三原色光模式(英语:RGB color model),又称RGB颜色模型,是一种加色模型,将RGB三原色的色光以不同的比例相加,以产生多种多样的色光。
RGB颜色模型的主要目的是在电子系统中检测,表示和显示图像,比如电视和电脑,但是在传统摄影中也有应用。在电子时代之前,基于人类对颜色的感知,RGB颜色模型已经有了坚实的理论支撑。
RGB是一种依赖于设备的颜色空间:不同设备对特定RGB值的检测和重现都不一样,因为颜色物质(荧光剂或者染料)和它们对红、绿和蓝的单独响应水平随着制造商的不同而不同,甚至是同样的设备不同的时间也不同。
非线性
由于gamma校正,在计算机显示设备上的颜色输出的强度通常不是直接正比于在图象文件中 R, G 和 B 值。就是说,即使值 0.5 非常接近于 0 到 1.0(完全强度)的一半,计算机显示器在显示 (0.5, 0.5, 0.5) 时候的光强度通常(在标准 2.2-gamma CRT/LCD 上)是在显示 (1.0, 1.0, 1.0) 时候的大约 22%,而不是 50%。
色光加色法和色料减色法示意图中,图1在是色光的三原色:红(red)、绿(green)、蓝(blue);图1右是色料(颜料)的三原色:黄(yellow)、品红(magenta)、青(cyan)。
色光三原色是指红、绿、蓝三色,各自对应的频率分别为428.6THz,549.3THz,688.4THz,换算成空气中波长分别为700nm,546.1nm,435.8nm,光的三原色和物体的三原色是不同的。光的三原色,按一定比例混合可以呈现各种光色。根据托马斯·杨和赫尔姆豪兹的研究结果.这三种原色确定为红、绿、蓝(相当于颜料中的大红、中绿、群青(紫蓝)的色彩感觉)。彩色电视屏幕就是由这红、绿、蓝三种发光的颜色小点组成的。由这三原色按照不同比例和强弱混合.可以产生自然界的各种色彩变化。颜料和其他不发光物体的三原色是品红(相当于玫瑰红、桃红)、青(相当于较深的天蓝、湖蓝)、浅黄(相当于柠檬黄)。由英国化学家富勃斯特(1781—1868)研究选定的这三原色可以混合出多种多样的颜色,不过不能调配出黑色,只能混合出深灰色。因此在彩色印刷中,除了使用的三原色外还要增加一版黑色.才能得出深重的颜色。
美术中红、黄、蓝定义为色彩三原色,但是品红加适量黄可以调出大红(红=M100+Y100),而大红却无法调出品红;青加适量品红可以得到蓝(蓝=C100+M100),而蓝加绿得到的却是不鲜艳的青;用黄、品红、青三色能调配出更多的颜色,而且纯正并鲜艳。用青加黄调出的绿(绿=Y100+C100),比蓝加黄调出的绿更加纯正与鲜艳,而后者调出的却较为灰暗;品红加青调出的紫是很纯正的(紫=C20+M80),而大红加蓝只能得到灰紫等等。此外,从调配其他颜色的情况来看,都是以黄、品红、青为其原色,色彩更为丰富、色光更为纯正而鲜艳。(在3D MAX中,三原色为:红黄蓝)
色彩当中最基本的三种颜色,就是三原色,所谓原色,也称为基色,就是可以用来调配其他色彩的基本色。原色的色彩纯度最高、最纯净,也最鲜艳,可以调配出绝大多数色彩,而其他颜色则不能调配出三原色。
三原色分为两类,一类是色光三原色,即R(红Red)、G(绿Green)、B(蓝Blue),RGB三色混合在一起会变成白色。
色光三原色分别组合、合成即得到三原色的另一种分类,即颜料三原色。其中C(青绿Cyan)、M(品红Magenta)、Y(黄Yellow)是习惯上说的红、黄、蓝。摄影中的三原色指的是色光三原色。
色光三原色
光线会越加越亮,两两混合可以得到更亮的中间色:大红,中绿,群青(紫蓝),三种等量组合可以得到白色。
补色指完全不含另一种颜色,红和绿混合成黄色,因为完全不含蓝色,所以黄色就是蓝色的补色。红色与绿色经过一定比例混合后就是黄色了。所以黄色不能称之为三原色 。
在法国19世纪印象主义画派出现以前,人们大都习惯的认为物体的颜色是固定不变的,这就是所谓物体的“固有色”。后来印象派画家大胆的提出不存在固有色,物体的颜色是随着光线的变化而变化的,从而否定了固有色。有人提出不应当否定固有色,认为许多绘画就是根据固有色来着色的,固有色在绘画中有存在的价值。从科学的角度来讲是不存在固有色的,因为物体只有固定的物理结构,具有吸收和反射特定频率光线的能力,但是显示什么颜色还是要决定于什么样光线的照射。
在同样的白光下,消色物体中,吸收全部色光的物体呈现黑色,反射全部色光的呈现白色。某些物体由于它们结构的特点不能分解白光,但是它吸收部分白光同时又反射部分白光,因而列入从浅灰、灰到深灰等不同消色系列,这些颜色都是物体对白光非选择性吸收的结果。
当白光照射在有色物体上时,这些物体对白光有选择的吸收和反射,反射出来的光谱成分也各不相同,这时人们就会看到不同色彩的物体。例如红花吸收白光中的黄、青、绿、蓝、紫等色光,而反射红光,所以看起来是红色,所以说人们看到的物体色,就是物体不吸收或少吸收而反射出来的不同颜色。 当不同的光色映照物体时,它会呈现不同的颜色,日光下消色的物体也会变成有色物体。日光下呈现绿色的布料在红光下会变成黑色,因为绿布只反射绿光,而在红光下无绿光可反射所以呈现黑色。又如一张白纸,在白光下是白色,在红光下现红色,绿光下呈现绿色,如果同时打上红、绿两种色光,就会呈现黄色。只有发光体才具有其自己的固定不变颜色,不受其他光和周围环境反光颜色的影响。从这个意义上来说不发光的物体是不存在“固有色”的,其色彩是由其自身的物理结构和周围的光线条件所决定的,所以称之为条件色。我们在色彩画写生时,首先要认识并注意表现条件色。
在印刷业上用色相来区分所见到的不同颜色。比如,在日光下,一个物体能够反射绿光频段的光线,这个频段的光线是绿颜色的,那么看到这个物体就是绿色的。即当一个物体反射某一频率或者某一频段的光,同时吸收所有其他频段的光时,就见到该物体呈现出它所反射的那一频率或频段的光的特有的颜色。红、绿、蓝称为色光三原色(图2),只要将这三种色光以不同比例混合,就可以得到自然界中存在的所有色彩。混合后的各色光能使眼睛感觉出另一种颜色,这种现象叫作色光加色性 [3] 。将三原色中任意两种色光等量相加可以得到青色、品红和黄色。若将三原色中的红色和绿色不等量相加可得到偏红的橙黄到偏绿的黄色。同理可以得到色彩丰富的其他色谱。
颜料三原色
彩色印刷的油墨调配、彩色照片的原理及生产、彩色打印机设计以及实际应用,都是黄、品红、青为三原色。彩色印刷品是以黄、品红、青三种油墨加黑油墨印刷的,四色彩色印刷机的印刷就是一个典型的例证。在彩色照片的成像中,三层乳剂层分别为:底层为黄色、中层为品红,上层为青色。各品牌彩色喷墨打印机也都是以黄、品红、青加黑墨盒打印彩色图片的。按照定义,原色应该能调制出绝大部分的其他色,而其他色都调不出原色。
美术实践证明,品红加少量黄可以调出大红(红=M100+Y100),而大红却无法调出品红;青加少量品红可以得到蓝(蓝=C100+M100),而蓝加白得到的却是不鲜艳的青。
彩电三原色
彩色电视机的荧光屏上涂有三种不同的荧光粉,当电子束打在上面的时候,一种能发出红光,一种能发出绿光,一种能发出蓝光。制造荧光屏时,工人用特殊的方法把三种荧光粉一点一点的互相交替地排列在荧光屏上。你无论从荧光屏什么位置取出相邻三个点来看都一定包括红、绿、蓝各一点。每个小点只有针尖那么大,不用放大镜是看不出来的。由于小,又挨得紧,在发光的时候,用肉眼就无法分辨出每个色点发出的光了,只能看到三种光混合起来的颜色。
印刷三原色
印刷的颜色,实际上都是看到的纸张反射的光线,比如我们在画画的时候调颜色,也要用这种组合。颜料是吸收光线,不是光线的叠加,因此颜料的三原色就是能够吸收RGB的颜色,为青、品红、黄(CMY),他们就是RGB的补色。
把黄色颜料和青色颜料混合起来,因为黄色颜料吸收蓝光,青色颜料吸收红光,因此只有绿色光反射出来,这就是黄色颜料加上青色颜料形成绿色的道理。
按色感分
兴奋色与镇静色, 红橙黄等鲜明的暖色使人兴奋;青绿、青紫、青有镇静的感觉。
轻色与重色,浅淡的颜色给人以轻松的感觉,低明度的深色给人以稳重的感觉。重色在下轻色在上,使人觉得安定;轻色在下重色在上,则给人以不稳定的感觉。
艳丽与朴素的色彩, 明度、纯度高的颜色,给人以艳丽的感觉;明度低纯度也低的颜色给人以朴素无华的感觉。
膨胀色与开阔色, 处在同一平面上的颜色,有的颜色使人感觉膨大,有的颜色给人空旷的感觉。前者称膨胀色,后者称为开阔色,一般的暖色如红、黄、橙有膨胀感;冷色如青、绿、紫有开阔感。浅底子上的小块深色感觉小,而深底子上的小块浅色给人的感觉则相反。房间的墙壁及屋顶涂以开阔色感觉屋子宽敞高大。
有些颜色看起来比实际大,有些看起来比实际小。前者称为膨胀色,后者称为开阔色。膨胀色,暖色、明色显得大;收缩色.冷色、深色显得小、瘦。白底子上的黑色显得小;黑底子上的白字显得大。穿深色、冷色衣服的人显得瘦;穿浅色暖色衣,则人显得胖。
1925年的一个傍晚,帕基尼在书房里观看油画,随着天气逐渐变暗,光线越来越弱,会发觉眼睛对画面颜色的感觉,随着光度的减弱而发生变化,先是红颜色渐渐变得不明显,后来就只能看见蓝颜色,在暗光线下低频的红,黄色感觉暗;高频的青、绿色感觉亮,这种视觉色彩敏感度与亮光下相反的现象,被称为帕基尼现象。月光是太阳光的反射光,光色的组成与日光相同,但是亮度约为日光的五百分之一,在这种光线下,青绿色易于感知,红黄则难以辨认,所以人在月光下看红色是黑褐色,白色物体呈现青色,其他东西都带有一种青绿的调子,实际上月夜风景的独特色调不是月光光谱组成的变化,而是人的视觉对光谱中不同光色的感知度发生了变化。
视觉对明度也具备同样的恒常性感受。在直射日光下观看灰颜色的纸张,反射的光线强度,与在室内观看白纸时的亮度相比,要明亮许多倍,但人们都认为是灰纸。因为人们有在阳光下观察白纸的记忆与之相对照,从而在心理上自动调整了视觉感受。
色彩的恒常性表现在“固有色”观念上。人们在观察物体时,由于受意识的影响,习惯地根据长久的经验积累,排除光线变化及环境色彩对物体的影响,把视觉的色彩感受调整到接近物体的常见色,如倾向于把皮肤看成肉色,把树叶看成绿色,把天空看成蓝色。这种固有色观念给人们地日常地工作和生活带来许多方便,但如果不能在特定情况下排除,就会给色彩观察带来相当不利的影响,涉及眼睛、视神经、心理对比,补色关系,色彩适应等。色彩爱好,色彩感情,色彩美感等,就不只限于视觉属性地范围,要扩展地联系到心理,个性,社会意识等许多因素来解释,只有全面地了解色彩的主题,才能正确理解色彩现象。
按属性分
色相,明度,纯度
色彩三属性 :色相,明度,纯度 [4] 。人类能够见到地颜色多种多样,有各种鲜艳,柔和,明亮,深重不同地颜色,绝大多数颜色具有三个方面的属性,色相,明度和纯度,颜色可以分为两大类:有色系列和消色系列,有色系列的颜色都具有这三个方面的属性,无彩色系列物体,既黑白灰色物体,不具有色相和纯度,只有明度属性,不过色彩地三属性既包括有色系列,也包括消色系列,人们可以根据这三个要素给任何一种颜色定性,定量,因为颜色是由物体反射光波而产生地,这三个要素实际上就是基于所反射光波地特征而划分。
色相
色相是指色光由于光频率和波长地不同而形成地特定色彩性质,也有人把它叫做色阶,色纯,彩度,色别,色质,色调等,按照太阳光谱的次序把色相排列在一个圆环上,并使其首尾衔接,就称为色相环,再按照相等地色彩差别分为若干主要色相,这就是红,橙,黄,绿,青,紫,等主要色相。
明度
明度是指物体反射出来地光波数量地多少,即光波的强度,它决定了颜色的深浅程度,某一色相的颜色,由于反射同一频率光波地数量不同而产生明度差别,例如粉红反射光波较多,其亮度接近浅灰的程度,比大红反射的光波量较少,其亮度接近深灰的明度,他们的色相相同,明度却不同,这里还有一个因素影响色彩亮度,人类的正常视觉对不同色光的敏感程度是不一致地,人们对黄、草绿、天蓝色的敏感程度高,所以感觉这些颜色较亮,对红、深蓝视觉敏感度低,所以觉得这些颜色比较暗,人们通常用从白到灰到黑的颜色划成若干明度不同地接替,作为比较其他各种颜色亮度地标准明度色阶。
纯度
纯度是指物体反射光波频率的纯净程度,单一或混杂的频率决定所产生颜色的鲜明程度。这是一个外来词汇,由于翻译的不同,也有把它翻译为:饱和度、彩度、色纯、色度、色阶,这些词的含义是一样的。当然,有些译法容易混淆,值得商榷。单一频率的色光纯度最高,随着其他频率色光的混杂或增加,纯度也随之减低。物体色越接近光谱中红、橙、黄、绿、青、蓝、紫系列中的某一色相,纯度越高;相反的。颜色纯度越低时,越接近黑、白、灰这些无彩色系列的颜色。