LAB、HSB、RGB和CMYK色彩模式簡介

  使用Photoshop進行色彩選擇時,會出現LAB、HSB、RGB和CMYK四種色彩模式,那麼這四種顏色有什麼區別與聯繫呢?很明顯,這些模式應該都有試用的場景或適用的人羣,否則若都是一致的,那何不對用戶只提供一種模式,與其他模式的轉換在PS內部處理就行。但在介紹模式之前,需理清一些概念。
  加色法與減色法。所謂加色法,是指用色光的三原色——紅、黃、藍,在一片漆黑的環境中混合得到所有顏色的方法,比如,只開紅燈爲紅色,開紅藍燈且亮度相等爲紫色,三燈全開,且亮度最大爲白色,都不開爲黑色。因爲開什麼顏色的燈,這種顏色就會加入我們最終看到的色彩中,所以稱爲加色法。而減色法,則是指使用染料的三原色——青、品紅、黃,在一張白紙上印刷,根據染料的不同配比和濃度,混合得到最終需要的顏色。因爲染料是吸收自然光後反射的特定顏色,比如青色染料是吸收自然白光中所有的顏色,只將青色反射到人眼,所以這種色彩又叫減色法。
  本文只關心色彩應用的兩大塊領域——屏顯和印刷。屏幕顯示,包含各種顯示屏,如PC、手機、巨型LED屏等基於發光二極管來顯示圖像的場景。印刷,包括打印機、書籍、雜誌等等基於染料來展示不同色彩的場景。很顯然,屏幕使用的是加色法,而印刷使用的是減色法,而這兩者在實際生活中是常常需要轉換的。

1. RGB模式 —— 晶體管的語言

  這是一種便於計算機識別的色彩模式,採用加色法,R爲紅色,G爲綠色,B爲藍色。
  每種顏色的取值爲0到255,取值大小反應燈光的亮度,0爲關閉,255爲亮度最大。
  一般以二位十六進制數表示,如紅色#FF0000,其體系可參考下圖:
這裏寫圖片描述

  以三維座標系描述真彩色,黑色爲座標原點。R、G、B爲三條兩兩垂直的軸線。
  有時還會在此模式基礎上加上Alpha(A),取值0到1的小數,表示透明度,即成爲RGBA模式。
  CSS樣式表可用。
  存在YUV的視頻編碼方式,主要用於兼容黑白電視,其中Y爲灰度,UV爲色度,可以與RGB相互轉換。優點在於只需佔用極少的頻寬,當然缺點就是色域較RGB小。

2. CMYK —— 印刷之道

  此模式主要用於印刷,使用染料三原色:青(C)、品紅(M)、黃(Y)以及加上黑色(K)而得名。

這裏寫圖片描述
  三原色加入黑色的原因,一說是因爲黑色爲最常用的顏色(白紙黑字的打印),爲了方便更換黑墨而增加;一說是因爲純粹的三原色,工業上較難得到,一般使用的三原色,混合後得到的是褐色,而不是黑色,所以需要黑墨來調節,根據多種色彩都有K值來看,後者可信度更高。
  不同於RGB模式的直接疊加,在印刷過程中,是分次印刷的。比如,先印C,待C烘乾後,再印M,依次印完。所以實際印刷時會有“套印”問題,減少C、M、Y、K的使用(使其爲0),則可以省掉一道工序,減少廢品率。印品最暗處的C+M+Y+K值設置上限,比如240%,則可以有效減少“背印”等等。
  綜上所述,CMYK更多的是結合印刷使用。使用時,實際印刷中的限制也需要事先了解。
  色域小於RGB,所以在由顯示轉爲CMYK時,有時會有失真。

3. LAB —— 真實之眼

  此模式不同於印刷,也不同於屏幕顯示,它是基於人對顏色的感覺指定的模型。Lab 中的數值描述正常視力的人能夠看到的所有顏色。
  這裏寫圖片描述

 明度分量L:取值0到100,0爲白,100爲黑。
 分量a:取值-128(綠色)到+127(紅色)。
 分量b:取值-128(藍色)到+127(黃色)。

以下爲PS中50度灰(L=50,a=0,b=0)時的拾色器:
  這裏寫圖片描述
  中心爲(0,0),向右則a軸值增加, 向上則b軸值增加。即爲上圖球形的橫切面。
  色彩管理系統使用 Lab 作爲色標,將顏色從一個色彩空間轉換到另一個色彩空間。Lab色域寬闊。它不僅包含了RGB,CMYK的所有色域,還能表現它們不能表現的色彩。人的肉眼能感知的色彩,都能通過Lab模型表現出來。網上資料顯示,在RGB轉CMYK時,PS內部會先轉換爲Lab,再轉爲CMYK。並且推薦在需要保留寬廣的色域時,以及需要轉爲印刷時,儘量使用Lab模式,這裏就有個問題:色域範圍是Lab>RGB>CMYK,那RGB轉爲CMYK都會失真,憑什麼使用Lab就好,色域更大,更容易選用到CMYK不支持的顏色,那不是失真更嚴重?//TODO 留坑待填。

4. HSL —— 設計師的愛

  回想下我們使用顏色時的場景,是不是都是這樣的:先想好大概需要什麼顏色,放上去後發現太亮、與周圍顏色不協調等等問題,這時都是微調下顏色,使其更符合預期。
  HSL即色相、飽和度、(明)亮度的顏色模式。
  H:取值0°到360°,0°爲紅,之後按彩虹顏色順序分佈在圓上。
  S:取值0%到100%,0爲純灰,100爲純色,中間即灰與純色的混合,所以有些地方也叫色相的純度。

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將S與H結合,圓環最外層爲灰(S=0%),最內爲100%;L垂直於H、S平面,且L=50%處於HS平面上,即得到圓柱狀的顏色空間,但其中灰色灰色會有大量重複。
同LAB一樣,HSL的媒介也是人眼,也就是說,是以最終想要的效果爲評判依據的,而不是依賴於設備、顏料、承載物等的顏色模式。

  PS使用的是HSB,查到的資料時HSL,當時以爲兩者是同一種模式的不同叫法,後來發現還是有所區別,具體差異請見https://www.zhihu.com/question/22077462,知乎上對此有解釋,此處不再細說。僅摘幾句重要的話:

微軟的Office系列使用的是HSL,而Photoshop等使用的是HSB
HSB 和 HSV 是一樣的,只是叫法不同,HSL 則還有一些細微的區別,主要區別在於亮度。
CSS 裏支持的是 HSL,而不是 HSB,不要把 HSB 的數值直接套用了,不然的話你看到的可能會是不一樣的顏色
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