图形学颜色代码 图形颜色分类

文章目录

• 一. 颜色空间
• 二. 颜色模型

一. 颜色空间

• 可见光：可见光是电磁光谱中狭窄的频率波段。

• 波段的每一频率对应一种颜色
• 波长说明颜色，低频到高频：红橙黄绿青蓝紫

• 颜色以色彩（色度）、饱和度（纯度）、明度（亮度）来描述

• 加入白色降低饱和度

• 颜色的特征空间描述

二. 颜色模型

• 一种颜色模型是在某种特定上下文中对颜色的特性和行为的解释方法，没有哪一种颜色模型能解释所有的颜色问题，因此，要使用不同的模型说明能看到的不同的颜色特征。
• 三基色：任意互不相关、用来生成其他颜色的三种颜色构成了颜色空间的一组基，称为在该颜色模型中的三基色。
• 互补色：两种彩色光源混合成白色，则称这两种颜色为互补色
• 颜色匹配公理：

• 任何一种颜色都能由三基色表示
• 适当的三基色混合能产生色彩空间或者色域内的所有颜色

(1) 标准颜色模型：CIE(国际照明委员会)-XYZ模型

• F=X[X]+Y[Y]+Z[Z]，[X]、[Y]、[Z]表示三位加色空间向量，即三种基色（这三种颜色不是实际存在的颜色，而是虚颜色<\u>），X、Y、Z表示三个权重。一般用Y表示亮度值
• 归一化
• x,y,Y描述颜色的色彩、纯度、亮度
• 色度图: (x,y)坐标形成的图
• 色度图中各个几何参数的理解：曲线上的点是纯度为100%的纯彩色，线上的数字表示该位置所对应的单色光的主波长
• 色度图的应用；

• 标定基色组颜色范围
• 标定互补色
• 确定主波长(连线交点、连线方向延长线交点)和纯度（d/ds）

(2) 颜色计算模型：Lab模型（面向计算）

• （L，a，b）：L表示亮度值，a表示红色到绿色的变化，b表示黄色到蓝色的变化
• 特点：

1. 与设备无关：描述颜色的显示方式，而非设备生成颜色所需色料的数量
2. 色域宽广：能表现人肉眼能感知的色彩

(3) 显示设备模型：RGB模型（面向设备）-- 适用于显示器

• 加色模型，F=R[R]+G[G]+B[B]，R,G,B在0-1内取值，所有颜色混合得到白色
• 由于显示器使用屏幕彩色磷粉混合产生颜色，与RGB加色原理相符
• R,G,B坐标轴定义的单位立方体

• 坐标原点代表黑色
• (1,1,1)代表白色
• 黑色到白色主对角线上的位置代表明暗度，对角线上每一点是等量的基色的混合
• 坐标轴上的三个顶点代表基色，余下的顶点代表每一种基色的补色

(4) 打印设备模型：CMY模型（面向设备）-- 适用于硬拷贝设备，如打印机

• 三基色：C（青色），M（品红），Y（黄色）
• 减色模型，所有颜色混合得到黑色
• 减色处理：硬拷贝设备采用往纸上涂颜料并通过光反射来生成彩色，它以纸上油墨的光线吸收特性为基础
• (C,M,Y)=(1,1,1)-(R,G,B)
• C,M,Y坐标轴定义的单位立方体

• 坐标原点代表白色
• (1,1,1)代表黑色
• 白色到黑色主对角线上每一点是等量的基色的混合
• 坐标轴上的三个顶点代表基色，余下的顶点代表每一种基色的补色

• CMYK模型-四色油墨：使用三基色油墨外，会使用黑色油墨（K）

(5) 用户交互模型：HSV、HLS模型（面向用户）

1. HSV

• 模型参数：H（色彩），S（饱和度），V（明度）
• 对选择的一种光谱色里添加白色和黑色来产生不同的饱和度、明暗

• 加白色：饱和度S减小(S:[0,1])，V不变
• 加黑色：明度V减小(V:[0,1])，S不变
• 加白色和黑色：S，V同时减小，可指定各种色调

• 六棱柱模型

• 允许用户按照色系概念来思考

2. HLS