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[资料] 基本色彩原理

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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2015-11-30 23:45:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    一.基本色原理
        380nm至720nm是人眼所能感应的光波范围,称为“可见光”,这范围以外就是“不可见光”;低于380nm就是紫外光、X-光、加玛射线、宇宙射线等;高于720nm就是红外线、微波射线、雷达射线、无线电射线等。太阳光包括可见光及不可见光,对于人眼的反应,光波范围由400nm至500nm是蓝光,500nm至600nm是绿光,而600nm至700nm便是红光。红、绿、蓝光称为加色系统中的三原色,混合它们可产生任何颜色。红光加绿光会产生黄光、绿光加蓝光会产生青光、而蓝光加红光就会产生洋红光。当同等份量的三原色光结合,就会出现白光。青、洋红及黄光分别是红、绿、蓝光之相对色,任何一对相对色光混合,亦会产生白光。

        颜料(包括印刷油墨)中也有三原色,分别是青、洋红及黄色,属于减色系统,表现和加色系统中的三原色相反。两个色光相加,会产生较亮的色彩,而两个颜料相混合,会产生较暗的色彩,原因是颜料吸收部分可见光。理论上,颜料中的三原色CMY的混合可产生任何色彩,包括黑色;实际上,它们的混合只会产生部份色彩,而同等份量CMY的混合亦只会产生深啡色,不是黑色。原因是现今的颜料并不是完全理想,所以印刷油墨中须要黑色及专色填补这个缺点。
    2.jpg
    Cyan                  青
    Magenta               洋红
    Yellow                黄
    BlacK               

    Red                   红
    Green                 绿
    Blue                  蓝


    二. 各种色彩模式之间的关系

    RGB模式

        是由红、绿、蓝三种颜色的光线构成的,主要应用于显示器屏幕的显示,因此也被称为色光模式。每一种颜色的光线从0到255被分成256阶,0表示这种光线没有,255表示这种光线最饱和的状态,由此就形成了RGB这种色光模式。黑色是由于三种光线都不亮。三种光线两两相加,又形成了青、品、黄色。光线越强,颜色越亮,最后,RGB三种光线和在一起是白色,所以RGB模式被称为加色法。

    3.jpg

    CMYK模式

        是由青、品、黄、黑四种颜色的油墨构成的,主要应用于印刷品,因此也被称为色料模式。
    每一种油墨的使用量从0%到100%,由CMY三种油墨混合而产生了更多的颜色,两两相加形成的正好是红、绿、蓝三色。由于CMY三种油墨在印刷中并不能形成纯正的黑色,因此需要单独的黑色油墨K,由此形成CMYK这种色料模式。油墨量越大,颜色越重、越暗;反之,油墨量越少,颜色越亮。没有油墨的时候看到的是什么都没有印上的白纸,所以CMYK模式被称为减色法。

    4.jpg

    Lab模式

    是一种理论的纪录光线色彩的模式。

    CIE (CommissionInternationale de l'Eclairage)是国际照明协会的简称,制定测量颜色的国际标准,对色值进行测定。
    CIE制定了L*,a*和b*值来测量色值,这种测量方法称为CIELAB.

    L*代表着明度,从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。
    a*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化,而
    b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。
    使用该系统后,任意一种颜色都可在其图表上找到一个相对应的位置。

    △  E:表两种色彩的CIE L*a*b*色彩空间之间的距离,系用来表示总色彩差别和建立定量色彩公差,通常是在一个视觉上均匀(perceptually uniform)色度空间来计算△E。
    使用分光密度儀(SPECTROEYE)可測出印刷品上的L,a,b值和△E值。

    5.jpg
    6.jpg

    三. 三种模式的色域关系

        每一种颜色都有其相应的颜色范围,称之为色域。

        在RGB、CMYK和Lab三种色彩模式中,Lab的色域最大,它包括了人的眼睛的所有的可见光。人们看到的颜色是按照波长来记录的,人的眼睛能够看到的是赤橙黄绿青蓝紫,在这些光线的两端还包括了红外线和紫外线,而这两种光纤的波长过长或者过短,人眼是看不到的,也就被排除在Lab之外。换言之,只要我们能看到的光线,Lab都包括了。Lab颜色空间是各种设备相关颜色空间之间进行颜色转换的中介,是无关设备的颜色空间。一个Lab值所代表的颜色是唯一的。因此,Lab颜色空间是进行色彩管理的连接色空间,是ICC profile(色彩特性描述文件)的核心。
    7.jpg
        在Lab里边,包括了RGB颜色,也就是说,RGB的色域小于Lab。这也就同时告诉我们,不是什么颜色都能够在显示器上表现出来的,比如金色、某些荧光色等等。

        在Lab里边的另外一个区域是CMKY。总体上说,CMKY的色域小于RGB,这两种颜色的色域中相当大的部分是重合的,但是CMYK中的某些颜色在RGB之外。这也就告诉我们,某些印刷的颜色在显示器上也不能正确反映。

        在实际工作中,您可能在屏幕上选择了某非常满意的颜色,而这个颜色肯定在RGB之内,恰好在CMYK之外。当您需要打印输出这张图像的时候,需要提醒您的是:所有的打印机都是CMYK的,打印机会自动将RGB的颜色值转换为最接近的CMYK值。这一转换就造成了打印颜色与显示颜色的明显色差,排除打印机、显示器等等一切外在因素的误差,这种色差依旧是必然的。因此,我们制作图像的时候要按照输出的要求,正确地选择相应的色彩模式。

        从下面这张图中可以清楚地看到,将RGB模式转换成为CMYK模式以后,颜色产生了的明显差别。
    8.jpg
        图像中上半部分为标准的RGB三色,下半部分为转换成CMYK以后的变化。您可以亲自做一次这个试验:使用Photoshop先在RGB图像中分别填充三个色块:R255、G255、B255,然后连续按Ctrl+Y键,在RGB与CMYK两种模式之间反复转换,观察它们的差别。

    四.備註

    1.CIE LAB

       LAB色空间是基于一种颜色不能同时既是蓝又是黄这个理论而建立。所以,单一数值可用于描述红/绿色及黄/蓝色特徽。当一种颜色用CIE L*a*b*时,L*表示明度值;a*表示红/绿及b*表示黄/蓝值。

    CIE LCH
       CIE LCH颜色模型采用了同L*a*b*一样的颜色空间,但它采用L表示明度值;C表示饱和度值及H表示色调角度值得柱形坐标。


    2. 用Delta-E测量确定色彩精度的方法

      在我们知道什么是色彩精度以及人们对色彩精度的要求后,就应该知道如何来确定色彩精度?一般说来,在制版印刷行业,人们偏爱使用Delta-E来测量,这是一种描述“差异”的测量方法,可以相对容易地测量和计算出色彩精度。

    何谓Delta-E测量?

      在制版印刷中,大多数色彩测量是用仪器完成的,仪器测出CIELAB(标绘光谱仪所采集色彩信息的方法)值。色彩之间的比较是通过对两组CIELAB响应进行数学比较,以及通过对它们之间差异的数学计算来完成的。用来描述差异的那个值被称为Delta-E。尽管Delta-E可以利用算术的方法导出,但它通常被描述为人眼能觉察的色彩和色调中的最小差异。在描述印刷样本中出现的差异时,由于Delta-E与人们感知之间的联系,所以,Delta-E值被证明是非常有效的。在印刷业中,Delta-E在3到6之间变化通常被认为是可以接受的。

      虽然采用Delta-E测量会受到观察者、墨水和介质变化性的影响,但这里允许存在一定的容许偏差,墨水和纸张质量中的某些可变性是可以容忍的。但总要存在着一定的标准,什么是标准的Delta-E可变性?在印刷机工作期间,对于它运行的时间长度来说,良好商业印刷的采样间隔不应该从大于3个到6个Delta-E单位之间变化。

      一般说来,不同Delta-E范围内的色彩效果是不一样的:

      1.6-3.2,从一定距离外观看,基本上看不出来色彩的区别,这通常被认为是相同的颜色;

      3.2-6.5,色彩的差别是可以看到的,但色彩给人的印象是基本相同;

      6.5-13,色彩的差别是可以看到的,但可认为是相同的色调;

      13-25,被认为是不同的色调,超过此值,则被认为是不同的颜色。

       基于此,老式印刷机可能要比3个到6个Delta-E单位值经历更大的变化,但无论这种可变性是否被印刷工和客户所接受,它都应该在印刷机开始工作之前被建立。当一件印刷工作超出公司可变性标准的时候,所要做的最明智的事情就是停止印刷,并尽力确定该可变性产生的原因。当该原因被确定并纠正之后,印刷工作才可以继续。


    3. Metamerism(同色异谱)

        当一对颜色在某光源下,呈现的颜色是相同,但在另外的光源下,其呈现的颜色是有差异,此现象为“同色异谱”。

    4. ColorTemperature(色温)

        物体在加热时,所发出的色光测量。色温常用绝对温度或开尔文(Kelvin)度表示,低的色温如红色是2400°K,高的色温如蓝色是9300°K,中性色温如灰色是6500°K。

    5. Opacity(遮盖力)

        遮盖力指标可以反应涂料式油墨对于底材的复盖能力。若遮盖力越高代表涂料或油墨在应用时不容易因底材的颜色,另涂料或油墨颜色改变。

    6. Colorimeter(色度仪)

       模拟人眼对红、绿、蓝光响应的光学测量仪器。

    7. Reflectancecurve/Spectral curve(反射光谱曲线)

       一幅描绘物体对于不同波长的光线的反射率的图表。

    8. D50

       表示色温为5000°K的CIE标准照明体。在印刷工业中,这色温较广泛地用于制作观察灯箱。

    9. Reflectance(反射率)

       描写光从物体表面反射的百分率,用分光光度仪可测量出沿可见光谱的不同间隔内物体的反射率,若所可见光谱为横坐标,所反射率为纵坐标就可绘制物体色的光谱曲线。

    10. D65

       表示色温为6504°K的CIE标准照明体。是一般常用的测试照明体。

    11. Spectrophotometer(分光光度仪)

       测量光波经过物体反射或透射特性的测量仪器,并将测量结果表示为光谱数据。

    12. ElectromagneticSpectrum(电磁光谱)

       以不同尺寸在空气中传播的电磁波辐射带,用波长表示,不同波长具有不同性质,很多波段是人眼不能看到的。只有波长在380—720nm之间的电磁辐射是人眼能看到的可见光波。在可见光波以外的是不可见,如T射线,X射线,微波和无限电波等。

    13. SpecularExcluded(SCE,SPEX,Ex)(排除镜面反射)

      利用积分球分光光度仪测量物件时,物件的镜面反射不会被测量。因此测量排除镜面反射数据时,仪器将考虑会物件的表面纹理对颜色的影响。

    14. Specularlncluded(SCI,SPIN,In)(包括镜面反射)

      利用积分球仪器测量物件时,物件的镜面反射会一并测量,因此测量包含镜面反射数据时,仪器只会测量物件的色素对颜色的数据,而不理会表面纹理。

    15. Hue(色调)

      物体的基本色,如红色、绿色、紫色等,可用圆柱形色空间角度位置或在色轮上的位置确定色相。

    16. Strength(力度)

      力度是计算颜料与颜料之间的批差。

    17. Lightness(明度)

      颜色的深浅程度。

    18. Tolerance(容差)

      标准和样品测量之间可接受的差值。(见Delta误差)

    19. Illuminant(照明体)

      用光谱分布说明光源能量分布。

    20. Whiteness(白度)

      白度是表达颜色偏白的程度,广泛地被印刷及纺织业采用。

    21. llluminantA(A光源)

      以白炽灯为代表的CIE标准光源,黄一橙色、与之相关的色温为2856°K。

    22. Yellowness(黄度)

      黄度是指颜色与标准白的偏差,广泛地被塑胶业采用。

    23. llluminantC(C光源)

      模拟平均日光的钨丝灯为代表的标准光源,如蓝色,与之相关的色温为6774°K。

    24. llluminantD(D光源)

      以日光灯为代表的CIE标准光源,以日光的真实测量光谱为依据,与之相关的色温为6504°K。D50,D65,以及D75,等是最常用的几种色温。


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