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本站原創(chuàng) 更新時(shí)間：2007-4-25 ］
我們見到的顏色，如蘋果的紅色、天空的藍(lán)色、草的綠色，其實(shí)都是在一定條件下才出現(xiàn)的色彩。這些條件，主要可歸納為三項(xiàng)，就是光線、物體反射和眼睛。光和色是并存的，沒有光，就沒有顏色，可以說(shuō)，色彩就是光線到我們眼內(nèi)產(chǎn)生的知覺。
1.光的波長(zhǎng)
凡是能作用于人們的眼睛，并引起明亮視覺的那種電磁輻射，即被稱作光，電磁輻射可以通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)描述，這種數(shù)據(jù)叫波長(zhǎng)。電磁輻射的波長(zhǎng)范圍很廣，我們能見到的光的波長(zhǎng)，范圍在380至780毫米之間，隨著波長(zhǎng)由短到長(zhǎng)，出現(xiàn)的色彩是由紫到紅，如圖所示。
可見光譜波長(zhǎng)在電磁波范圍中的位置
不同波長(zhǎng)的光所反射的強(qiáng)度是不同的，因此，測(cè)量物體所反射的波長(zhǎng)分布，便可以確定該物體是甚么顏色，例如一個(gè)物體在700至760這段波長(zhǎng)內(nèi)有較多的反射，則該物體傾向紅色，如果在500至570這段波長(zhǎng)內(nèi)有較多的反射，則物體傾向綠色。通過(guò)測(cè)量物體反射光量的方法，科學(xué)家可以很精確的推定，兩件物體的顏色是否相同。
2.人眼與RGB顏色空間
測(cè)量光量反射的方法固然很精確，但不好用，因?yàn)檠劬Σ⒎且圆ㄩL(zhǎng)來(lái)認(rèn)知顏色。在眼睛的網(wǎng)膜內(nèi)分布著兩種細(xì)胞，桿狀細(xì)胞和椎狀細(xì)胞，這些細(xì)胞對(duì)光線作出反應(yīng)，便形成色彩的知覺。
桿狀細(xì)胞是一種靈敏度很高的接收系統(tǒng)，能夠分別極微小的亮度差別，協(xié)助我們辨識(shí)物體的層次，但是卻不能分辨顏色。椎狀細(xì)胞較不靈敏，但是卻有分辨顏色的能力。所以在亮度很弱的情況下，物體看起來(lái)都是灰灰白白的，因?yàn)樽禒罴?xì)胞在這時(shí)已不發(fā)揮作用，只有桿狀細(xì)胞在工作。
椎狀細(xì)胞對(duì)光量的反應(yīng)并非是一樣的。當(dāng)一束光線射到眼睛網(wǎng)膜上，椎狀細(xì)胞敏感性分別是感受紅光、綠光及藍(lán)光的三種視色素。即是說(shuō)，眼睛只需以不同強(qiáng)度和比例的紅綠藍(lán)三色組合起來(lái)，便能產(chǎn)生出任何色彩的知覺，因而紅綠藍(lán)可說(shuō)是人眼的三基色。利用三基色色光的相加迭合，我們基本上能夠模擬自然界中出現(xiàn)的各種色彩，這就是著名的光學(xué)三色原理。以這種方法產(chǎn)生色彩亦叫做加法混色。顯示器顯像和攝影就是使用這種混色方法的具體應(yīng)用，也就是我們通常說(shuō)的RGB顏色模式。RGB顏色模型如圖所示。
RGB顏色空間模型
3. 人眼與Lab顏色空間
RGB顏色模式很好的說(shuō)明了各種顏色的混和現(xiàn)象，但不能滿意的解釋色盲現(xiàn)象。按照人眼分別有感受紅光、綠光及藍(lán)光的三種視色素的原理來(lái)說(shuō)，至少應(yīng)該有三種不同的色盲，紅色盲、綠色盲、藍(lán)色盲。但事實(shí)上幾乎所有的紅色盲同時(shí)也是綠色盲，幾乎所有藍(lán)色盲同時(shí)也是黃色盲，色盲是成對(duì)出現(xiàn)的。
根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在視網(wǎng)膜上的椎狀細(xì)胞是一個(gè)三個(gè)顏色的機(jī)制，在視覺信息向大腦的傳導(dǎo)通路中則變成了一種三對(duì)顏色的機(jī)制。即光的強(qiáng)弱反應(yīng)（黑—白，L）、紅—綠反應(yīng)（R—G）、黃—藍(lán)反應(yīng)（Y—B），每對(duì)顏色都是一個(gè)顏色興奮而另一個(gè)顏色就會(huì)抑制。如圖所示。
顏色視覺機(jī)制示意圖
根據(jù)人的這種視覺機(jī)制，制定出了Lab顏色模式，Lab色彩模型用三組數(shù)值表示色彩：
L ： Lightness 亮度數(shù)值，從0到100。
a ： 紅色和綠色兩種原色之間的變化區(qū)域，數(shù)值從-120到+120
b ： 黃色到藍(lán)色兩種原色之間的變化區(qū)域，數(shù)值從-120到+120
Lab顏色模型如圖所示。
Lab顏色空間模型
Lab顏色模式包含了人眼睛能看到的所有顏色，此色彩模式與光線和設(shè)備無(wú)關(guān)，并且處理速度與RGB模式同樣快，比CMYK模式快很多。因此，可以放心大膽的在圖像編輯中使用Lab模式。而且，Lab模式在轉(zhuǎn)換成CMYK模式時(shí)色彩沒有丟失或被替換。因此，最佳避免色彩損失的方法是：應(yīng)用Lab模式編輯圖像，再轉(zhuǎn)換為CMYK模式打印輸出。
將RGB模式轉(zhuǎn)換成CMYK模式時(shí)，Photoshop將自動(dòng)將RGB模式轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ab模式，再轉(zhuǎn)換為CMYK模式。在表達(dá)色彩范圍上，處于第一位的是Lab模式，第二位的是RGB模式，第三位是CMYK模式。
4. CIE XYZ色度圖
CIE XYZ 是國(guó)際照明委員會(huì)（Commission Internationale de L'Eclairage / International Commission on Illumination），在1931 年開發(fā)并在1964 修訂的CIE 顏色系統(tǒng)(CIE Color System)，該系統(tǒng)是其他顏色系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它使用相應(yīng)于紅、綠和藍(lán)三種顏色作為三種基色，而所有其他顏色都從這三種顏色中導(dǎo)出。通過(guò)相加混色或者相減混色，任何色調(diào)都可以使用不同量的基色產(chǎn)生。CIE 1931 色度圖(CIE 1931 Chromaticity Diagram)，如圖所示。
CIE 1931 色度圖
CIE 1931色度圖是用標(biāo)稱值表示的CIE 色度圖，x 表示紅色分量，y 表示綠色分量。圖中的E 點(diǎn)代表白光，它的坐標(biāo)為(0.33，0.33)；環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色，邊界代表光譜色的最大飽和度，邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長(zhǎng)，其輪廓包含所有的感知色調(diào)。所有單色光都位于舌形曲線上，這條曲線就是單色軌跡，曲線旁標(biāo)注的數(shù)字是單色(或稱光譜色)光的波長(zhǎng)值。
自然界中各種實(shí)際顏色都位于這條閉合曲線內(nèi)，任何顏色都可以在CIE 1931色度圖中找到相應(yīng)的坐標(biāo)。這就是色彩管理的基礎(chǔ)，所有顏色都在色度圖上有相應(yīng)的坐標(biāo)，不同色彩空間的顏色都可以通過(guò)其在色度圖上的坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換。
5.色域
色域是顏色系統(tǒng)可以顯示或打印的顏色范圍。
在各種顏色模型中，Lab具有最寬的色域，包括 RGB 和 CMYK 色域中的所有顏色。Lab的色域完全符合CIE 1931色度圖。通常，對(duì)于可在計(jì)算機(jī)顯示器或電視機(jī)顯示器（它們發(fā)出紅、綠和藍(lán)光）上顯示的顏色，RGB色域包含這些顏色的子集。
CMYK色域較窄，僅包含使用印刷色油墨能夠打印的顏色。當(dāng)不能打印的顏色顯示在顯示器上時(shí)，稱其為溢色－即超出 CMYK 色域之外。
Lab、RGB、CMYK色域包含顏色示意圖如下所示。
Lab、RGB、CMYK色域包含顏色示意圖
圖301001006中各色域只是通常色域的示意圖，不能當(dāng)作具體的RGB、CMYK色域，不同的種類RGB和CMYK會(huì)又不同的色域。
不同色域的顏色在相互轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)因?yàn)樯虻牟煌霈F(xiàn)顏色外觀的改變。不但RGB轉(zhuǎn)換成CMYK會(huì)出現(xiàn)顏色變化，就是不同的顯示器、打印機(jī)也有各自不同的RGB、CMYK色域，這就是圖片在不同狀況下會(huì)出現(xiàn)變色的原因?？梢哉f(shuō)圖片在改變顯示狀態(tài)下顏色出現(xiàn)變化是必然的，但這也就是色彩管理需要解決的問(wèn)題。
6.色溫
日常生活中存在許多種的光源，如日光、月光、白熾光等。有些光源發(fā)出的光中占有大量的藍(lán)色光，有些光源發(fā)出的光中占有大量的黃色光，而日光中含有大量波長(zhǎng)400-500 nm的高能量光。不同的光源含有不同顏色光的量不同，因此，在不同的光源下，物體顯示出的色調(diào)(顏色)不同。
光色越偏藍(lán)，色溫越高；偏紅則色溫越低。一天當(dāng)中畫光的光色亦隨時(shí)間變化：日出后40分鐘光色較黃，色溫3,000K；正午陽(yáng)光雪白，上升至4,800-5,800K，陰天正午時(shí)分則約6,500K；日落前光色偏紅，色溫又降至紙2,200K。
不同光源環(huán)境的色溫
北方晴空
8000-8500k
陰天
6500-7500k
夏日正午陽(yáng)光
5500k
下午日光
4000k
冷色熒光燈
4000-5000k
色熒光燈
2500-3000k
鎢絲燈
2700k
蠟燭光
2000k
四張圖片分別表明不同色溫狀態(tài)圖片的顏色感覺。
不同色溫的圖片
為了統(tǒng)一對(duì)顏色的認(rèn)識(shí)，首先必須要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的照明光源。CIE規(guī)定了四種標(biāo)準(zhǔn)照明體的色溫標(biāo)準(zhǔn)：
標(biāo)準(zhǔn)照明體A：代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表相關(guān)色溫約為4874K的直射陽(yáng)光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體C：代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均日光，光色近似陰天天空的日光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體D65：代表相關(guān)色溫大約為6504K的日光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體D：代表標(biāo)準(zhǔn)照明體D65以外的其它日光。
我國(guó)印刷行業(yè)一般使用D50作為標(biāo)準(zhǔn)光源，這就要求我們的工作環(huán)境的照明最好是D50的標(biāo)準(zhǔn)光源。當(dāng)然，這樣難度比較大，但我們可以購(gòu)買專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)光源的看圖燈箱。同時(shí)將顯示器的色溫也調(diào)整在這一范圍內(nèi)，才能在視覺上得到一致的顏色。
標(biāo)準(zhǔn)光源的看圖燈箱
