计算机图形学/颜色模型
颜色模型是一个抽象的数学模型,它描述了颜色如何被表示为数字元组,通常为三个或四个值或颜色分量。当该模型与关于如何解释分量的精确描述(查看条件等)相关联时,所得的颜色集称为颜色空间。
RGB 模型是数字设备中最常用的颜色模型(另一种是用于印刷的 CMYK,见下文)。彩色数字显示器基于 RGB 颜色模型。在这个模型中,三个分别为红色、绿色和蓝色的通道组合在一起形成特定的颜色。以这种方式可以形成的总颜色数量取决于颜色深度,颜色深度指定分配给三个通道的总位数。位数越多,可以形成的颜色就越多。通常,每个通道分配 8 位,总共 224 = 24×1024×1024(超过 1600 万种)种颜色。虽然从历史上看,在游戏等应用程序中使用过颜色深度较低的显示器。对于需要视觉效果 (VFX) 的电影,使用的颜色深度可以超过 24 位。此外,颜色以加色方式组合,与颜料的减色组合不同。
HSB 模型基于三个元素:“色调”、“饱和度”和“亮度”(或亮度/值)。亮度/值代表颜色看起来有多亮 - 光的强度,色调代表使用的纯色。在这个方案中,色调由色轮上的角度表示。红色为 0(或 360)度,绿色为 120 度,蓝色为 240 度。通过组合这些颜色而得出的其他颜色位于这些范围之间。例如,橙色是红色和黄色(红色 + 绿色)的组合,将接近 120/2/2 = 120/4 = 30 度,黄色本身将接近 120/2 = 60 度。类似地,由红色和蓝色组合形成的洋红色将接近 (240+360)/2 = 300 度。饱和度是颜色中存在的色调量。饱和度越低,白色越多,色调越少。饱和度越高,白色越少,颜色中色调越多。在 HSB 中,0% 饱和度代表白色。否则,颜色具有某种色调,并且不完全是白色。0% 亮度表示黑色。否则,颜色可能是白色(0% 饱和度)或带色调的颜色(非零饱和度)。
HSL(色调、饱和度、亮度)模型类似于 HSB 模型,但并不完全相同。色调部分与 HSB 相同。但是,0% 饱和度实际上会产生灰色而不是白色(如 HSB 中)。此外,0% 亮度产生黑色,而 100% 亮度产生白色(与色调或饱和度无关)。因此,对于纯色调,使用 50% 的亮度值。在 HSL 中,饱和度是灰度中色调的量。100% 饱和度是全色。而 0% 饱和度是全灰度。
CMYK 模型代表青色、洋红色、黄色和黑色(实际上就是黑色)。它主要用于打印机和 PDF 文档。
与上面讨论的其他模型不同,它是一种减色颜色模型,因为它处理的是印刷在纸上的墨水,而不是在数字显示器上形成像素的光。在这种颜色模型下,CMYK 值描述了需要将上述四种颜色中的每种颜色混合并印刷在纸张上多少,才能获得所需的颜色。虽然理论上可以通过混合 CMY 产生黑色,但它通常被视为单独的颜色。黑色为颜色带来密度和实质。
青色墨水吸收红光,同时允许蓝色和绿色通过,洋红色墨水吸收绿光,同时允许蓝色和红色通过,黄色墨水吸收蓝光,同时允许红色和绿色通过。因此,当青色和洋红色墨水混合时,白色光(来自纸张)的红色(由青色)和绿色(由洋红色)成分都被吸收,只留下蓝色。因此,混合青色和洋红色墨水会产生蓝色墨水。类似地,混合洋红色和黄色会产生红色墨水(白色光的绿色和蓝色成分都被吸收)。混合青色和黄色会产生绿色墨水。黑色颜料 (K) 会根据需要吸收白色光的全部三种 RGB 成分。
该标准由国际照明委员会 (CIE) 于 1931 年制定。
实际上不可能创建所有可能颜色的完美光谱。话虽如此,使用一组“原色”可以获得几乎所有可能的颜色。这些原色是假设的。没有定义真正的原色。