日报标题:「你说的白是什么白?」「大概是 255,255,255」
在上一期我们讲到了色光的三原色为什么是红绿蓝。
色光的三原色并不是光的物理性质,而是根据人眼的生理特征确定下来的,正是因为人的眼睛内有几种不同的视锥细胞,分别对红绿蓝这几个波长的光最敏感,所以人脑可以根据这几种视锥细胞的兴奋程度来分辨颜色。
屏幕的显色原理
基于人眼这样一个生理特征,有人就想:我们是否能够制造一种显示器,让它可以发出红绿蓝这三种光线,然后通过组合这三种光线从而实现各种色彩的显示呢?
这不得不说是一个伟大的设想,正是因为这个设想,我们今天才能够从方寸屏幕之间看到这五彩多姿的世界。
我们用放大镜观察我们的屏幕,或者在我们的屏幕上滴一滴水,就可以看见一些红、绿、蓝相间的色块儿,正是因为这些色块儿,我们才能从屏幕上看到彩色的世界。
放大显示屏之后看到的像素
我们现在的常规显示器都是由一个个像素组成的,我们经常听说的屏幕分辨率其实就是这块屏幕上的像素数量,即这款屏幕横向和纵向的像素数量,例如 1920*1200 的分辨率,就是指这块屏幕水平方向有 1920 个像素,竖直方向有 1200 个像素。
每一个像素又有三个子像素(这是像素的常规排列方式,有的显示器采用的是其他结构),即红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素,每个子像素只能发出相应颜色的光线,例如红色子像素只能发出红色的光,绿色子像素只能发出绿色的光,蓝色子像素只能发出蓝色的光。
像素与子像素
每个子像素的光有 0—255 共 256 个亮度等级,如果这三个子像素都处于 0 这个亮度等级,那这个像素就是黑色,如果都处于 255 这个亮度等级,那这个像素就是白色,如果这三个像素是一样的值,但并不是 0 或 255,那这个像素就是灰色。
当然,我们还有 16bpc 甚至 32bpc 的图片,但是因为现在绝大多数显示器都只能显示 8bpc 的图片,所以这些图片无法在一般显示器上被显示出来,因为 256 个亮度等级已经可以组合出一千多万种颜色,达到了人眼可以分辨色彩的极限,因此,绝大多数民用的显示器都只支持显示 8bpc 的图像。
不同的像素排列方式
因此有时候我们看到一种颜色用 RGB 来表示,例如 R63,G158,B117 这个颜色,其实就是红色子像素处于 63 这个亮度等级,绿色像素处于 158 这个亮度等级,蓝色像素处于 117 这个亮度等级,最后这个像素呈现出绿色。
不同的色彩模型
我们在第一期讲了色彩的三个基本属性:色相、明度、饱和度,利用这三个要素我们可以定义一种颜色。
这里我们就发现一个有趣的问题,那就是似乎同一种颜色我们可以用不同的方式去描述它。
我们既可以用色相、明度、饱和度这三个值去确定一种颜色,也可以用 RGB 值去确定一种颜色。
这其实是一件很容易理解的事情,就像我们既可以用年龄去确定一个人,也可以用地域去确定一个人,还可以用身体特征去确定一个人。
如果我们把这种表示颜色的方法,用一个数学模型抽象出来,就形成了一个色彩模型,例如我们前面讲到的用色相、明度、饱和度去表示颜色的模型叫 HSV 色彩模型,用 R、G、B 来表示颜色的模型叫 RGB 模型,以及还有我们后面讲到的非常重要的 CMYK 模型等等。
HSV 色彩模型
但是光有色彩模型我们是无法确定颜色的,就如同我们排队的时候,指定一种排队方法:蓝衣服同学站最左边,其余同学按照身高由高到低从左向右排列。
但是这里有三个穿蓝衣服的同学,到底哪一个才是蓝衣服呢?
同样,我们有了色彩模型,只是拥有了一种分解色彩的方法,但是什么是白色?什么是红色?什么是蓝色?这是需要确定一个标准的,只有确定了标准,才能确定一个具体的色彩空间,也才能真正把这些色彩模型应用到实际之中。
色彩空间的奥秘
不同色彩空间的比较
在 RGB 色彩模型下,基于不同标准形成了很多的色彩空间,例如经典的 sRGB 色彩空间,专业的 Adobe RGB 色彩空间、超大的 ProPhoto RGB 色彩空间等等。
我们平常在浏览网页以及用手机拍摄的大部分照片,都是 sRGB 色彩空间,这是一个应用非常广泛的色彩空间。
可能有很多人会遇到这样一种情况:就是把自己相机拍的照片传到网上的时候,发现颜色暗淡了很多,甚至颜色根本不准确,还没有自己手机拍的照片看起来舒服。
这是什么原因导致的呢?
这种情况很有可能就是因为你的浏览器缺乏色彩管理的能力,通俗点儿说,就是你使用的浏览器无法识别图片的标识,或者虽然能够正确识别图片的标识,但是却无法正确的将颜色映射到显示器上。
广色域显示器更需要校正颜色
针对这种情况,你可以事先将照片的色彩空间统一转换为 sRGB,这样就能避免这种现象的发生。
我们经常会听到一种说法,说 RGB 的色彩空间比 CMYK 的色彩空间大,实际上这种说法是不严谨的,因为我们前面讲了,RGB、CMYK 只是一种色彩模型,色彩模型怎么能比较大小呢?只有当我们指定了具体的色彩范围,形成了实际的色彩空间时才能比较大小。
比如我们可以说 Adobe RGB 的色彩空间大于 japan color 2001 coated(CMYK 的一种具体色彩空间),因为这是两个具体的色彩空间,可以进行比较。
关于 CMYK 色彩模型,我们后面还会有专题讲述,因为这是一种非常重要的色彩模型,和 RGB 色彩模型一样有着非常广泛的应用。
题外话:
这个专题已经更新了两篇文章了,难度由浅到深,而接下来的几篇文章的知识深度和广度则具有更大的挑战性。
也许有人会很奇怪,你为什么要写这么一个专题,或者我为什么要看这么一个专题?似乎这对我的摄影没有任何帮助啊!
本来我完全没有必要去写这些吃力不讨好的文章的。
所谓吃力,是因为写这些文章要不断多次修改,并且图片素材也比较难找。
所谓不讨好,并不是说这类文章没用,而是因为这类文章读起来比较枯燥,因此有人会觉得“不好看”。
但是我还是准备把这个专题继续写下去,一来是因为现在大家都比较喜欢“快餐文化”,因此很少有人愿意去分享这些有营养的基础理论知识。
二来我觉得色彩是摄影中非常重要的一块儿。你可以不学后期,但你一定要学色彩知识;如果你想把后期学到一定水平,那你的色彩知识一定要扎实。
这句话听起来很唬人,但是大家还是无法具体感受到色彩知识的威力,我从几个不同的层次来给大家展示一下色彩知识的作用。
首先,最浅显的知识层面。
读了这些文章,至少你会获得一些知识,例如:
色彩的基本要素是什么?
色彩的本质是什么?
为什么人能看见色彩?
色盲是怎么回事?
为什么红绿蓝是三原色?
显示器的显色原理是什么?
相机感光元件的色彩原理是什么?
红外摄影是怎么一回事?
其次,实际的应用层面。
读了这些文章,你可以解决一些实际问题,例如:
为什么我用相机拍的照片传到网上之后,色彩暗淡了很多,还没手机拍的看起来舒服?
为什么我买了一台广色域显示器,但是色偏反而更严重?
我想把一种颜色转换为另一种颜色,该怎么调整?
日系那种安静的氛围是怎么调出来的?
可选颜色工具与 HSL 工具在实际应用中有什么区别?它们的色彩变化原理是什么?
最后,更高的哲学层面
读了这些文章,也许会引发你对这个世界的思考,例如:
色彩到底是一种客观存在,还是一种主观感受?
如果人眼可见的光范围扩大一些,这个世界就完全变样了,那真实的世界到底是什么样?
猫眼中的这棵树是黄色的,我们眼中的这棵树是绿色的,这棵树到底是什么颜色?
刨除功利性目的,以人为中心来评判这个世界真的对吗?
总而言之,从这里面大家能够得到不少有益的思考。
并且这些文章的顺序都是经过了精心设计的。
第一篇文章主要是比较容易理解且能够马上应用的文章类型,方便大家快速了解色彩。
第二篇文章则比较抽象,讲解了色彩的本质和人眼的成色原理,以及三原色的由来。
这一篇文章则主要讲解基于人眼成色原理制造的显示器,再引出 RGB 色彩模型,以及不同色彩模型之间的差异性。
如果你不看前面的文章,就无法理解如何从多个维度去分解色彩,无法理解我们显示器的设计原理,无法理解为什么色光三原色是红绿蓝。
因此,这里面的连贯性还是比较强的。
总之,看下去吧,你总有一天会感受到它的影响力的。
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