彩色座標系統2

 

RGB 是一般人非常了解的三原色色彩模型,它也很適合用在影像處理的各項運算上,我們可以依照對單色影像的影像處理的作法,分別對 R.G.B 三色加以實施運算,最後再將其結果合併即成。如果我們希望圖像呈現某種色彩,例如原本是大白天戶外影象,如果我們希望得到黃昏的效果,只須針對 R.G.B 三色適度將其做不同比例的衰減 (伽瑪校正),即可得到看起來完全不同的色調。而 HSI 色彩模型中,H 代表色相 (Hue),S 代表飽和度 (Saturation),I 代表亮度 (Intensity),此模型對於描繪人眼對色彩感知的情形可以說是十分貼切。飽和度與顏色的白光光量剛好成反比,它可以說是一個顏色鮮明與否的指標。因此如果我們在顯示器上使用 HIS 模型來處理圖像,將能得到較為逼真的效果。色相可表示紅綠藍之區分,而飽和度可表示顏色鮮豔與否,至於亮度則可表示光量明亮的程度。

CIE 色度圖中位於三頂點的是 R、G、B,就是彩度最大的紅、綠、藍三原色,而中央部份為白色,其彩度最小。人的眼睛對色彩的感覺事實上是很有趣的,例如眼睛接收到波長為 580nm 的光線時,感覺為黃色,但是如果同時接收到 510nm (綠光) 和 620nm (紅光)時,眼睛仍然會感覺為黃顏色。因此眼睛是相當容易被欺騙的器官,由此可見俗話說〝眼見為真〞,其實這句話是很有問題的,也正由於人眼的可欺騙性,因此,我們可以使用三原色來組成各式各樣的色彩,此稱之為增色系統。在三角形 (或馬蹄形) 的曲線上左、右兩邊是可以由太陽光分光得到的色光,其顏色從左下方的紫色一直到上頭的綠色再轉成右下方的紅色,波長則由 380∼420nm 一直排到 700∼780nm,至於在三角形底邊的顏色則為紫紅色,為紅藍色光混合而成的顏色,這部份則找不到有相對應的單色光波長,因此它們和三角形內部的顏色一樣,都是只能由兩個以上的單色光混合來產生。三角形曲線上的點都代表飽和度為 100% 的各種顏色而越往三角形內部,其飽和度即越小,在中間的 C 點,其飽和度為 0 。

 

小畫家之調色盤圖

 

我們可以進入小畫家之編輯色彩選項,然後選取定義自訂色彩,畫面即出現調色盤圖,如圖所示,我們可以調整最右邊長條型圖面之三角形指標位置,以改變色彩亮度之值,也可以調整中間長方形圖面之十字線指標位置,以改變色彩色相與飽和度之值,十字線指標往左右移動將改變色相之值,而十字線指標往上移動飽和度之值將因此而增加。如果對色彩之亮度、色相與飽和度三者之定義有不明瞭的地方,利用小畫家調色盤圖將可迅速瞭解,另一方面也可觀察 RGB之值的變化與亮度、色相與飽和度三者之互動關係。

 

 

PHOTOSHOP 之調色盤圖

 

除了小畫家之外,我們更可以利用 PHOTOSHOP 之調色盤圖來學習色彩之 RGB、亮度、色相與飽和度之定義,進入之PHOTOSHOP 之後,選取定義背景或前景色彩,畫面即出現調色盤圖,如圖所示,我們可以調整最右邊長條型圖面之三角形指標位置,以改變色彩色相之值,也可以調整中間長方形圖面之圓形指標位置,以改變色彩亮度與飽和度之值,圓形指標往左右移動將改變飽和度之值,而圓形指標往上移動亮度之值將因此而增加。除了觀察色彩之亮度、色相、飽和度、RGB 值之互動關係之外,另一方面也可觀察 Lab 與CMYK 之值的變化。

色相可以用來區別顏色,此參數主要的設計是使用循環的方式來排列各式各樣的顏色,因此我們可以用一個色環來表現色相的安排,而使用角度的大小來代表顏色的色相值,例如使用 0°來表示紅色,那麼循環一個圓圈之後 360°也可以是紅色,由於有這樣周而復始的循環性,因此色相無論從那色排列,把相鄰的色順序相接,最後又會回到原來的色彩,例如圖 2-6-4 圓錐形狀之彩色座標圖所示。有些影像處理的軟體為了方便使用,將色相圖以一長條形來顯示出來,而非以圓環形來表示,似乎較無法表達出色相的特性。在 matlab 或 PHOTOSHOP 中色相值的定義是把 0°到 360°的值對映到 0 到 1 的區間,對初學者而言,又更容易搞混了

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