色彩基础-图像处理必备



   色彩管理基础知识-关于色彩与色温

     光线是电磁波，而电磁波的传播强度与其频率和波长有关，频率低波长长

受物质衰减的幅度就小，反之就大；白光的电磁波频率波长由各种可视颜色红、橙、黄、绿、青、蓝、紫

组成，其中红光的频率最低波长也长，而紫光的频率最高属短波长。波长越短的光被大气层及尘挨吸收衰

减的就越强，反之就弱。由于地球的圆弧使得高纬度地区的大气层相对光线增加了厚度，高频短波光线被

大量衰减，而低频长波光线畅通无阻（见上图低色温区）。这就是上午和傍晚日光是红黄色的原因。而上

午10时至下午3时这个时段的日光基本上是白光，这段时间就被影视业界称为摄影拍片的黄金时段。
　　色光科学家测定夏至的陆地和海滨两区域正午时分的日光色温为5000K和5500K，离这段时间前后的色

温在4800-5800K之内对彩色影象记录设备产生色偏的影响最小，因此色温时段由此而来。

　　其中5000K被世界印刷业公认为标准色温，5500K为感光材料专业标准色温，并以此来观察产品的色彩

。由于色温5000K的RGB值为R89 G78 B61，所以它并不是理想的白光，而5500K被认为是理想的白光；但只

有RGB=1:1:1时才是真正意义上的白光，也就是说，如果要表现自然界里万物丰富色彩的真谛，光线就必

须是中性的，即在三基色绝对平衡的光线下才能表现任何可见物体与景物色彩的真实性！

　　例如，光学科学家由此而研制的6500K（R86 G81 B72）的摄影闪光灯和三基色荧光灯管，以及三基色

平衡值更高的氙气灯等，在这个领域里科学家用了漫长的时间才研制出B蓝色LED器件，使得我们从原先只

有RGY发光二极管组成的LED彩色大屏幕那种怪异的颜色进入真正的RGB真彩广场大屏幕演播时代。

　　然而，这仅仅是人类在光学科学材料上迈进的一步而已，为了达到无大气干扰境界的RGB平衡，人们

又在彩色显示器上使用电子电路技术使三基色荧光粉模拟出RGB=1:1:1的理想白场环境。而只有在这样的

环境下我们的RGB图象才能将偏色图象校正到理想颜色上来。不但如此，在观察色彩照片时还必须在相近

于摄影现场的光源下看色，比如正规专业的观片环境要求是在RGB三基色灯管模拟日光的照明下进行。如

果彩色照片冲印店在低色温的钨丝灯泡下观片矫色，相当于早上或旁晚红黄色光线下看景物，矫色时会造

成减黄的错误，如将其照片拿到正常日光下看，它就会色偏趋向蓝色，而在普通高色温荧光灯下矫色时，

又会造成减青的错误......。因此大凡只要是处理彩色照片的色偏工作，一定先确定光源的色温基准，使

用RGB平衡光源观片，否则纠正色偏就会乱套。

色光知识：
阴天和雪天拍摄的彩色照片为什么偏青偏蓝？

　　这个问题还得从电磁波讲起，电磁波还有一个特性是，低频长波段穿透能力强但反射能力很弱，而高

频短波段反射和折射能力强，但穿透能力却弱；我们知道，白光中从青色开始波长在250mm以上的色光属

于高频光波，它的强度受尘挨、雾气的阻挡衰减较大，但在阴天、雨天和雪天阳光直接照射不到的环境里

青色以上的电磁波的反射特别活跃，借助水气微粒的作用，短波长色光能不断反射和折射，将遥远云雾边

缘的高频短波光线漫射到整个环境中来，而雪天的晴天环境里青色光的反射与折射可以达到阴天的几百倍

，紫外光就更加活跃！实际上高频色光的这个特性随时都存在着的，例如晴天下的阴影环境里，只是在阴

天、雪天更加强烈而已。

　　为什么我说阴天、雨天和雪地阴影的高色温蓝色更加强烈呢，其实高频短波光线平时也存在着，只是

因为在平时阳光直射到的物体和景物上的可见光能量（照度）比人眼不可见的高频光强烈，而阴影、室内

、雨天等环境里因为没有直射的阳光，因此经反射、折射的高频光在没有直射光线的干扰下更容易被机器

记录到而已。即，凡是不能有效反射直照阳光的地方，其短波长光线的反射相对强烈，例如海洋、无云的

天空、雪地阴影、晴天里的阴影、室内、雨天、阴天。

　　有意思的是，通过三棱镜解折分解出来的可见光中的“紫色”是三基色RGB的R与B的混合色M（品红）

，紫色与红色在色公式模型的色轮上紧挨着红色的地方就是人眼可见光中最长波长与最短波长的截止点，

事实上它们在距离和频率波长数据上是背道而驰的，即最低频率的红光以下和最高频率的紫光以上的光是

人眼不可见的光线。

　　讲到这里你就会明白为什么阴天环境下拍摄的照片色温反而会高了并且偏青偏蓝色的原因了；前面说

过红光和橙黄色光属于穿透能力强的低频长波电磁波，因此在一定雾气尘挨环境里它们的可见度较高（正

是这个原因，所有危险警告灯全用红光，而雾天行车用黄灯光；高频的反射能力还体现在声波上，科学家

利用高频电磁波反射特性发明了雷达、利用高频声波的反射特性发明了超声波声纳探测器）。但长波的穿

透能力是相对一定密度的雾气和尘挨而言的，不是什么都能穿透，阴天的云层厚达十几公里，红光的能量

不可能将云层穿透照射到大地上，在晴天里一朵白云即可将红光完全遮挡住，但青蓝色和紫外光可以通过

折射漫射到各处。

 
色彩管理基础知识2-色彩模式和颜色的三个属性   

对于一个图像爱好者来说，创建完美的色彩是至关重要的。颜色是一个强有力的、高刺激性的设计元素，

用好了往往能收到事半功倍的效果。颜色能激发人的感情，完美的色彩可以使一幅图像充满了活力，能向

观察者表达出一种信息。当色彩运用得不正确的时候，表达的意思就不完整，甚至可能表达出一种错误的

感觉。
    
为了能在计算机图像处理中能成功地选择正确的颜色，首先得懂得色彩模式（Color Models）。色彩模式

是用来提供将一种颜色转换成数字数据的方法，从而使颜色能够在多种媒体中得到连续的描述，能够跨平

台使用，比如从显示器到打印机，从MAC机到PC机。常见的色彩模式有：RGB、CMYK、HSB和Lab。

     RGB颜色模式，是一种加光模式。它是基于与自然界中光线相同的基本特性的，颜色可由红（Red）

、绿（Green）、蓝（Blue）三种波长产生，这就是RGB色彩模式的基础。红、绿、蓝三色称为光的基色。

显示器上的颜色系统便是RGB色彩模式的。这三种基色的中每一种都有一个0~255的值的范围，通过对红、

绿、蓝的各种值进行组合来改变象素的颜色。所有基色的相加便形成白色。反之，当所有的基色的值都

为0时，便得到了黑色。值得注意的是：RGB色彩空间是与设备有关的，不同的RGB设备再现的颜色不可能

完全相同。

     CMYK色彩模式，是一种减光模式，它是四色处理打印的基础。这四色是：青、品红、黄、黑。（即

：Cyan、Magenta、Yellow、Black）。青色是红色的互补色。将R、G、B的值都设置为255。然后将R置为0

，通过从基色中减去红色的值，就得到青色。黄色是蓝色的互补色，通过从基色中减去蓝色的值，就得到

黄色。品红是绿色的互补色，通过从基色中减去绿色的值，就得到品红色。这个减色的概念就是CMYK色彩

模式的基础。在CMYK模式下，每一种颜色都是以这四色的百分比来表示的，原色的混合将产生更暗的颜色

。CMYK模式被应用于印刷技术，印刷品通过吸收与反射光线的原理再现色彩。

     HSB色彩模式，是基于人对颜色的感觉，将颜色看作由色泽、饱和度、明亮度组成的，为将自然颜色

转换为计算机创建的色彩提供了一种直觉方法。我们在进行图像色彩校正时，经常都会用到色泽/饱和度

命令，它非常直观。

     Lab色彩模式，是一种不依赖设备的颜色的模式，它是Photoshop用来从一种颜色模式向另一种颜色

模式转变时所用的内部颜色模式。用户很少用到。

     一般进行图像的编辑时都采用RGB模式，进行打印输出前再转换为CMYK模式。这是因为Photoshop中

的很多虑镜只能在RGB模式下使用。RGB模式的光谱比CMYK模式的光谱更宽，我们在屏幕上看到的颜色很可

能超出了可打印的颜色范围，那是不能够打印出来的。输出到打印机前，应该打开色域超出警告，进行有

目的的色彩调整，再转换成CMYK模式，这样在屏幕上可以近似地模似出打印的效果。

      目前，市面上涉及数字图像处理的书籍比比皆是，但是谈及色彩理论的书不多，往往给人造成一种

错觉，以为学图像处理就是学一些命令，会用滤镜就成。其实不然。数字图像处理，要入门很容易，会用

软件就成，但要进阶就很难，这里除了个人艺术天赋上的差异之外，恐怕就是对于一些相关的理论知识知

之太少的原故。对于爱好图像处理的业余一族来说，色彩理论，图形设计的一些基本知识，不求全懂，但

不能不懂，还是要学一点的。“书到用时方恨少”。闲话少说，还是回到色彩理论的话题上来罢。

 

为了正确地理解和使用颜色，要了解描述颜色的三个属性：色相、色值和饱和度。

     色相（hue），也叫色泽，也就是是颜色的名称，如红色、黄色、蓝色，等等。色相实际上是指一种

颜色在色盘上所占的位置，与其名称同义。色盘,是由十七世纪物理学家牛顿发明的，它以图解的形式阐

述了各种颜色在视觉上和科学上的相互关系。色盘上的颜色排列类似于彩虹状，近似色在色盘上互为毗邻

，互补色在色盘上处于互相对称的位置.

     要记住下面几点：⑴基色沿圆周排列，彼此之间的距离完全相等，每一种次色都处在产生它的两种

基色之间。⑵反之，每一种基色，都处在两种次色之间。比如说要减少图像中的绿色，可以减少黄色和品

红。⑶互补色在色盘上彼此直接相对：红色对着青色，蓝色对着黄色，绿色对着品红。互补色是彼此之间

最不一样的颜色。⑷如果用户要向图像增加某种颜色，其实是减去它的互补色。

     色值（value），是用来描述一种颜色的深浅程度，如浅红还是深红。色值可与色调一词等价，互换

使用。色值或色调相同的颜色，在黑白照片中呈现完全同一的灰度。

     饱和度（saturation），则是指一种色彩的浓烈或鲜艳程度，饱和度越高，颜色中的灰色组分就越

低，颜色的浓度也就越高，通常也用浓度来代替饱和度。高饱和度的色彩通常显得更加富丽更加丰满。

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