颜色三属性及其在图像调节中的应用

    刘武辉

    摘 要:文章从定义或者描述颜色的角度对颜色三属性色相、明度、饱和度的概念进行了解析,并对它们之间的关系进行了分析。在此基础上,对利用颜色三属性进行图像颜色调节的原理、操作方法、方便性、具体应用等进行了介绍。

    关键词:颜色三属性;色相;明度;饱和度;图像调节

    DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.201

    颜色三属性是颜色应用的核心,在颜色的多个应用场合,都离不开颜色的三属性.可以说,颜色三属性是色彩学的核心,科学地理解其概念,就可以在颜色搭配、颜色设计、图像颜色调节等应用场合更得心应手。

    1 颜色三属性概念

    色相、明度和饱和度三个量叫做颜色的三属性,也叫做颜色的三要素。经过长期的实践证明,利用颜色的三属性,可以准确地描述任何一种颜色。任何颜色都具备这三个属性,只有当这三个量都确定时,才能表达一个固定的颜色,改变颜色的任何一个属性,就形成了一个新的颜色。

    1.1 色相

    色相即颜色的外貌,是色与色之间区别的最主要、最明显的特征。日常生活中我们称呼颜色实际上就是按照其色相来称呼的,例如我们说红旗是红色的,实际上就是说的是色相。为什么我们日常生活拿色相来称呼颜色呢?因为色相是颜色最明显的特征分量,容易看见。理解了这些,就容易懂得色相的涵义了。

    我们看见颜色不管是光色还是物体色,实质上都是看见了光。我们知道,光是一种电磁波,那么色相与电磁波有什么关系呢?实际上,颜色的色相是由其主波长决定的,即我们看见的光的主波长决定了颜色的色相,例如,主波长为635nm的颜色的色相为一红色色相,主波长为555nm的颜色的色相为一绿色色相。色彩主波长相同,色相便相同;主波长不同,色相便不同。

    1.2 明度

    明度是人眼所能感受到的颜色的明暗程度,它是与人的心理、生理有关的一个属性。明度的基础是颜色的亮度,但亮度不等同于明度。亮度在色彩学上是与光的能量大小相关的,但能量较大的蓝紫色的明度值却较低。同一色相但明度不同的颜色,就不是同一顏色。不同颜色的明度差异较大,例如,黄色较亮,而蓝色较暗。对中性灰来说,白色的明度最大,灰色次之,黑色明度最小。在光谱反射率曲线上,颜色的光谱反射率越高,颜色的明度值越大。

    明度是颜色的亮度在人的视觉上的反映,明度是从感觉上来说明颜色的性质。因此,不能把明度单纯地理解为是一个物理学的度量,它同时还是一个心理的量度。

    判断颜色明度大小可以以中性灰颜色作为参考,颜色明暗程度接近白色,明度高,颜色明暗程度接近黑色,则明度低。

    1.3 饱和度

    饱和度又叫纯度或彩度,是指颜色的纯洁性或者鲜艳性的一个指标。纯洁性是客观的,主要看颜色是否含有杂色,颜色的辐射或反射范围窄,则颜色就纯洁,杂色少,饱和度高,如果颜色的波长辐射或者反射范围很宽,则颜色就不纯,饱和度就低;鲜艳性是一种主观感受,如果感觉颜色艳丽,则颜色饱和度一定很高,如果觉得颜色很暗淡或浅白,则颜色饱和度一定很低。可见光谱中的单色光有最饱和的颜色。一束光的波长范围越窄,光色越饱和;如果在单色光中掺入白光,则混合色的饱和度降低;如果在纯色的色料中加入白色或黑色,色料的饱和度均会降低;颜色含灰分的比例高,则其饱和度低;饱和度越高,中性灰的成分越少;颜色的亮度增加,其饱和度会降低。

    这三个属性中明度、饱和度有量的大小的区分,只有色相没有量大量小的区别。定义任何颜色都应该具有色相、明度、饱和度这三个属性,缺一不可。改变了任何一个属性,颜色就改变了。对一个颜色来说,改变其明度,其饱和度通常也会产生变化。例如对一个明度适中的颜色,明度增加,颜色会往接近白色的方向变化,其饱和度也往接近白色的方向变化,也就是饱和度会减小。

    2 颜色三属性在图像调节中的应用

    颜色的三属性是颜色的三个分量,改变其中一个,颜色就会产生改变,形成一个新的颜色。图像颜色的调节可以利用这点对图像进行调节。

    在Photoshop软件中有一个图像颜色调节工具,就是根据颜色的三属性来设计的,叫做色相/饱和度工具,见图1。它可以对全图上所有颜色的色相、明度、饱和度进行调节和改变,也可以把图像上的颜色按照色相分类,有针对地对图像上某类颜色进行调节,例如在图1上选择红色,就只针对图像上的红色类颜色进行调节和改变,对其它诸如绿色、蓝色、黄色等颜色根本不产生影响。这就看出按照色相将颜色分类的好处了,不需要用选择区进行像素区分,通过色相就将像素进行了区别,工作效率大大提高了。

    该工具可以分别对颜色进行色相、明度、饱和度的调节,见图1,通过拉动色相、明度、饱和度滑块,就可以分别改变颜色的三个属性,实现调节颜色的目的。现在数码相机拍摄的图片颜色通常不鲜艳,需要提高饱和度,就可以直接往右拉动饱和度滑块,提高颜色的鲜艳性。有时由于相机或者光线的原因,数码相机拍到的图片颜色有色偏的现象,实际上就是颜色色相不对,产生了偏移,在色相/饱和度工具中选定偏色颜色色相后,可以通过拉动色相滑块,改变色相,得到想要的结果。如果某个色相的颜色太亮了或者太暗了,也可以通过拉动明度滑块,改变该色相所有颜色的明度来进行修正。

    参考文献:

    [1](德)海勒.色彩的性格[M].中央编译出版社,2008.

    [2]洪兴宇.色彩构成[M].中国青年出版社,2007.

    [3]许向阳,张旭亮,李博.基于颜色属性相关性的图像色差公式的研究[J].包装工程,2013(07).

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