2.9 颜色的基本原理与概念
颜色是设计中的关键元素，本节来详细讲解色彩的原理，色调、色相、饱和度和对比度的概念以及色彩模式。
2.9.1 色彩原理
黄色是由红色和绿色构成的，没有用到蓝色，因此，蓝色和黄色是互补色。绿色的互补色是洋红色，红色的互补色是青色。这就是为什么能看到除红、绿、蓝三色外其他颜色的原因。把光的波长叠加在一起，会得到更明亮的颜色。所以原色被称为加色。将光的所有颜色都加到一起，就会得到最明亮的光线白光。因此，当看到一张白纸时，所有的红、绿、蓝波长都会反射到人眼中。当看到黑色时，光的红、绿、蓝波长都完全被物体吸收了，因此就没有任何光线反射到人眼中。
在颜色轮中，颜色排列在1个圆中，以显示彼此之间的关系，如图2.9所示。
原色沿圆圈排列，彼此之间的距离完全相等。每种次级色都位于两种原色之间。在这种排列方式中，每种颜色都与自己的互补色直接相对，轮中每种颜色都位于产生它的两种颜色之间。
通过颜色轮可以看出将黄色和洋红色加在一起便产生红色。因此，如果要从图像中减去红色，只需减少黄色和洋红色的百分比即可。要为图像增加某种颜色，其实是减去它的互补色。例如，要使图像更红一些，实际上是减少青色的百分比。
图2.9 颜色轮的显示
2.9.2 原色
原色，又称为基色，三基色（三原色）是指红（R）、绿（G）、蓝（B）三色，是调配其他色彩的基本色。原色的色纯度最高，最纯净，最鲜艳，可以调配出绝大多数色彩，而其他颜色不能调配出三原色。
加色三原色基于加色法原理。人的眼睛是根据所看见的光的波长来识别颜色的。可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成，这三种基本色光的颜色就是红（Red）、绿（Green）、 蓝（Blue）三原色光。这三种光以相同的比例混合且达到一定的强度，就呈现白色；若三种光的强度均为零，就是黑色。这就是加色法原理。加色法原理被广泛应用于电视机、监视器等主动发光的产品中。其原理如图2.10所示。
图2.10 RGB色彩模式的色彩构成示意图
减色原色是指一些颜料，当按照不同的组合将这些颜料添加在一起时，可以创建一个色谱。减色原色基于减色法原理。与显示器不同，在打印、印刷、油漆、绘画等靠介质表面的反射被动发光的场合，物体所呈现的颜色是光源中被颜料吸收后所剩余的部分，所以其成色的原理叫作减色法原理。打印机使用减色原色（青色、洋红色、黄色和黑色颜料）并通过减色混合来生成颜色。减色法原理被广泛应用于各种被动发光的场合。在减色法原理中的三原色颜料分别是青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）。通常所说的CMYK模式就基于这种原理，其原理如图2.11所示。
图2.11 CMYK色彩模式的色彩构成示意图
2.9.3 色调、色相、饱和度、对比度
在学习使用图像处理的过程中，常接触到有关图像的色调、色相（Hue）、饱和度（Saturation）和对比度（Brightness ）等基本概念，HSB颜色模型如图2.12所示。下面对它们进行简单介绍。
图2.12 HSB颜色模型
1.色调
色调是指图像原色的明暗程度。调整色调就是指调整其明暗程度。色调的范围为0~255，共有256种色调。如图2.13所示的灰度模式，就是将黑色到白色之间连续划分成256个色调，即由黑到灰，再由灰到白。
图2.13 灰度模式
2.色相
色相，即各类色彩的相貌称谓。色相是一种颜色区别于其他颜色最显著的特性，在0到360°的标准色轮上，按位置度量色相。它用于判断颜色是红、绿或其他的色彩感觉。对色相进行调整是指在多种颜色之间变化。
3.饱和度
饱和度是指色彩的强度或纯度，也称为彩度或色度。对色彩的饱和度进行调整也就是调整图像的彩度。饱和度表示色相中灰色分量所占的比例，它使用从0（灰色）至 100% 的百分比来度量，当饱和度降低为0时，则会变成一个灰色图像，增加饱和度会增加其彩度。在标准色轮上，饱和度从中心到边缘递增。饱和度受到屏幕亮度和对比度的双重影响，一般亮度好对比度高的屏幕可以得到很好的色饱和度。
4.对比度
对比度是指不用颜色之间的差异。调整对比度就是调整颜色之间的差异。提高对比度，则两种颜色之间的差异会变得很明显。通常使用从0（黑色）至 100% （白色）的百分比来度量。例如，提高一幅灰度图像的对比度，将使其黑白分明，达到一定程度时其将成为黑、白两色的图像。
2.9.4 色彩模式
在Photoshop中色彩模式用于决定显示和打印图像的颜色模型。Photoshop默认的色彩模式是RGB模式，但用于彩色印刷的图像色彩模式却必须使用CMYK模式。其他色彩模式还包括“位图”“灰度”“双色调”“索引颜色”“Lab颜色”和“多通道”模式。
图像模式之间可以相互转换，但需要注意的是如果从色域空间较大的图像模式转换到色域空间较小的图像模式，常常会有一些颜色丢失。色彩模式命令集中于“图像”|“模式”子菜单中，下面分别介绍各色彩模式的特点。
1.位图模式
位图模式的图像也叫作黑白图像或1位图像，其位深度为1，因为它只使用两种颜色值，即黑色和白色来表现图像的轮廓，黑白之间没有灰度过渡色。使用位图模式的图像仅有两种颜色，因此此类图像占用的内存空间也较少。
2.灰度模式
灰度模式的图像由256种颜色组成，每个像素可以用8位或16位来表示，因此色调表现得比较丰富。
将彩色图像转换为灰度模式时，所有的颜色信息都将被删除。虽然Photoshop允许将灰度模式的图像再转换为彩色模式，但是原来已丢失的颜色信息不能再返回。因此，在将彩色图像转换为灰度模式之前，可以利用“存储为”命令保存一个备份图像。
提示
通道可以把图像从任何一种彩色模式转换为灰度模式，也可以把灰度模式转换为任何一种彩色模式。
3.双色调模式
双色调模式是在灰度图像上添加一种或几种彩色的油墨，以达到有彩色的效果，但比起常规的CMYK4色印刷，其成本大大降低。
4.RGB模式
RGB模式是Photoshop默认的色彩模式。这种色彩模式由红（R）、绿（G）和蓝（B） 3种颜色的不同颜色值组合而成。
RGB色彩模式使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0~255范围内的强度值。例如，纯红色R值为255,G值为0, B值为0；灰色的R、G、B三个值相等（除了0和255）；白色的R、G、B都为255；黑色的R、G、B都为0。RGB图像只使用三种颜色，就可以使它们按照不同的比例混合，在屏幕上重现16777216种颜色，因此RGB色彩模式下的图像非常鲜艳。
提示
RGB色彩模式所能够表现的颜色范围非常宽广，因此将此色彩模式的图像转换为其他包含颜色种类较少的色彩模式，则有可能丢色或偏色。这也就是RGB色彩模式下的图像在转换成为CMYK模式并印刷出来后颜色会变暗发灰的原因。所以，对要印刷的图像，必须依照色谱准确地设置其颜色。
5.索引模式
索引模式与RGB模式和CMYK模式的图像不同，索引模式依据一张颜色索引表控制图像中的颜色，在此色彩模式下图像的颜色种类最高为256，因此图像文件小，只有同条件下RGB模式图像的三分之一，从而可以大大减少文件所占的磁盘空间，缩短图像文件在网络上的传输时间，因此被较多地应用于网络中。
但对于大多数图像而言，使用索引色彩模式保存后可以清楚地看到颜色之间过渡的痕迹，因此在索引模式下的图像常有颜色失真的现象。
可以转换为索引模式的图像模式有RGB色彩模式、灰度模式和双色调模式。选择索引颜色命令后，将打开如图2.14所示的“索引颜色”对话框。
图2.14 “索引颜色”对话框
提示
将图像转换为索引颜色模式后，图像中的所有可见图层将被合并，所有隐藏的图层将被扔掉。
“索引颜色”对话框中各选项的含义说明如下。
“面板”：在“面板”下拉列表中选择调色板的类型。
“颜色”：在“颜色”数值框中输入需要的颜色过渡级，最大为256级。
“强制”：在“强制”下拉列表框中选择颜色表中必须包含的颜色，默认状态选择“黑白”选项，也可以根据需要选择其他选项。
“透明度”：选择“透明度”复选项转换模式时，将保留图像透明区域，对于半透明的区域以杂色填充。
“杂边”：在“杂边”下拉列表框中可以选择杂色。
“仿色”：在“仿色”下拉列表中选择仿色的类型，其中包括“扩散”“图案”和“杂色”3种类型，也可以选择“无”，不使用仿色。使用仿色的优点在于可以使用颜色表内部的颜色模拟不在颜色表中的颜色。
“数量”：如果选择“扩散”选项，可以在“数量”数值框中设置颜色抖动的强度，数值越大，抖动的颜色越多，但图像文件所占的内存也越大。
“保留实际颜色”：勾选“保留实际颜色”复选项，可以防止抖动颜色表中的颜色。
对于任何一个索引模式的图像，执行菜单栏中的“图像”|“模式”|“颜色表”命令，在如图2.15所示的“颜色表”对话框中应用系统自带的颜色排列，或自定义颜色。在“颜色表”下拉列表中包含有“自定”“黑体”“灰度”“色谱”“系统（Mac OS）”和“系统（Windows）”6个选项，除“自定”选项外，其他每一个选项都有相应的颜色排列效果。选择“自定”选项，颜色表中显示为当前图像的256种颜色。单击一个色块，在弹出的拾色器中选择另一种颜色，以改变此色块的颜色，在图像中此色块所对应的颜色也将被改变。
图2.15 “颜色表”对话框
将图像转换为索引模式后，被转换前颜色值多于256种的图像，会丢失许多颜色信息。虽然还可以从索引模式转换为RGB、CMYK的模式，但Photoshop无法找回丢失的颜色，所以在转换之前应该备份原始文件。
提示
转换为索引模式后，Photoshop的滤镜及一些命令就不能使用，因此，在转换前必须做好相应的操作。
6.CMYK模式
CMYK模式是标准的用于工业印刷的色彩模式，即基于油墨的光吸收/反射特性，眼睛看到颜色实际上是物体吸收白光中特定频率的光而反射其余的光的颜色。如果要将RGB等其他色彩模式的图像输出并进行彩色印刷，必须将其模式转换为CMYK色彩模式。
CMYK色彩模式的图像由4种颜色组成，青（C）、洋红（M）、黄（Y）和黑（K），每一种颜色对应于一个通道及用来生成4色分离的原色。根据这4个通道，输出中心制作出青色、洋红色、黄色和黑色4张胶版。每种CMYK四色油墨可使用从0至100%的值。为最亮颜色指定的印刷色油墨颜色百分比较低，而为较暗颜色指定的百分比较高。例如，亮红色可能包含2%青色、93%洋红、90%黄色和 0黑色。在印刷图像时将每张胶版中的彩色油墨组合起来以产生各种颜色。
7.Lab色彩模式
Lab色彩模式是Photoshop在不同色彩模式之间转换时使用的内部安全格式。它的色域能包含RGB色彩模式和CMYK色彩模式的色域。因此，要将RGB模式的图像转换成CMYK模式的图像时，Photoshop CS6会先将RGB模式转换成Lab模式，然后由Lab模式转换成CMYK模式，只不过这一操作是在内部进行而已。
8.多通道模式
在多通道模式中，每个通道都合用256灰度级存放着图像中颜色元素的信息。该模式多用于特定的打印或输出。当将图像转换为多通道模式时，可以使用下列原则：原始图像中的颜色通道在转换后的图像中变为专色通道；通过将 CMYK 图像转换为多通道模式，可以创建青色、洋红、黄色和黑色专色通道；通过将RGB 图像转换为多通道模式，可以创建青色、洋红和黄色专色通道；通过从 RGB、CMYK或 Lab 图像中删除一个通道，可以自动将图像转换为多通道模式；若要输出多通道图像，请以 Photoshop DCS 2.0 格式存储图像；对有特殊打印要求的图像非常有用。例如，如果图像中只使用了一两种或两三种颜色时，使用多通道颜色模式可以减少印刷成本。
提示
索引颜色和32位图像无法转换为多通道模式。