1.1 色彩和图像的基本知识

1.1.1 色彩的基本知识

为什么要学色彩的基本知识？

色彩的基本知识非常重要，只有学好色彩的基本知识，才能在作品中进行很好的色彩搭配，做出标识性强、具有视觉冲击力的作品来。

什么是色彩？人是如何感受到色彩的？

色彩是人类对光的视觉效应。当物象受光照射后，其信息通过视网膜，再经过视觉神经传达到大脑的视觉中枢，人类才会看到色彩。因此，经过光、眼睛、大脑3个环节，人类才能感受到色彩。

什么叫作色彩构成？

将两个以上的色彩根据不同的要求按照色彩规律的原则重新组合搭配，构成新的色彩关系，就叫作色彩构成。

人要看到色彩必须要有光。光从哪里来呢？这就需要有光源。

1．光源

光源分自然光源（如太阳光）和人造光源（如灯光），自然光源就是依靠自身的资源发光的物体（如太阳）。

2．物体色和固有色

物体本身不会发光，光源色经物体表面的吸收、反射，反映到视觉中产生光色感觉，人们才能看到它。

物体在自然光照下，只反射其中一种波长的光，而其他波长的光全部吸收，这个物体则呈现反射光的颜色。如果某一物体反射所有色光，那么人们便感觉这个物体是白色的。如果把光全部吸收，那么就呈现黑色。实际上，现实生活中的颜色是极其丰富的，各种物体不可能单纯反射一种波长的光，只能说对某一种波长的光反射得多，而对其他波长的光按不同比例反射得少。因此，物体的颜色不是一种绝对标准的颜色，而是倾向某一种颜色，同时又具有其他色光的成分。总之，物体的色彩是受光源的色彩和该物体的吸收与反射能力所决定的。图1-1展示了光源色、固有色和环境色对物体色的影响。

3．色彩的三要素

色彩的三要素是指色相、纯度（即饱和度）、明度。

（1）色相

色相就是颜色的相貌。色相是与颜色主波长有关的颜色特性。从实验中知道，不同波长的可见光具有不同的颜色。众多波长的光以不同比例混合可以形成各种各样的颜色，但只要波长组成情况一定，颜色就确定了。非彩色（黑、白、灰色）不存在色相属性，色彩（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等）都是表示颜色外貌的属性。有时色相也称为色调。

（2）纯度（即饱和度）

纯度指颜色的强度，表示色相中灰色成分所占的比例，用0～100（纯色）来表示。

（3）明度

明度是颜色的相对明暗程度，通常用0（黑）～100（白）来度量。

色环（色相环）是一种圆形排列的色相光谱，色环图如图1-2、图1-3所示。

4．色彩的混合

色彩有3种混合方式：加法混合、减法混合、中性混合。

（1）原色

不能用其他色混合而成的色彩叫作原色。用原色却可以混出其他色彩。

原色有两个系统，一种是色光的三原色，另一种是色素三原色。

色光的三原色：红光（Red）、绿光（Green）、蓝光（Blue）。色光的三原色可简写为RGB。

色素的三原色：青色（Cyan）、品红（Magenta）、黄色（Yellow）。印刷中简写为CMY。

（2）色彩的加法混合

加法混合指色光的混合。两色或多色光相混合，混合出的新色光，明度增高，因为新色光的明度是参加混合的各色光明度之和。参加混合的色光越多，混合出的新色的明度就越高。如果把各种色光全部混合在一起则成为极强白色光。这种混合叫作正混合或加法混合。

计算机显示器的色彩是通过加法混合叠加出来的，它能够显示出百万种色彩，其三原色是红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue），所以称为RGB模式，其混合如图1-4b所示。

相近的两种颜色相混合必得到它们中间的那种颜色，即红色和绿色混合得到黄色。色环中相对的是互补色，互补色混合会得到白色。

（3）色彩的减法混合

减法混合即负混合，指色素的混合。色素的混合是明度降低的减光现象。颜料、染料、涂料等色素的性质与光谱上的单色光不同，是属于物体色的复色光，色料的显色是白光中的色光经部分反射与吸收的结果，是吸收部分相混合所产生的减光现象。

在理论上，将品红（Magenta）、黄色（Yellow）、青色（Cyan）3种色素均匀混合时，3种色光将全部被吸收，产生黑色。但在实际操作中，因色料含有杂质而形成棕褐色，所以加入了黑色颜料（Black），形成CMYK色彩模式，如图1-4a所示。这是计算机平面设计的专用色彩模式，在印前处理中有着非常重要的作用，是四色印刷的基础。

（4）色彩的中性混合

中性混合是基于人的视觉生理特征所产生的视觉色彩混合。它包括回旋板的混合方法（平均混合）与空间混合（并置混合）。回旋板的混合和空间混合实际上都是视网膜上的混合。

这两种混合均为中性混合，混合出的新色彩的明度基本等于参加混合的色彩的明度平均值。

1.1.2 图像的主要参数

1．分辨率

通常，可以将分辨率分为显示分辨率和图像分辨率两种。

（1）显示分辨率

显示分辨率（也叫作屏幕分辨率）指每个单位长度内显示的像素或点数的个数，通常以“点/英寸”（dot/inch）来表示。显示分辨率也可以描述为在屏幕的最大显示区域内水平与垂直方向的像素（pixel）或点的个数。例如，1024×768像素的分辨率表示显示屏幕纵向有768行，每行有1024像素，即共有768432像素。屏幕可以显示的像素个数越多，图像就越清晰。

显示分辨率不但与显示器和显示卡的质量有关，而且还与显示模式的设置有关。选择Windows的“开始”→“设置”→“控制面板”命令，打开“控制面板”窗口，单击“调整屏幕分辨率”链接，打开“屏幕分辨率”对话框，如图1-5所示，单击“分辨率”下拉按钮，可以调整显示分辨率。

（2）图像分辨率

图像分辨率指打印图像时每个单位长度上打印的像素个数，通常以“像素/英寸”（pixel/inch，ppi）来表示，也可以描述为组成一幅图像的像素个数。例如，800×600像素的图像分辨率表示该幅图像有600行，每行800像素。它既反映了该图像的精细程度，又给出了该图像的大小。如果图像分辨率大于显示分辨率，则只会显示其中的一部分。在显示分辨率一定的情况下，图像分辨率越高，图像越清晰，图像的文件所占用的磁盘空间就会越大。

2．颜色深度

点阵图像中各像素的颜色信息用若干二进制数据来描述。二进制的位数即点阵图像的颜色深度，它决定了图像中可以出现的颜色的最大种类数。目前，颜色深度有1、4、8、16、24、32等。例如，颜色深度为1时，表示点阵图像中各像素的颜色只有2¹（即2）位，可以表示两种颜色（黑、白两色）；为8时，表示各像素的颜色为8位，可以表示2⁸（256）种颜色；为24时，表示各像素的颜色为24位，可以表示2²⁴（16777216）种颜色。它用3个8位来分别表示R、G、B颜色，这种图像称为“真彩色图像”。颜色深度为32时，使用3个8位来分别表示R、G、B颜色，另一个8位用来表示图像的其他属性，如透明度等。

颜色深度不但与显示器和显示卡的质量、驱动程序有关，而且还与显示模式的设置有关。读者可以在“更改显示器的外观”对话框的“高级设置”中设置颜色深度。

1.1.3 数字图像的分类

1．点阵图

点阵图也称为“位图”，它由多种不同颜色和不同深浅的像素点组成。像素是组成图像的最小单位，许许多多的像素构成一幅完整的图像。在一幅图像中，像素越小，数量越多，则图像越清晰。在Photoshop软件中打开点阵图像，放大到1600倍时，可见到放大后的点阵图像明显是由像素组成的。如图1-6a所示。

点阵图的图像文件记录的是组成点阵图的各像素点的颜色和亮度信息。颜色的种类越多，组成图像的像素越多，图像文件越大。通常，点阵图可以表现得更自然、更逼真，更接近于实际观察到的真实画面。但图像文件一般比较大，在将其放大，尤其是放大较大倍数时，会产生锯齿状失真。

2．矢量图

通常把矢量图称为“图形”，矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等，它们都是通过数学公式计算获得的。显示矢量图时，需要相应的软件读取这些命令，并将命令转换为组成图形的各个图形元素。由于矢量图可通过公式计算获得，所以矢量图的体积一般较小。矢量图最大的优点是进行放大、缩小或旋转等操作时不会失真。最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。Adobe公司的Illustrator、Corel公司的CorelDRAW是众多矢量图形设计软件中的佼佼者。Flash制作的动画也是矢量图动画。

矢量图与位图最大的区别是，它不受分辨率的影响。因此在印刷时，可以任意放大或缩小图形而不会影响出图的清晰度，可以按最高分辨率显示到输出设备上，如图1-6b所示。

1.1.4 色彩模式和图像文件格式

1．色彩模式

色彩模式又称颜色模式，在Photoshop中，了解色彩模式的概念是很重要的，因为色彩模式决定显示和打印电子图像的色彩模型（简单说，色彩模型是用于表现颜色的一种数学算法），即一幅电子图像用什么样的方式在计算机中显示或打印输出。常见的色彩模式包括位图模式、灰度模式、双色调模式、HSB（色相、饱和度、亮度）模式、RGB（红、绿、蓝）模式、CMYK（青、品红、黄、黑）模式、Lab模式、索引色模式、多通道模式及8/16位模式。每种模式的图像描述、重现色彩的原理及所能显示的颜色数量是不同的。

（1）HSB模式

HSB模式是基于人眼对色彩的观察来定义的。在此模式中，所有的颜色都用色相（色调）、饱和度、亮度3个特性来描述，具体可见1.1.1小节中的色彩三要素。

（2）RGB模式

RGB模式基于自然界中的3种基色光的混合原理，将红（Red）、绿（Green）和蓝（Blue）3种基色按照从0（黑）～255（白色）的亮度值在每个色阶中分配，从而指定其色彩。不同亮度的基色混合后，便会产生256×256×256种颜色，约为1670万种。例如一种明亮的红色，可能R值为246，G值为20，B值为50。当3种基色的亮度值相等时，产生灰色；当3种亮度值都是255时，产生纯白色；而当所有亮度值都是0时，产生纯黑色。3种色光混合生成的颜色一般比原来的颜色亮度值高，因此RGB模式产生颜色的方法又被称为色光加色法。

（3）CMYK模式

CMYK颜色模式是一种印刷模式。其中的4个字母分别指青（Cyan）、洋红（Magenta）、黄（Yellow）、黑（Black），在印刷中代表4种颜色的油墨。CMYK模式与RGB模式相比，产生色彩的原理不同。在RGB模式中，由光源发出的色光混合生成颜色；在CMYK模式中，光线照到有不同比例C、M、Y、K油墨的纸上，部分光谱被吸收后，反射到人眼的光产生颜色。由于C、M、Y、K在混合成色时，随着C、M、Y、K这4种成分的增多，反射到人眼的光会越来越少，光线的亮度会越来越低，所以CMYK模式产生颜色的方法又被称为色光减色法。

（4）Lab模式

Lab模式的原型是CIE协会在1931年制定的一个衡量颜色的标准，在1976年被重新定义并命名为CIELab。此模式解决了由于不同的显示器和打印设备所造成的颜色扶植的差异，也就是它不依赖于设备。

Lab模式是以一个亮度分量L及两个颜色分量a和b来表示颜色的。其中，L的取值范围是0～100，a分量代表由绿色到红色的光谱变化，而b分量代表由蓝色到黄色的光谱变化，a和b的取值范围均为-120～120。

Lab模式所包含的颜色范围最广，能够包含所有的RGB和CMYK模式中的颜色。CMYK模式所包含的颜色最少，有些在屏幕上看到的颜色在印刷品上无法实现。

（5）其他颜色模式

除HSB模式、RGB模式、CMYK模式和Lab模式之外，Photoshop还支持（或处理）其他的颜色模式。这些模式包括位图模式、灰度模式、双色调模式、索引色模式和多通道模式，并且这些颜色模式有其特殊的用途。例如，灰度模式的图像只有灰度值，而没有颜色信息；索引色模式尽管可以使用颜色，但最多只有256色，常用于颜色数较少的卡通图片或表情动画图片等。

2．图像文件格式

文件格式（File Formats）是一种将文件以不同方式进行保存的格式。对于图形图像，由于记录的内容和压缩方式不同，其文件格式也不同。不同的文件格式具有不同的文件扩展名，不同格式的图形图像文件都有不同的特点、产生背景和应用的范围。Photoshop中主要包括固有格式（PSD）、常用格式（JPEG、PNG、TIFF、GIF、BMP、PDF、PICT、TGA）、不常用格式（Amiga IFF、PCX、Scitex CT）等。

（1）固有格式

Photoshop的固有格式PSD体现了Photoshop独特的功能。例如，PSD格式可以比其他格式更快速地打开和保存图像，很好地保存图层、蒙版，压缩方案不会导致数据丢失等。

（2）常用格式

1）JPEG格式：JPEG（Joint Photographic Experts Group）是平时最常用的图像格式。它是一个最有效、最基本的有损压缩格式，被大多数图形处理软件所支持。JPEG格式的图像还广泛用于Web的制作。如果对图像质量要求不高，但又要求存储大量图片，使用JPEG无疑是一个好办法。但是，如果进行图像输出打印，则最好不使用JPEG格式，因为它是以损坏图像质量为前提而提高压缩质量的，可以使用EPS、DCS这样的图形格式。

2）PNG格式：PNG（Portable Network Graphics）是一种无损压缩的位图格式。其设计目的是试图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。PNG格式是专门为Web设计的，是一种将图像压缩到Web上的文件格式。和GIF格式不同的是，PNG格式并不仅限于256色，其优点在于支持真彩和灰度级图像的同时，还支持Alpha通道的透明/半透明效果。

3）TIFF格式：TIFF（Tag Image File Format，有标签的图像文件格式）格式是Aldus在苹果公司Mac机初期开发的，目的是使扫描图像标准化。它是跨越Mac与PC平台的应用最广泛的图像打印格式。TIFF使用LZW无损压缩，大大减少了图像体积。另外，TIFF格式的重要功能是可以保存通道，这对于处理图像是非常有好处的。

4）GIF格式：GIF（Graphics Interchange Format）格式是网页图像最常采用的格式。GIF采用LZW压缩，限定在256色以内。GIF格式以87a和89a两种代码表示。GIF87a严格支持不透明像素，而GIF89a则可以控制哪些区域透明，因此更大地缩小了GIF的尺寸。如果要使用GIF格式，就必须转换成索引色模式（Indexed Color），使色彩数目转换为256或更少。在Photoshop中，可使用“存储为Web所用格式”命令保存为GIF格式。

5）BMP格式：BMP（Bitmap）是微软开发的Microsoft Pain的固有格式。这种格式被大多数软件所支持。BMP格式采用了一种叫作RLE的无损压缩方式，对图像质量不会产生什么影响。

6）PDF格式：PDF（Portable Document Format）是由Adobe Systems创建的一种文件格式，允许在屏幕上查看电子文档。PDF文件还可被嵌入到Web的HTML文档中。

7）PICT格式：PICT是苹果公司Mac机上常见的数据文件格式之一。如果要将图像保存成一种能够在Mac上打开的格式，选择PICT格式要比JPEG好，因为它打开的速度相当快。另外，如果要在PC上用Photoshop打开一幅Mac上的PICT文件，建议在PC上安装QuickTime，否则将不能打开PICT图像。

8）TGA格式：TGA（Tagged Graphics）是由美国Truevision公司为支持图像行捕捉和本公司的显示卡而设计的一种图像文件格式。它支持任意大小的图像，图像的颜色为1～32位，具有很强的颜色表达能力。该格式已经广泛应用于真彩色扫描和动画设计领域，是一种国际通用的图像文件格式。简单地说，TGA格式几乎没有压缩，所以文件一般很大（1MB多）。关联的软件有Photoshop、After Effect、Premiere等。输出TGA格式为AVI或是MPEG文件，可以用After Effect、Premiere等软件。