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简析计算机色彩
计算机色彩，随着时代的发展，计算机的运用越来越神奇。下面小编就为大家献上简析计算机色彩的论文，欢迎各位计算机毕业的同学借鉴!
摘要：计算机色彩也叫数字色彩，是色彩学的一种新的体系和形式，当人类进入信息社会以后，艺术色彩学也不可避免地被卷入数字化的潮流。传统的色彩学理论在人们的意向中已根深蒂固，大多数人对计算机的色彩认识不是很理解，认为应该和传统的艺术学色彩没有异同，本文针对计算机色彩的形成原理和运行模式来诠释色彩在计算机中的存在方式。
关键词：计算机色彩模型
光是自然界的一种物理现象;光源――可见光波通过人眼――使人感觉到色彩。人的眼睛之所以能感知到色彩，是因为有光照的结果。我们把人眼所能见到的颜色，由它们的光学性质分为两大类别，一是“发射光”，二是“反射光”。“发射光”就是光源发出的光，如阳光、灯光、计算机显示器、数码机显示屏等，它是计算机色彩得以存在的前提条件。计算机色彩的颜色都是发射光形成的颜色。“反射光”是从物体表面反射出去的光，我们能用肉眼看到的一切非发光体的颜色，都是属于反射光，如山川、天空、大海、园林、花草、家具等。人们在自然界中获得色彩,为了能还原、再现或呈现出大脑中理想的色彩。在传统绘画中画家使用颜料根据光的照射原理和色彩的环境反射原理等因素用画笔描绘出一幅幅绚丽多彩的艺术境界。而在计算机里用户根据色彩产生原理和色光的成因,可以使用不同的计算机颜色模型通过计算机监视器来诠释不同特征的色彩。
一、 计算机色彩概念
色彩是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定，比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。色彩学家根据色彩的物理性质把丰富多样的颜色分成两大类：无彩色系和有彩色系。
无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅不同的灰色。无彩色系由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。中间有各种过渡的灰色无彩色系的颜色只有一种基本性质――明度。它们不具备色相和纯度的性质，也就是说它们的色相与纯度在理论上都等于零。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白色，明度愈高;愈接近黑色，明度愈低。黑与白做为颜料，可以调节物体色的反射率，使物体色提高明度或降低明度。
在计算机中这种无彩色系的色彩模式为位图和灰度图，计算机是一个数字化设备，色彩在计算机里也是以数字的形式读存的，因此位图图像所能显示的颜色数只有2种即黑色和白色，在计算机里存储时以“0”和“1”来进行存储，正好用一位二进制(21)来表示，而灰度模式的图像所能显示的颜色数有256种，即0―255个级别，“0”代表黑色，“255”代表白色，中间的数字是黑色至白色的过渡的灰色级别。在计算机里存储时正好用一个八位二进制(28)数来表示。
色彩学上把除了无彩色系以外的颜色统称为有彩色系，不同明度和纯度的红橙黄绿青蓝紫色调都属于有彩色系。有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度(也称彩度、饱和度)、明度。在色彩学上也称为色彩的三要素或色彩的三属性。
1、 色彩的属性
色彩是人们真确把握世界的必要条件。在客观世界中色彩是通过三属性：明度、纯度和色相传递色彩信息的,明度是指色彩的明暗程度,或简称色彩的深浅;纯度则是指同一色调下,含色量的百分比;色相则是指色彩的相貌(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等)。而电脑在构成色彩时主要是根据“三色学说”。 十七世纪英国伟大的科学家牛顿发现白天如果通过三棱镜,可以把白色光线进行分解成多种色光,当我们把这些绚丽的彩色光分解到最后只剩下了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三色不能再分解。这正是因为人眼视网膜中的椎体细胞含有特别针对红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三种感光蛋白元,每一种感光元的缺少或缺失都将导致色弱和色盲的产生。“三色学说”揭示了颜色的混合成色的现象,计算机显示颜色正是采用了RGB组合成色。当我们用放大镜对着显示器观察时,我们会发现其实屏幕上成千上万种颜色只剩下了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种颜色。
二、 计算机色彩的形成
计算机显示器CRT利用能发射不同颜色光的荧光层的组合来显示彩色图形，它产生、显示色彩的基本技术称“荫罩法”。显示颜色的核心部件是能够发射红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的三支电子枪，电子枪的强度等级为256(即0~255个等级)，改变三支电子枪发出的电子束的强度等级，可改变荫罩CRT显示器的彩色显示。如果关掉红枪和绿枪，蓝色点被激发，我们就只能看到蓝色;如果我们看到的是黄色，是因为绿枪和红枪同等量开放，激发了黄色点;而当蓝点和绿点被同等激发时，则显现为青色。白色(或灰色)是红(R)、绿(G)、蓝(B)三支电子枪以同等的强度激发所有三点的结果，而同时关掉三支电子枪(即使它们的强度等级同时为0)，呈现给我们的色彩则为黑色。
三、 计算机色彩模型
计算机色彩系统是由相关的计算机色彩模型构成，在计算机中主要的色彩模型主要有RGB、CMY(K)、HSB等，其中一些模型是适用于硬件的,如用于彩色打印系统的CMY(K)色彩模式,用于彩色CRT(阴极射线管)显示器的RGB色彩模式，其他模式是以现实结合,适用性为目的,能为用户提供更直观的颜色参数,如HSB和Lab。其中RGB、CMY(K)原色系统是计算机图形学当中最基础和最重要的两种原色混合系统。
RGB色彩又称计算机色彩模型。红色、绿色、蓝色三色分别是常用的光的三原色，计算机图形学中称为“三基色”。红(Red，记为R)、绿(Green，记为G)、蓝(Blue，记为B)，它们是计算机显示器及其他数字设备显示颜色的基础。RGB色彩模型是计算机显示器本身显示颜色的色彩模式，也是计算机色彩最典型、最常用的色彩模型。在RGB色彩模型中，R、G、B三种颜色的色彩数值分别是 0―255， 共256个级别，是2的8次幂，与计算机显示器电子抢的强度等级是一致的。0 表示色彩强度最弱(即没有色彩)的状态，呈黑色;255表示色彩强度最强(即色彩纯度最高)的状态，呈最饱和色。当三种颜色的色彩数值都是0时，它所表现的区域就呈黑色;当三种颜色的色彩数值都是255时，它所表现的区域就呈白色;在处于其它色彩数值的情况下，就会显示出各种不同的颜色。所以在这个模型里计算机可以显示的色彩数为256×256×256共16777216种颜色。RGB色彩模型是通过在黑色中加入颜色来定义一种颜色的一种加色系统，所以在这种色彩模式下显示的色彩是非常绚丽的。但是遗憾的是有很多色彩在这种模式下是不能够被打印出来的，只能在显示器上显示。
CMY(K)色彩又称印刷色彩模型，C、M、Y三色分别是色料的三原色，青(Cyan，记为C)、品红(Magenta，记为M)、黄(Yellow，记为Y)，它们是打印机等硬拷贝设备使用的标准色彩，与红、绿、蓝三基色形成色相上的补色关系。(CMY三色就是我们从小学画时常常听到的所谓红、黄、蓝三原色，它们的色相跟绘画颜料的湖蓝、玫瑰红、柠檬黄接近。)打印机等硬拷贝设备把C、M、Y颜料通过纸张等介质打印成图片后，我们就能通过反射光来感知图片的颜色。CMY色彩模型也是数字色彩常用的色彩模型，它属于减色法混合，是一种颜料色彩的混合模式。减色法混合的特征是：(1)两种不同的颜色混合生成另一种颜色，且颜色混合的次数越多，得到的颜色就越灰暗、越混浊;(2)C、M、Y等各种颜色等于从白光中减去它们各自的补色。如：青色等于从白光中减去红光。(3)青(C)、品红(M )、黄(Y)三色等量混合生成中性灰色, 当C、M、Y三色达到最高值时，混合的结果生成黑色。在实际应用中，由于颜料的化学成分和介质吸收等原因，C、M、Y三色混合后不会产生真正的黑色，因此在打印时要多加一个黑色(Black, 记为K)作为补充。
HSB色彩模式又称为“设计师的色彩模型”因为他和现实生活中的绘画色彩原理较为接近，所以大多数设计师都喜欢在计算机里用这种色彩模型来进行作品的设计。在这种模型里H代表色相的变化，它的值从0至360个级别，这就正好像画家眼中的色相环;S代表纯度(饱和度)的变化，它的值从0至100个级别，100表示纯度最高，0表示纯度最低;B代表明度上的变化，它的值也是从0至100个级别，100表示明度最高，0表示明度最低。
四、 传统色彩与计算机色彩
传统绘画的色彩调配通常只用几十种颜料，在颜料的配制中需要加入很多充填剂，特别是水粉画颜料当中要加进大量的白色粉质，致使颜料的饱和度在出厂时就较低。经过绘画过程的颜料相互调合后，色彩的饱和度继续降低，它能产生的色彩种数远远少于数字化的RGB色彩和CMYK印刷色彩和打印色彩，其色域范围也小得多，完全被数字色彩、印刷色彩和打印色彩的色域所涵盖。
把数字色彩与传统经典艺用(颜料)色彩放在一起，就好像一位德高望重的老者后面跟着一位天真无邪的顽童。传统经典艺用(颜料)色彩的应用，可追溯到人类文明的萌芽时期，历时上万年;而数字色彩的诞生还只有短短的几十年时间。虽然数字色彩姗姗来迟，但它凭借了物理光学和传统经典艺用(颜料)色彩的成熟理论，使自己能站在巨人的肩上迅猛发展，并逐渐形成了区别于传统经典艺用(颜料)色彩的数字色彩新体系。
五、 结论：
计算机色彩模式的开发与应用,在当今信息快速更新发展的趋势下,对人们更加全面认识、掌握现实世界,再现过去,模拟将来未知世界,起着必不可少的主导作用。在计算机平面设计中，色彩的运用是能够真正体现创作目的，表达创作意图的关键。把创作理念融入创作意图中，充分展现作品的内在涵义，使整个设计具有感染力，色彩的运用是计算机平面设计的灵魂。色彩在平面设计中有着广泛的用途，因此，其重要性也是不言而喻的。了解计算机各个色彩模式和计算机色彩图形的构成原理,有助于用户认识世界,更好完成各项计算机色彩工作。
参考文献:
[1]张梅,《装饰》，清华大学装饰杂志编辑部，2007年第01期
[2]田少煦、谭亮 ，《数字色彩》，中央广播电视大学出版社，2006
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