色彩再现与色彩空间课件

第七章色彩再现与色彩空间同色异谱色彩色摄影的色彩再现彩色印刷的色彩再现色彩电视的色彩再现彩色显示器的色彩再现色彩复制的前提条件同色同谱色：如果两个物体在特定的照明和观测条件下有完全相同的光谱分布曲线，则两个物体不论在什么光源下或任何一种标准观察条件下都会是同样的颜色，称两种物体的颜色为同色同谱或无条件等色。同色异谱色：指两个色样在可见光谱内的光谱分布不同，而对于特定的标准观察者和特定的照明条件下具有相同的三刺激值（即视觉看起来为相同色），称同色异谱色。又称条件等色。第一节照相色彩复制原理摄影（photography）：英文直译为“用光作画”，即用光在感光材料上作画。感光材料和照相色彩复制正、负感光片：经拍摄或拷贝后，形成影像的明暗程度与被摄体同为正片，与被摄体相反为负片色盲片：只感蓝、紫光。正色片：感蓝、绿光全色片：可感受全部可见光多层彩色片结构及呈色原理1、感蓝层2、吸收蓝紫的滤色层3、感绿层4、吸收波长小于黄光的滤色层5、感红层6、片基第二节印刷色彩再现印刷原稿原稿色彩分解色彩合成思考！1、组成画面色彩的基本色是哪些？2、呈色的单位是什么？画面的浓淡层次是怎样来实现的？3、画面的色彩是基于什么混色原理形成的？是怎样呈现各种色彩的?呈色方式有哪些？一、印刷原稿原稿是印刷复制的对象，是载有需要印刷复制的图文信息的实物或记录媒体。二、色彩分解色彩分解：利用照相或电子扫描技术，把原稿中RGB3种色彩信息从混合状态中分解开来，并形成各自在画面上分布情况不同的单色影像。印刷色彩分色：彩色原稿通过红、绿、蓝3种颜色滤色镜分解成青、品红、黄3种印版的工艺过程称为分色。1、反射原稿色彩分解彩色原稿的各种颜色由黄、品红、青按不同比例组合而成。滤色片：滤色片是对不同波长的光具有选择性吸收和透过的有色光学器件。照相时把滤色片夹在镜头前，使一部分通过的同时，又吸收或限制另一部分色光通过，达到选择性的感光效果。常用为红、绿、蓝滤色片。印刷用感光材料感光材料是见光能发生变化，并经曝光和一定的化学及物理处理后能得到固定影像材料的总称。乳剂层是感光材料的核心部分，处于片基之上。乳剂层有银盐、动物胶和色素混合而成，见光会发生化学反应。感光片在拍摄时，曝光部分的卤化银还原成细微银粒子，感光量多的地方还原出较多银粒子，感光量较少的地方还原出较少的银粒子，此时已经形成不可见的潜在影像，称为潜影。

青分色阴片由红滤色镜获得；品红分色阴片由绿滤色镜制得；黄分色阴片由蓝滤色镜制得b、数字印前系统分色原理方法：用扫描仪或数码相机获得彩色数字图像。原理：先用物理滤色片将颜色分解为R、G、B三原色光信号；再通过光电转换装置，将光信号转换成对应的电信号；然后对模拟的电信号进行模数转换，得到用不同大小的RGB值分量表示每个像素颜色的数字图像，再经计算成CMYK值。

原稿RGB光信号RGB电信号RGB值CMYK值滤色片分色光电转换模数转换计算三、印刷网点网点是组成图像的基本单位，通过网点的大小变化及调整单位面积内网点的数目再现原稿的浓淡效果。2、网点的作用a、网点起着表现一个阶调的作用。它使连续调图像离散为网点群的组合。b、网点是可以接受和转移油墨的单位。从这个意义上来说，网点的大小起着调节油墨大小的作用。c、网点在印刷效果上起着组色的作用。在四色印刷中，画面上的每一个色彩都是由黄、品、青、黑四色网点以不同的比例混合而成。承印材料还起着冲淡油墨的作用。如网点以50％的黑墨印刷，50％的面积是白纸，经过混合成了灰色。四、色彩合成颜色合成：是根据分色图像信息分别制作成青版、品红版、黄版，印刷时分别用各自的青、品红、黄三原色油墨着墨，再在纸张（承印物）上逐一叠加，从而再现原稿彩色。颜色合成正是利用了色料减色法混合原理，使青、品红、黄三原色油墨叠印来再现原稿的色彩。1、网点的叠合呈色2、网点并列呈色3、网点混合呈色第三节彩色电视色彩再现彩色电视原理显像三基色彩色图像的摄取彩色图像的重现人类可识别的色彩人类可识别颜色约50万～100万色，也有人说是700万～1000万；电视机可显示256X256x256约1670万；等离子可显示36亿2000万～57亿5000万；1、视频色彩的相加混色彩色电视是指能重现景物的彩色图像的电视系统，它主要由发送部分和接受部分组成。在发送部分，彩色电视摄像机的摄像镜头及分光棱镜把被摄彩色景物分解成R、G、B三基色影像，再由摄像管转换成三组电信号，并与亮度信号组合编码后传送出去。在接受部分，彩色电视接收机收到这种电信号后，经过解码和电光转换，在特制的彩色显像管或图像投映的屏幕上，通过三基色时间或空间混合，将被摄影的影像和色彩重现出来。2、红(R)、绿(G)、蓝(B)荧光粉的选择彩色显像管是应用空间加色混合法利用三基色图像叠加来重现彩色的。它以红、绿、蓝三种荧光粉所发出的非谱色光为显像三基色。条件：色域要尽可能的大，获得尽可能多的颜色；三基色的亮度应足够大3、电视系统中色彩的分解、传递与重现

彩色电视系统对景物色彩的传送过程：

先通过摄像机的镜头及分色棱镜把被摄景物分解成红、绿、蓝三个影像，并通过光电转换形成红、绿、蓝三个电信号；再变成适于传送的彩色电视信号，由一个信道传送出去；在接收端经电视机的电光转换及三原色的加色空间混合，在屏幕上把被摄景物的影像及色彩重现出来。电视中把被摄景物色彩变成红、绿、蓝三个基本信号是通过摄像机完成。当被摄景物的反射光射入变焦距物镜，通过滤色片及分色棱镜时，便经过光量、色彩的调整及分光，形成红、绿、蓝三个影像，分别映在相应摄像管的光敏靶上；在经过电子束的聚焦与扫描，便产生了三个随时间变化的微弱电信号分别经过红、绿、蓝通道放大及控制系统的加工处理，形成红、绿、蓝三个基色信号再由编码器合成为能由一个通道传送的彩色全电视信号。景物色彩的分解及三原色信号的形成景物色彩的分解三原色图像及其信号4、景物色彩的重现为了重现景物色彩，彩色电视机就必须把收到的彩色全电视信号恢复成三个原色信号，并还原成三原色图像，然后由显像管将其叠加，从而恢复原景物色彩。利用空间混色法，荧光屏内涂有发光颜色为红、绿、蓝三基色的荧光粉点。一组红、绿、蓝荧光粉点组成一个彩色像素，通常再现一幅清晰的彩色图像需要（40～50）万个像素，即需要（120～150）万个彩色荧光粉点。这些点的直径很小，只有几微米到几十微米。彩色显像管结构示意图第四节显示器色彩再现电子显示器是电视机、微型计算机系统的图像、文字显示设备。其主要功能是将各种电子装置发出的信息接受过来，经过一系列放大、变换过程，最后以光的形式将文字或图像显示出来传递给人们。1、显示器的分类阴极射线管（CRT）液晶显示器（LCD）等离子显示板（PDP）发光二极管（LED）等按构成材料分按显示原理分主动显示器：如CRT显示器、发光二极管、等离子显示板。它们是在外加电信号作用下，依靠本身产生的光辐射进行显示的，也叫发光型显示器。被动显示器：如液晶显示器、电泳显示器。这类器件是在外加电场作用下，依靠器件本身产生的光学特性变化，或能使光透过或能使光反射，使照射在它上面的光受到调置，人眼看到的这时这种带有规定信息的调制光，也叫受光型显示器。2、CRT显示器CRT显示器是历史最悠久的一种显示器，以全色化、高分辨率力、对比度好、亮度高及经济性主占市场。CRT显示器又称显像管，是玻璃制成的一种电真空器件，能进行电光转换，应用空间混色原理，将彩色图像重现在荧光屏上。结构

荧光屏，内部涂有荧光粉锥体部分，内外部都涂有导电的石墨层，外部装有阳极引出线管颈部分，内部装有电子枪，外部靠近锥体部分装有偏转线圈。电子枪是CRT的核心，用以把阴极发射出来的大量电子经强度控制、聚焦和加速形成一束很细的电子流，经过偏转线圈的控制作用，以高速、定点地去轰击荧光屏。荧光屏上的荧光粉经电子的轰击而发出亮光。轰击的电子越多，速度越快，荧光屏上发出的光就越亮。亮点描绘出各种字符和图像。3、显示器呈色原理CRT显示器：荧光屏上涂有三种荧光物质，在电子枪发出的电子束的激发下，分别发出RGB三种颜色的光。电子枪可以根据接受的三个通道的数字信号的大小，发出相对应的三束强弱不同的电子束来激发三种荧光物质发出相应强弱的光线。如果每一个电子枪都有256级（8位）的强度级控制，则显像管所能产生的颜色深度（显示深度）为24位（24位真彩色）深，能产生256X256X256＝16777216（1600多万种）颜色第五节数字图像的色彩模式及色彩空间CIERGB颜色空间和图像模式CMYK颜色空间和图像模式LAB颜色空间和图像模式HSB颜色空间和图像模式色域一、CIERGB颜色空间和数字图像模式

颜色空间（colorspace）：颜色通常用三个相对独立的属性来描述，三个独立变量综合作用就构成了一个空间坐标，即颜色空间。空间的任何一点都代表某一特定的颜色。特点：对颜色的分类、命名、比较、测量和计算都有规律可循，简便直观。色彩模式Photoshop中的色彩模式1、RGB颜色模式在该模式下，每个图像都有R、G、B三个值，并且每个值都可以用从0～255取值。符合色光加色法原理，其值越大越亮，即RGB值越大，颜色越亮。RGB都是255为白色，RGB值都为0为黑色。RGB各值都有256种可能，所以该模式下表示的颜色可以有256x256x256＝216种，即1670多万种颜色。RGB模式下的图像称为真彩色图像。2、RGB颜色空间CIERGB颜色空间是计算机显示器的工作空间，也是计算机领域中应用最多的颜色空间。位深：计算机显示器分配给每个像素的描述色彩的位数（bit）为颜色的深度（显示深度），颜色的深度也可以用来表示计算机显示器表示色彩的能力。如果每一个电子枪都有256级（8位）的强度级控制，则显像管所能产生的颜色深度（显示深度）为24位深，能产生256X256X256＝16777216（1600多万种）颜色。二、CMYK颜色空间和CMYK模式1、CMYK颜色模式CMYK模式是基于色料减色法的色彩模式，与RGB加色模式有很大的不同。它与印刷输出的呈现原理一致。在印刷照排输出之前必须把其它色彩模式的图像转换为CMYK模式。印刷油墨的工作空间是CMYK颜色空间。对应于显示器CIERGB颜色空间利用颜色深度（显示深度）表示其表示色彩能力的方法，CMYK油墨颜色空间也可以用网点面积率表示其表示色彩的能力。如果YMC每一种油墨的印版都可以印出级差为1％～100％的网点，那么理论上印刷油墨可以表示的色彩有101X101x101=1030301种。计算机需要使用四个通道分别表示CMYK四个分量数据，如果每个表示分量数据的颜色通道为8位，用0表示网点面积率0，255表示网点面积率100％，这样4个通道表示一个像素的颜色则需要32位深。可见RGB图像模式表示一个颜色需要3个分量，CMYK需要4个分量。故同一幅彩色图像，利用CMYK图像模式表示所占的存储空间更大。在Photoshop的CMYK模式中，每个像素的每种印刷油墨会被分配一个百分比值。最亮（高光）颜色分配较低的印刷油墨颜色百分比值，较暗（暗调）颜色分配较高的百分比值。例如，明亮的红色可能会包含2％青色，93％品红，90％黄色和0％黑色。四个值都为0％时产生明亮的纯白色。2、CMYK颜色空间Y、M、C分别代表四色印刷中的黄、品红、青三种油墨和叠印色，具体刻度所代表的是印刷网点面积率，每种面积率的变化范围是0％～100％。从图中可见，该颜色空间的三原色是黄、品红、青，100％的黄和100％青相加为100％绿；100％黄和100％品红相加为100％红；100％品红和100％青相加为100％的蓝。三原色等量“相加”得到黑色。CMYK模式是最佳的打印模式，RGB模式尽管色彩多，但不能完全打印出来。在编辑图像时不建议采用CMYK模式。原因：a、CMYK模式的图像含有四个通道，较RGB三个通道的图像处理慢；b、显示器的显示仍然是RGB模式，所以在CMYK图像时，计算机内部要不停地转换成RGB以供显示器显示。三、HSB颜色空间和图像模式HSB模式是根据人体视觉而开发的一套色彩模式，是最接近人类大脑对色彩辩认思考的模式。是许多传统技术工作的画家或设计者习惯使用的模式。H代表色相，S代表饱和度，B代表亮度。HSB颜色空间H（Hue）色相就是纯色，即组成可见光谱的单色，红色在0(360°)度，Y为60°，G为120°，C为180°，B为240°，M为300°。S饱和度代表色彩的纯度，为0时为灰色