视频基础学习一——色立体、三原色以及像素

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前言

本文的目的是为了梳理音视频基础相关的知识，有很多做流媒体、音视频相关的研发对于音视频的根本原理是不清楚的。博主也是查阅了相关的资料一点点进行梳理，从根本上一点点延申到音视频处理上。
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一、什么是颜色

了解过视频的同学应该都知道，视频是由一张张图片展示出来而形成的。要想了解图片是怎么展示的，首先要对颜色有所了解。

百度词条中记录：
颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。

人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定，比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。

那么我们怎么区分每一种颜色呢？孟塞尔创建了一套模型色立体用于展示不同的颜色，下面就是对这套模型的介绍。

1.色立体特征

• 色相：区别各种不同色彩的最准确的标准。决定是什么颜色
  例如：赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫

• 明度：眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉。与颜色的深浅有关，从黑到白，明度指数越高，画面越亮
  

• 纯度（又叫彩度）：指色彩的鲜艳度。就是这个颜色是否鲜艳，是否足够纯，纯度数值越高，画面颜色越鲜艳
  

2.色立体模型

下图是一个三维模型，从上到下代表明度的变化，从里到外代表的是纯度的变化，从左到右代表的是色相的变化。

通过这个模型我们把所有的颜色展示出来的样子就如下图：

二、三原色和色立体

通过三原色的调配，我们就可以获取到人眼感知到的颜色，也就是上面所说的色立体。

1.三原色(RGB)

三原色分两种，一种是美术三原色，另一种则是色光三原色:

• 美术三原色是指青、品红、黄，颜料越混合颜色越深，被称为减消型原色.
• 色光三原色则为红、绿、蓝，颜色越混合却会越亮，也叫叠加型原色。而视频图像中的三原色一般是指色光三原色，通常是指RGB。

必须说明，三原色是依据人类视觉定义的，不存在绝对的三原色.

2.RGB颜色叠加

相信很多同学都看到过下图：红蓝绿相加得到的黄、白、清、洋红。

那么RGB是怎么得出来其他颜色的呢？很多同学认为只要调整红蓝绿的比例就可以得到了，其实这样的想法方向是对的，但是没有考虑到我们上文说的色立体的特征。

如何得到其他颜色，都是数学推导出来的，具体算法这里就不作展示了，只列出相关结论：

• 调整色相：由于亮度、饱和度都只与 RGB 中的最大、最小值相关，所以若要仅调整色相，就要调整绿色 G 的值。增大 G 的值会让色相更偏向绿色，即减小，G = B 时色相最小，为 180 度；反之，减小 G 则会让色相增大，G = R 时色相最大，为 240 度。
• 调整亮度：要调整亮度，主要靠调整值最大和最小的 B 和 R，但要注意保持色相和饱和度不变。为了保持饱和度不变，B 和 R 要同比例增减，增时亮度增加，减时亮度降低。为了保持色相不变，G 也要同比例增减。
• 调整饱和度：靠的也是 B 和 R。为了保持亮度不变，其中一个增加多少，另一个就要减小多少。增大 B、减小 R 可以让饱和度增加；减小 B、增大 R 可以让饱和度降低。为了保持色相不变，也要调整 G 使它与 B、R 的差值之比与原来相同。

由此人眼感知到的颜色都可以通过RGB来进行表示了。

三、像素和三原色

大多数计算机中的文字和图像都是以像素的形式显示的。

像素是构成数码图片的最小单位。

当一张图片放大很大很大，就会有一块块方格子出现，这种格子就是一个像素点。

那么图片中每一个像素点会有不同的颜色是怎么回事呢？

每个像素实际是不同的R/G/B分量的叠加，混合起来，就表示成了不同的颜色。而想要做到叠加最简单的方式，就是把三种颜色的发光二极管做到一起，这三种颜色就是三原色——红色、绿色和蓝色。

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总结

色立体、三原色、以及像素都是了解一张图片构成最基础的东西，只有了解了之后，我们才能更好的对视频图像的处理有个清晰的认知。那么下一篇文章会在此基础上介绍图像的基本格式（RGB和YUV）。

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