★小乔捷★ 色彩专题
由于上图只演示了Color Cube的直观效果,而没有规定对应坐标轴; 且由于不透明,缺少了一个“黑点”,无法看到明度的变化,不具有实际研究价值。 所以,我们姑且作出以下定义: 取原点坐标RGB(0,0,0),令X轴为R,Y轴为G,Z轴为B,建立空间直角坐标系: 我们已经知道, 每一种颜色都是可以等效于由RGB三原色按比例组成的对应新颜色 (绝不能说每种颜色都是由三原色组成), 故而,所有的颜色都可以用空间坐标(R,G,B)来表示。 那么,只要RGB坐标轴足够长,空间足够大, 我们的所有颜色,均可以转换成图中坐标系中的唯一对应点。 ——也就是说,这个三维几何模型内的所有点线面是所有范围内的RGB组成的颜色的全集。 接下来,我们姑且拿24位真彩的RGB几何模型举例 (即1600W色,RGB各256灰阶,下面会详讲; 其他的也可依此类推,这里只是选择这个普遍值来做讲解) 研究一下它的性质:
*小乔捷提醒您:“单位长度”&“长度单位”可不是一个意思哦。 ▊RGB通道 & 灰度图与灰阶 ▊ “中性灰” ▊视觉色域RGB & 几何RGB ▊ “视杆细胞(视紫红质)、视锥细胞(3种感光素)& 绿光敏感度” “CIE1931色度图&色域图” “Phtoshop相关” 答疑解惑 ——RGB=3:6:9(约为0.298912:0.586611:0.114478 )、 RGB=1:1:1(中性灰)、[W]=[R]+[G]+[B]的联系与区别 ▊色温 ▊ 一、色温的由来 & 定义 先来了解黑体的特性:
*注意:此处的含义是:能够在任何温度下,吸收全部的电磁辐射,而完全没有反射与透射; 另:关于“绝对黑体”的疑惑,请参看请点击此处,查看79楼小乔捷的解释。 由于每一种颜色,都可以找到黑体呈现该颜色时的唯一对应温度(见普朗克轨迹), 于是我们建立起一个“颜色”→“黑体温度”的映射, ——这个对应的温度值,便被称为此颜色的“色温”。
答疑解惑 ——区别“颜色色温”&“屏幕色温” ◎上文提到,每一种颜色,对应一个色温;每一个色温,对应一种颜色。 那么显示屏呈现不止一种颜色,平时所说的“屏幕色温”又是如何确定的呢? 实际上,显示屏中所说的“色温”, 并非物理学或色彩学中的针对某一种颜色的光谱成分的传统概念; 屏幕色温,指的是屏幕模拟在某个色温的白光照射下物体呈现的颜色。 我们知道,不透明的物体的颜色,是由它的反射色光的性质决定的。 其只允许反射出与自己性质相同的光线,而其他颜色的光则被它吸收 (当然还有少量的镜面反射)。 屏幕色温即是设定模拟所在的白色照射光线的色温, 使得物体更具环境感或者更加真实。 ▊白平衡 ▊ 此处并非摄影意义中的“白平衡调节”,而是显示屏中的参数与操作。 为避免重复,小乔捷决定从以下若干方面作对比, 来使您更加清楚而明确地区分几个极易混淆的概念。 答疑解惑 ——区别“色彩 RGB” &“白平衡 RGB” ◎ 我们在白平衡里,提到RGB(256:200:200)时定义为纯白色; 但当我们分析这个颜色时,我们又说(256:200:200)时为粉白色, 这是为什么? 白平衡RGB,是指在某个色温偏高的环境下, 人为定义RGB(256:200:200)时为正白色, 给显示屏一个新的调色的基准, 以和色温偏差相抵消,以使白色重新显示正常。 而色彩RGB,则是指我们单独分析某一个颜色的组合成分, 而不考虑光源、显示屏的偏色等状况。 那么,当RGB(256:200:200)时, 较标准RGB(256:256:256)表现为白色偏红 (实际上颜色还会发暗,即明度下降,这里姑且只考虑色度,忽略其影响)。 答疑解惑 ——区别“色温”&“白平衡” ◎ 我们知道,在摄影中,可以使用白平衡调节(也叫白场调节) 修正色温偏差,来还原视觉效果。 ——换言之,这里的“色温”等同于“白平衡”。 但在显示屏的世界里, “色温”和“白平衡”似乎是两个不同的参数, 然而,二者均可影响颜色的还原,甚至造成偏色现象, ——那么色温与白平衡有什么联系与区别呢? 关于“色温”&“白平衡”的初级直观解释: 小乔捷将借助下面的例子,更好地展示色温与白平衡的联系与区别: (温馨提示:由于人眼有独特的生理适应能力, 会自动进行白平衡修正,使你不易察觉微小的色温变化; 所以我们这里用未经白平衡修正过的照片作对比) 小乔捷要告诉大家: 在第二个暖色光线下, 这个偏暖的“白色”(256:200:200)就被定义为此色温下的“纯白色” (相当于正常色温下的256:256:256的白色)。 尽管它实际上是“粉白”, 但在这个偏暖的色温下, 所有颜色都相当于被“暖色滤光镜”加工过一般, 所以,考虑上色温的变化, RGB(256:200:200)的粉白,就相当于此色温下的“白平衡”。 (这部分分析,有点像色彩RGB & 白平衡RGB吧) 再来是一个经久不衰而又十分恰当的的例子: 这四句话,为我们形象地展示了 “色温”“人眼自适应能力”“CCD图像传感”“相机白平衡调节”。 我们知道,日光灯的光谱属于跳跃式的, 而日光灯的色温接近正常,表现为颜色接近日光。 而照片A,拍下了这一颜色,我们的眼睛,也接收到这种颜色; 而白炽灯就没这么简单了, 因为其光谱中,红色长波成分较日光灯多, 所以白炽灯的色温较日光灯低, 表现为与日光灯相比,颜色整体偏暖(及暖底色)。 而由于CCD不具有生理自适应能力(若不白平衡调节), 所以照片B保留下了这个基于环境色的“白色”(即偏红的白色); 而当我们突然由日光灯切换到白炽灯时, 会明显感到眼前的白纸颜色偏黄红了 (实际上是感到所有颜色都“蒙”上了一层微红色), 只是不久之后这种感觉便消失了 ——这便是人眼的独特的生理适应能力在起作用 (具体原因涉及到生物学的人眼的结构及大脑中枢的修正作用)。 而相机的“白平衡调节”则是人为通过调节RGB比例, 使得在白炽灯“微红”色温下的白色,重新调到人眼适应的“纯白色”。 ,'''╭⌒╮⌒╮.',''' 是不是清晰多了呢? ╱◥██◣''o',''',,',.'.'',,',. ——别急,下面的才是重点 |田|田田│ '',,',.',,,',.'' 不过,有点难哦,精彩继续ing~~ ╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬ 关于“色温”&“白平衡”的“Color Cube”解释: ▊亮度 ▊ 这绝对是一个看起来容易说起来难的衡量参数哩!不信? 瞧着看—— 首先,从物理学、心理学、色彩学以及显示器行业参数等角度, 区别几个“亮度”(还不是汉译惹的祸!) 一是luminance(或litness,物理意义上的亮度L); 二是brightness, (指明度B,即色彩“三要素”之一,也用来表示色域坐标系轴之一); LED的亮度,我们一般用mcd为单位来表示 (你懂得,这个实际上是指光强) 小乔捷想说,在评测显示屏亮度时,我们既可以用mcd(光强), 也可以用物理上的L单位:坎每平米或者直接引用尼特。 好了,交代清楚了亮度的概念,让我们进入正题: 我们知道,屏幕颜色是由红绿蓝三原色叠加而成, 故而遵守色光亮度叠加规律。 由此可知, 由等量红绿蓝(或一组互补色光)调混而成的白色(*), 应当是色光叠加后亮度最高的。 而事实上,我们所说的屏幕亮度, 默认是该屏幕的最大色光亮度。 所以可知,我们应当取其白色显示状态下的亮度值 ——也就是我们常说的“白色亮度”。 与之对应的,便是“黑色亮度”, 便组成了我们常说的“对比度”参数。 注(*):此处涉及中性灰、人眼视觉色域RGB & 几何RGB等相关知识,这里姑且这样注明。 相关链接 ——略谈屏幕发光成色原理、 RGB子像素灰阶与发光亮度以及显示颜色计算 既然我们在上面的“注意”栏中,提到了RGB子像素明暗级别与发光亮度, 小乔捷就在这里做个知识的拓展延伸, 尽管听起来似乎与屏幕材质和原理关系更密切。 我们知道: *注:要与“深浅”区别开: 表里提到的“明暗”指的是由纯黑色(亮度为0)过渡到正R/G/B的256个级别色, 即“明度”; 而非绘画里的反映颜料与加水比例的“深浅”(如由白色到纯红的过渡), 或是反映颜料覆盖能力的“透明度”(如由透明无色到纯红的过渡)。 PS:实际上,“加水”本身不就同时包含了深浅与透明度嘛! 由上面的逻辑推理过程,我们可知, 通过控制电流,便可以使得每一种子像素的颜色产生256级明暗变化,对应灰度图,即256级灰阶。 那么我们可以将之转化为一道简单题: 集合R,集合G,集合B,各包含256个互不相同的元素, 且R、G、B三集合间不存在任何交集, 问:从中任取3个元素作为一个新元素,组成一个新集合M, 则M的新元素个数为多少? 呵呵,这下思路是不是就清晰啦, 所以总颜色数为256×256×256=16777216(即1600W色)=2^24 (即24位真彩,之所以习惯换算成2的乘方,是由计算机的0/1二进制决定的) ▊对比度 ▊ 既然介绍完了亮度知识,那么对比度也就水到渠成了。 ——简单地说,就是最高亮度与最低亮度的比值。 指最高屏幕亮度级别 对于手机而言,就是指在系统设置里的“显示”中,将“亮度”设置为“最高”(最亮)。 指RGB叠加最高亮度 由能量理论,我们易知,混合色的亮度大于各部分亮度。 通过上面“亮度”的分析,我们已知纯白色光为最佳选择。 当然,你也可以这样证明: 已知: RGB三通道, 以各自坐标值为标准,分别取三等值点(即体对角线上点) 得到, 灰度图→R:纯R 灰度图→G:纯G 灰度图→B:纯B 又∵ 灰度图:白色 且灰度=亮度, ∴对应亮度:最亮————全黑(不发光) 又∵ [W]=[R]+[G]+[B] ∴Lw=Lr+Lg+Lb(*) ∴Max(L)=Lw 注(*):此处涉及中性灰、人眼视觉色域RGB & 几何RGB等相关知识,这里姑且这样注明。 对于兔子来说,将背景效果调至“动态”,将亮度调高,选择一幅白色图片。 测出中间区域的亮度值L亮; 再在屏幕的非选通状态,测出亮度L暗; 则对比度=L亮/L暗。 由于OLED屏的自发光特性,所以暗色纯正; 又由于SAP技术的运用,使得亮度大大提升,所以L亮也不俗; 所以,嘿嘿,你懂得~ 感谢安邦的爹爹版主的光临与赏识 !小乔捷在此谢过大家的支持! 让我们不断学习,共同进步吧 。 |
|