颜色的原理，三基色原理以及HLS(色相、亮度、饱和度)原理

讲到绘画、图像，自然离不开谈颜色，所有的图案都是由基本形状和颜色组成，颜色构成了我们图像处理的一个重要部分，下面我们将要了解颜色的原理,它将是我们美工的基础。

　　(一) 三基色原理

　　在中学的物理课中我们可能做过棱镜的试验，白光通过棱镜后被分解成多种颜色逐渐过渡的色谱，颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这就是可见光谱。其中人眼对红、绿、蓝最为敏感，人的眼睛就像一个三色接收器的体系，大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。这是色度学的最基本原理，即三基色原理。三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。红绿蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。红绿蓝三基色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。

　　红色+绿色=黄色

　　绿色+蓝色=青色

　　红色+蓝色=品红

　　红色+绿色+蓝色=白色

　　黄色、青色、品红都是由两种及色相混合而成，所以它们又称相加二次色。另外：

　　红色+青色=白色

　　绿色+品红=白色

　　蓝色+黄色=白色

　　所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。由于每个人的眼睛对于相同的单色的感受有不同，所以，如果我们用相同强度的三基色混合时，假设得到白光的强度为100%，这时候人的主观感受是，绿光最亮，红光次之，蓝光最弱。

　　除了相加混色法之外还有相减混色法。在白光照射下，青色颜料能吸收红色而反射青色，黄色颜料吸收蓝色而反射黄色，品红颜料吸收绿色而反射品红。也就是：

　　白色-红色=青色

　　白色-绿色=品红

　　白色-蓝色=黄色

　　另外，如果把青色和黄色两种颜料混合，在白光照射下，由于颜料吸收了红色和蓝色，而反射了绿色，对于颜料的混合我们表示如下：

　　颜料(黄色+青色)=白色-红色-蓝色=绿色

　　颜料(品红+青色)=白色-红色-绿色=蓝色

　　颜料(黄色+品红)=白色-绿色-蓝色=红色

　　以上的都是相减混色,相减混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同的颜色的。所以有把青色、品红、黄色称为颜料三基色。颜料三基色的混色在绘画、印刷中得到广泛应用。在颜料三基色中，红绿蓝三色被称为相减二次色或颜料二次色。在相减二次色中有：

　　(青色+黄色+品红)=白色-红色-蓝色-绿色=黑色

　　用以上的相加混色三基色所表示的颜色模式称为RGB模式,而用相减混色三基色原理所表示的颜色模式称为CMYK模式,它们广泛运用于绘画和印刷领域。

　　RGB模式是绘图软件最常用的一种颜色模式，在这种模式下，处理图像比较方便，而且，RGB存储的图像要比CMYK图像要小，可以节省内存和空间。

　　CMYK 模式是一种颜料模式,所以它属于印刷模式,但本质上与RGB模式没有区别,只是产生颜色的方式不同。RGB为相加混色模式，CMYK为相减混色模式。例如，显示器采用RGB模式，就是因为显示器是电子光束轰击荧光屏上的荧光材料发出亮光从而产生颜色。当没有光的时候为黑色，光线加到最大时为白色。而打印机呢？它的油墨不会自己发出光线。因而只有采用吸收特定光波而反射其它光的颜色，所以需要用减色法来解决。

　　(二)、HLS(色相、亮度、饱和度)原理

　　HLS 是Hue(色相)、Luminance(亮度)、Saturation(饱和度)。色相是颜色的一种属性，它实质上是色彩的基本颜色，即我们经常讲的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种，每一种代表一种色相。色相的调整也就是改变它的颜色。

　　亮度就是各种颜色的图形原色（如RGB图像的原色为R、G、B三种或各种自的色相）的明暗度，亮度调整也就是明暗度的调整。亮度范围从 0到255，共分为256个等级。而我们通常讲的灰度图像，就是在纯白色和纯黑色之间划分了256个级别的亮度，也就是从白到灰，再转黑。同理，在RGB 模式中则代表个原色的明暗度，即红绿蓝三原色的明暗度，从浅到深。

　　饱和度是指图像颜色的彩度.对于每一种颜色都有一种人为规定的标准颜色，饱和度就是用描述颜色与标准颜色之间的相近程度的物理量。调整饱和度就是调整图像的彩度。将一个图像的饱和度条为零时，图像则变成一个灰度图像，大家在电视机上可以试一式调整饱和度按钮。

　　另外还有一个概念,就是对比度。对比度是指不同颜色之间的差异。对比度越大，两种颜色之间的相差越大，反之，就越接近。如，一幅灰度图像提高它的对比度会更加黑白分明，调到的极限时，变成黑白图像，反之，我们可以得到一幅灰色的画布。

　　我们了解了颜色的原理,我们在图像处理中就不会茫然，并且对于调整颜色也可以更快，更准确。

从图中可以看出，在颜色的亮度值（颜色有色相、饱和度、亮度三个基本参数）始终为100%的情况下，红色通道中对于不同的饱和度的色块，始终是白色；而对于饱和度始终为100%的情况下，对于不同的亮度色块，则体现出了不同。因而，可以得出这个结论：
通道中的灰度图存储的是颜色的亮度值信息，任何一幅图像，均可分为红绿兰三个通道，分别记录着三基色的含量多少（以亮度来表示），某通道的亮度值高，则表明这幅图像中所含有的该基本色多。
其实，灰度也只有亮度上的不同，相对于“黑”，通常用百分比来表示。

对于红色色相而言,红色通道中存储的是红色的"亮度"信息,而其它通道则是通过"灰度"存储红色的"饱和度"信息.

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