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三原色光模式

2009-09-04

三原色光模式

三原色光模式是用三种原色的光以不同的比例加和到一起,形成各种颜色的光。三原色光和绘画中的“三原色”不同,绘画时用三种颜色洋红色、黄色和青色以不同的比例配合,会产生许多种颜色,如果三种色料相加,理论上会成为黑色,但实际上是深灰色。三原色光则是红色、绿色和蓝色,三种光相加会成为白色光。

生理原因

三原色的原理不是出于物理原因,而是由于生理原因造成的。人的眼睛内有几种辨别颜色的锥形感光细胞,分别对黄绿色、绿色和蓝紫色(或称紫罗兰色)的光最敏感(波长分别为564、534和420纳米),如果辨别黄绿色的细胞受到的刺激略大于辨别绿色的细胞,人的感觉是黄色;如果辨别黄绿色的细胞受到的刺激大大高于辨别绿色的细胞,人的感觉是红色。虽然三种细胞并不是分别对红色、绿色和蓝色最敏感,但这三种光可以分别对三种锥形细胞产生刺激。 不同的生物眼中辨别颜色的细胞并不相同,例如鸟类眼中有四种分别对不同波长光线敏感的细胞,而一般哺乳动物只有两种,所以对它们来说只有两种原色光。 既然“三原色的原理不是出于物理原因,而是由于生理原因造成的”,那么前段所说的“用三种原色的光以不同的比例加和到一起,形成各种颜色的光”显然就不大合适。准确地说法应该是“将三原色光以不同的比例复合后,对人的眼睛可以形成与各种频率的可见光等效的色觉。” 例如,红光与绿光按某种比例复合,对三种锥状细胞刺激后产生的色觉可与眼睛对单纯的黄光的色觉等效。但决不能认为红光与绿光按某种比例复合后生成黄光,或黄光是由红光和绿光复合而成的。

三原色光显示

三原色光显示主要用于电视和计算机的显示器,有阴极射线管显示、液晶显示和等离子显示等方法,将三种原色光在每一象素中组合成从全黑色到全白色之间各种不同的颜色光,目前在计算机硬件中采取每一象素用24比特表示的方法,所以三种原色光各分到8比特,每一种原色的强度依照8比特的最高值28分为256个值。用这种方法可以组合1670万种颜色,但人眼实际只能分辨出1000万种颜色。(不同的人分辨能力并不相同,这只是最大值)。

非线性

由于gamma校正,在计算机显示设备上的颜色输出的强度通常不是直接正比于在图象文件中 R, G 和 B 值。就是说,即使值 0.5 非常接近于 0 到 1.0(完全强度)的一半,计算机显示器在显示 (0.5, 0.5, 0.5) 时候的光强度通常(在标准 2.2-gamma CRT/LCD 上)是在显示 (1.0, 1.0, 1.0) 时候的大约 22%,而不是 50%。

计算机显示模式

用每像素 24 比特(bpp)编码的 RGB 值是使用表示红色、绿色和蓝色(通常按这个次序)强度的三个 8-比特无符号整数(0 到 255)来指定。例如,下列图象展示 RGB 立方体的三个“完全饱和”面,它们被展开到了平面上:

黄色(255,255,0) 绿色
(0,255,0)
青色(0,255,255)
红色
(255,0,0)
蓝色
(0,0,255)
  红色
(255,0,0)
品红色
(255,0,255)

上述定义使用了叫做“全值域” RGB 的约定。颜色值也经常被认为是取值于 0.0 到 1.0 之间,这可以被映射到其他数字编码。

使用每原色 8-比特的全值域 RGB 可以有 256 级别的白-灰-黑深浅变化,255 个级别的红色、绿色和蓝色(和它们的等量混合)的深浅变化,但是其他色相的深浅变化要少一些。由于gamma校正,256 级别不表示同等间隔的强度。

作为典型,数字视频的 RGB 不是全值域的。视频 RGB 是有比例和偏移量的约定,即 (16, 16, 16) 是黑色,(235, 235, 235) 是白色。例如,这种比例和偏移量用在了 CCIR 601 的数字 RGB 定义中。

网站设计颜色

网站设计颜色应用的也是三原色光24比特模式,但网景色谱(Netscape Color Cube)将其确定为216种,用6 种数码#00, #33, #66, #99, #CC, #FF组合成216种排列方法表示颜色。一般使用者就不会被1670万种颜色所迷惑。这种表示颜色的方式被互联网在HTML 3.2采纳为标准方法。此色谱又被称为安全色板(Safe Palette)。

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