颜色三属性及其在图像调节中的应用

2023.05.11

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）.