在RGB空间中,用以表示每一像素的比特数叫作像素深度。RGB图像的3个红、绿、蓝分量图像都是一幅8bit图像,则每一个彩色像素有24bit深度。因此,全彩色图像常用来定义24bit的彩色图像,颜色总数是(28 )3 =16777216。
RGB模型最常见的用途就是显示器系统,彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器都使用R、G、B数值来驱动R、G、B电子枪发射电子,并分别激发荧光屏上的R、G、B三种颜色的荧光粉发出不同亮度的光线,并通过相加混合产生各种颜色。扫描仪也是通过吸收原稿经反射或透射而发送出来的光线中的R、G、B成分,并用它来表示原稿的颜色。RGB彩色空间是与设备相关的彩色空间,因此不同的扫描仪扫描同一幅图像,会得到不同色彩的图像数据;不同型号的显示器显示同一幅图像,也会有不同的色彩显示结果。
显示器和扫描仪使用的RGB空间与CIE标准中RGB真实三原色彩色系统空间是不同的,后者是与设备无关的彩色空间。
CMY模型CMY(Cyan、Magenta、Yellow)模型是采用青、品红、黄色3种基本原色按一定比例合成颜色的方法。由于色彩的显示不是直接来自于光线的色彩,而是光线被物体吸收掉一部分之后反射回来的剩余光线所产生的,因此CMY模型又称为减色法混色模型。当光线都被吸收时成为黑色,都被反射时成为白色。
像CMY模型这样的减色混合模型正好适用于彩色打印机和复印机这类需要在纸上沉积彩色颜料的设备,因为颜料不是像显示器那样发出颜色,而是反射颜色。例如,当青色颜料涂覆的表面用白光照射时,从该表面反射的不是红光,而是从反射的白光中减去红色而得到的青色(白光本身是等量的红、绿、蓝光的组合)。
批注:非光源配方。
CMYK模型等量的颜料原色(青、品红和黄)可以混合产生黑色。然而在实际当中,通过这些颜色混合产生的黑色是不纯的。因此,为产生真正的黑色(黑色在打印中起主要作用),专门在CMY模型中加入了第4种颜色——黑色,从而得到了CMYK彩色模型。这样当出版商说到“四色打印”时,是指CMY彩色模型的3种原色再加上黑色。
HSI模型HSI模型是从人的视觉系统出发,直接使用颜色三要素——色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Intensity,有时也翻译作密度或灰度)来描述颜色。
亮度是指人眼感觉光的明暗程度。光的能量越大,亮度越大。
色调是彩色最重要的属性,决定颜色的本质,由物体反射光线中占优势的波长来决定,不同的波长产生不同的颜色感觉,叫某一种颜色为红、橙、黄,这就是说读者在规定一种色调。
饱和度是指颜色的深浅和浓淡程度,饱和度越高,颜色越深。饱和度的深浅和白色的比例有关,白色比例越多,饱和度越低。
HSI彩色空间可以用一个圆锥空间模型来描述,如图9.8所示。通常把色调和饱和度统称为色度,用来表示颜色的类别与深浅程度。在图中圆锥中间的横截面圆就是色度圆,而圆锥向上或向下延伸的便是亮度分量的表示。
由于人的视觉对亮度的敏感程度远强于对颜色浓淡的敏感程度,为了便于颜色处理和识别,人的视觉系统经常采用HSI彩色空间,它比RGB彩色空间更符合人的视觉特性。此外,由于HSI空间中亮度和色度具有可分离特性,使得图像处理和机器视觉中大量灰度处理算法都可在HSI彩色空间中方便地使用。
HSV模型HSV模型是人们用来从调色板或颜色轮中挑选颜色(例如颜料、墨水等)所采用的彩色系统之一。HSV(Hue,Saturation,Value)表示色调(也称色相)、饱和度和数值。该系统比RGB更接近于人们的经验和对彩色的感知。在绘画术语中,色调、饱和度和数值用色泽、明暗和调色来表达。
HSV模型空间可以用一个倒立的六棱锥来描述,如图9.12所示。顶面是一个正六边形,沿H 方向表示色相的变化,从0°~360°是可见光的全部色谱。六边形的六个角分别代表红、黄、绿、青、蓝、品红6个颜色的位置,每个颜色之间相隔60°。由中心向六边形边界(S方向)表示颜色的饱和度S 变化,S 的值由0~1变化,越接近六边形外框的颜色饱和度越高,处于六边形外框的颜色是饱和度最高的颜色,即S =1;处于六边形中心的颜色饱和度为0,即S =0。六棱锥的高(也即中心轴)用V 表示,它从下至上表示一条由黑到白的灰度,V 的底端是黑色,V =0;V 的顶端是白色,V =1。