RGB 值应该各是多少?黑色好说,R、G、B 都不发光的时候,就是黑色(0,0,0);白色也好想象,R、G、B 全都亮度最高的时候就是白色(255,255,255)。
最红色意味着只有红光存在,且亮度最强,绿色和蓝色都不发光,因此红色的数值是 (255,0,0) 。同理,最绿色是( 0,255,0 ),最蓝色是( 0,0,255) 。那最黄色呢?R、G、B 里面可没听说有个 Y(yellow)啊。
前面提到过,黄色的颜料因为反射了红光和绿光,所以人眼看到的是黄色,也就是说,在没有蓝光,且红光和绿光的亮度最高时候,就出现了最黄色。为了验证以上的说法,我们在 PS 里做一个小实验。
打开任意一张图,接着按〖F6〗或从菜单【窗口--颜色】打开颜色面板。大家默认的颜色面板可能和楼主演示的不一样,这时候只需要点击右上角的设置,切换到 RGB 模式即可。通过改变 RGB 各自的亮度,我们可以看到不同颜色的生成。
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我们知道,当感红细胞和感绿细胞最兴奋且感蓝细胞完全不兴奋的时候,大脑会产生最黄色的感觉。根据这个逻辑,我们可以推测,当红光和绿光最亮且蓝光完全不亮的时候人就会产生最黄色的感觉。注意,我这里说的最 X 色,指的就是纯 X 色。
那我们怎么知道这些不同的细胞兴奋产生何种颜色的对应关系呢?有没有总结好的色光复合说明呢?这不得不提到色相环的相关知识,色相环又叫色轮或者色圈,是将可见光区域的所有颜色按照顺序以圆环的形式来表达的一个模型。
我们知道,可见光部分,从最长的电磁波到最短的电磁波在脑海中对应的感觉是从红到紫,也就是常说的七彩虹色。将色谱上的颜色首尾相接,形成一个闭合的环,以 X 轴方向表示 0 度起点,按照逆时针展开就成了一个 360° 的色相环。
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如上图所示,色环模型其实有很多种,但是原理都是一样的,无非就是把所有的颜色按照一定的规律排起来,不过必须要承认,有些人画出来的色环确实漂亮,可以去看看,尽管实用性可能不强。也要注意的是,有些色环图真就是为了象征性的表示其意义,用色压根不准确,无需在这里纠结。
在下面这个色相环中(严格讲这不是环而是圆了),位于 180° 夹角的两种颜色,也就是圆的某条直径两端的颜色,称为反转色或者互补色,互补的两种颜色之间是此消彼长的关系。需要郑重提出的是,这个圆面上的任何颜色,亮度都是 100%,圆心的饱和度为 0,越往外饱和度越高。
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假设目前位于圆心的白色小圆框代表我们要选取的颜色,那么,这个小圆框往蓝色移动的同时就会远离黄色;反之,接近黄色的同时就会远离蓝色。就像在跷跷板上不可能同时往两边走一样,你不可能同时接近黄色和蓝色。
这个色圆(请允许我暂时这么称呼)中间是白色,从圆心越往边缘走,颜色饱和度越高,任何颜色的饱和度降到最低时都会变成纯白色(前提是亮度始终为最高)。当选色框到达圆环黄色部分的边缘时,就是最黄色,同时选色框也离最蓝色最远。由此得出,最黄色=最白色-最蓝色。
根据颜色计算的原理,由于白色的 RGB 值是 255,255,255
,蓝色是 0,0,255
,所以最黄色的数值是 255-0,255-0,255-255
,即255,255,0
。必须要提醒的是,你莫要因为这种计算方法而把 RGB 模式看成是减色模式,其实它是典型的加色模式。
如果屏幕上的一幅图像偏黄色,不能说是黄色光太多,而应该说是蓝色光太少,因为屏幕只能发射红绿蓝三种色光。需要注意的是,这里特指屏幕显示,印刷品则不同,印刷品用的是减色模式,减色模式和加色模式是两种色彩合成方式。
之前我们说黄色是白色减去了蓝色,是为了让大家理解,严格讲不准确,因为 RGB 模式是基于红绿蓝,而不是基于红绿白。我们应该想办法让红绿蓝三种色光生成新的颜色,所以正确的理解应该是最黄色=最红色+最绿色,即在色相环中,两种颜色相加会得到平分角上的颜色。
讲到这楼主很想感慨一句 Adobe 在 PS 这个软件设计上可谓心思缜密。回想一下我们在 PS 里改变 RGB 时候的情景,细心的同学会发现,当我只拖动 R 颜色滑块的滑块控件(三角形)时,G 和 B 的颜色条也发生了改变,这是为何呢?
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观察 G 颜色滑块,它的右端渐渐变成黄色,这是告诉大家,如果向右拖动 G 滑块控件,即给当前的红色添加绿色时,前景色将变为黄色;如果不动 G 颜色滑块,而是将 B 颜色滑块上的滑块控件拖到最右侧,颜色将变成品红。
Adobe 公司用这个细节时刻的提醒着设计师颜色理论的存在,可能对大部分人来讲并无多大用处,但毋庸置疑的是,PS 里的诸多细节让我对这软件的的产品经理佩服的五体投地,他在告诉大家,PS 的一切都建立在科学之上。
我们来总结一下,屏幕上的物理像素格子由红绿蓝三个同样大小的长方形组成,红绿蓝三部分通过发出亮度不同的颜色光线进入人眼,刺激视觉锥细胞,从而在脑海中形成色彩的感觉。基于这个概念,我们可以通过不同的 RGB 组合值生成不同的颜色。
需要注意的是,我们认为,屏幕的成像单元还是像素,并不是所谓的红绿蓝子像素,当然,也正是子像素的存在才给像素赋予了颜色,只是我们会说,每个像素有且只有一种颜色,而非有三种颜色。
二、CMYK 颜色模式
正如显示器通过发射红绿蓝三种光线来模拟自然界中的颜色一样,打印的实质是我们用油墨在印刷介质上模拟自然界中的颜色。这两者之间原理不同,在理解上确是相通的。
纸张是不会发射光线的,它只能吸收和反射光线。因此,在理论上,如果想要把纯红色打印到纸上,就得让打印到纸上的油墨吸收掉所有的绿光和蓝光,只把红光反射到我们的眼睛里。(事实上,只要吸收掉大部分绿光和蓝光,反射出大部分红光即可)
之前讲过,青品黄三种油墨可以混合出任何一种颜色,但是其原理还是将红绿蓝三色光反射进人眼形成色觉,理解不了这一段话的同学可以回去看看之前的内容。(需要注意:严格讲不管是红绿蓝三色光,还是青品黄三种油墨,都不能混合出世界上所有的颜色,但可以混合出我们人眼能见的大部分色彩)
理论上,青品黄这三种颜料同比例 100% 混合在一起后会吸收掉一切色光显示纯黑色,按照不同的比例混合后,可以显示出所有的颜色。但是,由于目前制造工艺还不能造出高纯度的油墨,所以青品黄等比例混合的结果顶多是一种灰褐色。
虽然纯度不够的青品黄也可以混合出绝大多数的颜色,但由于黑色是我们最常用到的颜色,因此,出于工艺和成本的考虑,我们专门为打印加入了黑色油墨,也就是说,我们用青品黄黑四种油墨来打印出绝大多数颜色。
和 RGB 类似,CMY 是青品黄三种油墨的首字母:青色 Cyan、品红色 Magenta、黄色 Yellow。而 K 取的是黑色(blacK)的最后一个字母,之所以不取首字母,是为了避免与蓝色(Blue)混淆。
在 RGB 模式中,我们用红绿蓝三种色光的 256 级的亮度,来表示各种色光的多少;在 CMYK 模式中,我们用百分比来表示各种颜料的多少,印刷机只要知道了各种油墨的百分比,就能够印出来所对应的颜色。
在 PS 里打开任意一张图,接着按〖F6〗或从菜单【窗口--颜色】打开颜色面板,把我们之前设置的 RGB 模式改为 CMYK 模式即 CMYK 滑块和色谱。通过改变 CMYK 成分的比例,我们可以看到相应颜色的生成。
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有同学可能会提出疑问,为什么感觉 CMYK 模式下的颜色普遍没有 RGB 模式下的颜色鲜艳呢?若是要解释这个问题,那我们需要先了解下色域这个概念。
色域是色彩区域的简称,通俗来讲,就是一种颜色模式所能表达出的所有颜色的集合。需要注意的是,不管是 RGB 还是 CMYK,都存在着多个人为规定的色域,我们下面的例子,只是列举了代表性色域。
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马蹄形的 Lab 色域包括了人类的眼睛可以看到的所有颜色,三角形的 RGB 色域是 RGB 色彩模式所能产生的所有颜色,RGB 色域小于 Lab色域,这也说明屏幕无法把人眼看到的所有颜色都模拟出来,而这无法被模拟的颜色主要是一些高饱和接近纯色的颜色。
以印刷机为代表的采用 CMYK 模式的设备由于其原理是反射,所以对色彩的模拟能力比 RGB 更差一些,所以我们能感觉到,CMYK 模式下的颜色不如 RGB 模式下的鲜艳,打印出来的颜色没有屏幕上的鲜艳 。图中可以看到,CMYK 比 RGB 色域小一些。
在用 RGB 模式时,有时会出现一个带惊叹号的小三角形,这表明,当前选择的 RGB 颜色超出了 CMYK 色域,也就是说,当前选择的颜色是无法被原样打印出来的,不信的话我们可以拿纯色试试。
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超出了 CMYK 颜色的打印范围并不意味着这种颜色的打印区域是一片空白,PS 会提供最相近的能被打印的颜色来替代超出色域的颜色,这种最相近的颜色就是惊叹号三角形旁边小方块内的颜色,用鼠标点击一下惊叹号或者是其旁边的色块,这种替代色就变成了前景色。
有人说,如果作图的目的是为了打印,那在 PS 里面要采用 CMYK 模式进行操作,这样子可以保证图中所用颜色都是可以被打印出来的,如若不然,可能会让色差毁了你的设计。必须指出,这种说法是错误的,原因很简单,既然显示器是基于 RGB 的,那你即便调成 CMYK 在显示器上还是用 RGB 色彩模式显示的。
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在新建一张图片的时候,可以在【文件-新建】设置想要的色彩模式。如果现在已有一张图片在 PS 里打开了,可以通过菜单【图像-模式】进行色彩模式转换。各个模式的色域不一样,所以转换是有所损失的,一定要慎重。
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CMYK 的色域要比 RGB 小得多,如果将 RGB 模式转为 CMYK ,那 CMYK 色域以外的颜色都会丢失,被相近的颜色替代。哪怕是当你从 CMYK 模式转为 RGB 时也会丢失颜色,因为这两个色域有不重合的部分,并不是说 RGB 包括了所有的 CMYK 颜色。
不要以为你将一张 RGB 的图转为 CMYK 之后,在转为 RGB 就能恢复原先的色彩,这个过程是不可逆的,你把一个装满 2 升 水的杯子全倒入容量为 1 升的杯子里,此时会溢出 1 升,再把小杯里的水倒回 2 升的杯子里,那溢出的 1 升还能再回来吗?
虽然理论上 RGB 与 CMYK 的互转都会损失一些颜色,不过从 CMYK 转 RGB 时损失的颜色较少,而从 RGB 转 CMYK 颜色将损失较多。因此习惯上也有 CMYK 转 RGB 时颜色无损的说法,但实际上转换一般都是有损的。
有一个小技巧必须一提,如果我们确实需要在 RGB 和 CMYK 颜色模式之间互相转换,那就让还未讲到的 LAB 颜色模式做桥梁,即要把 RGB 转为 CMYK,则先转为 LAB 再转为 CMYK ;要把 CMYK 转为 RGB,则先转为 LAB,再转为 RGB。
如果我不转换颜色,那怎么知道转换后会是什么样子呢,看起来这是个很无聊的问题,但 PS 确实为这个问题做出了相应的解答方案,方便我们对比颜色。
打开菜单【视图--校样设置】,选择工作中的 CMYK 模式,当然一般默认的就是这个模式。然后打开【视图-校样颜色】或者用快捷键〖Ctrl+Y〗,PS就会呈现出校样设置中颜色模式的颜色,即让这张图片以 CMYK 模式显示,但它实际上还是 RGB 模式。
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我觉得校样颜色最大的作用是能查看到色盲眼中的颜色是什么样子。有些要求严格的设计工作,是需要考虑红绿色盲人群对图像的辨识能力的,此时只要通过以上的方法就能体验一把色盲的世界了。楼主不是专业的,所以这里也只是顺便一提。
有人还是觉得颜色校样这个功能很无用,也许当你成为设计师之后就不这么想了,我建议你先通过【窗口-排列】里最下面的选项为当前图像新建一个窗口,再将其中一个窗口进行校样颜色,然后想想这样做的意义。
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如果我只想知道这张 RGB 模式的图里有哪些颜色是超过 CMYK 色域的,应该怎么办呢?可以先在【视图--校样设置】,选择工作中的 CMYK 模式,然后打开【视图-色域警告】或者用〖Ctrl+Shift+Y〗,凡是超出 CMYK 色域的颜色,都会被灰色覆盖。
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我很想在在这里和大家聊聊印刷机器是怎么通过 CMYK 模式印刷出不同颜色的,但因为这其中涉及到通道概念,所以我们将在以后的内容里展开讲,现在你只需要记住,印刷机器采用的是 CMYK 模式,这和屏幕采用的 RGB 模式有所区别。
那我应该怎么选择颜色模式呢?其实很简单,如果你做出来的图更多的是为了在电脑上显示,那就采用 RGB 模式,此模式下色彩更鲜艳。如果是为了打印或者说印刷,那就要采用 CMYK 模式,以避免偏色严重。
当然,RGB 模式的图片也是可以直接打印的,图片传输给打印机的时候,系统会自动完成色彩模式转换,可问题是,你所设计出的图稿可能和打印出的样子可能相差甚大。为什么不从一开始就只用打印机能打印出的颜色(CMYK模式)来作图呢?
需要注意的是,屏幕本身采用的是 RGB 模式,哪怕你把一张图设置为 CMYK模式,屏幕也只是用 RGB 来模拟 CMYK 显示给你看,所幸的是 RGB 模式包括绝大多数的 CMYK 色域的颜色,所以这种模拟效果理论上还算是可以接受的。
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