在上课的过程中老师给我讲了这个超级重要的知识。整理下分享给亲爱的GSan朋友们!本文为个人整理,如有失误欢迎批评指正。
我们经常谈论诸如光,光源,图像和对象的颜色之类的概念,但是我们并没有很好地想象什么是光和什么颜色。现在是时候解决这些问题,从介绍到理解的时候了。
我们被色彩包围不管我们是否意识到,我们都在与外界不断互动,并承担着这个世界各种因素的影响。我们看到了周围的空间,不断听到来自各种来源的声音,感到冷热,没有注意到我们受到自然背景辐射的影响,并且我们一直处于辐射区,该辐射区来自大量遥测,无线电和电信信号源。我们周围的几乎所有物体都会发出电磁辐射。电磁辐射是由各种发射物体(带电的粒子,原子,分子)产生的电磁波。波浪的特征在于重复频率,长度,强度和许多其他特征。这只是一个介绍性的例子。热,熊熊燃烧的烈火散发出来的是电磁波,或者说是红外线,而且强度很高,我们看不到,但可以感觉到。医生发出了X射线-他们以高穿透力的电磁波照射了它们,但我们没有感觉到或看到这些波。当然,你们都知道电流和在其影响下工作的所有设备都是电磁辐射的来源。但是在本文中,我不会告诉您电磁辐射的理论及其物理性质,而是尝试用一种更简单的语言来解释什么是可见光以及我们所看到的物体的颜色是如何形成的。我开始谈论电磁波是为了告诉您最重要的事情:光是电磁波,由加热或激发的物质发出的。这种物质的作用可能是太阳,白炽灯,LED手电筒,明火和各种化学反应。可能有很多示例,您自己可以提供的示例比我写的要多得多。有必要澄清的是,光的概念是指可见光。以上所有内容都可以以此类图片的形式表示(图1)。通过光的概念,我们指的是可见光。以上所有内容都可以以此类图片的形式表示(图1)。通过光的概念,我们指的是可见光。以上所有内容都可以以此类图片的形式表示(图1)。
在图1中,可见辐射由标尺表示,标尺由不同颜色的“混合物”组成。您猜对了-这是频谱...一条波浪线(正弦曲线)贯穿整个光谱(从左到右)-这是一种电磁波,将光的本质反射为电磁辐射。粗略地说,任何辐射都是波。X射线,电离,无线电发射(无线电接收器,电视通信)-没关系,它们都是电磁波,只有每种类型的辐射具有不同的波长。正弦曲线只是随时间变化的辐射能量的图形表示。这是辐射能的数学描述。在图1中,您还可以注意到,所描绘的波形在左上角有所压缩,在右上有所扩展。这表明它在不同区域具有不同的长度。波长是两个相邻峰之间的距离。可见光(可见光)的波长范围为至nm(纳米)。可见光只是一个非常长的电磁波中的一个环节。
从浅色到彩色再到背面您从高中就知道,如果将玻璃棱镜放在太阳光的照射路径中,则大部分光线会穿过玻璃,并且您会在棱镜的另一侧看到彩色条纹。就是说,最初有阳光-白色的光线,穿过棱镜后又被分为7种新颜色。这表明白光由这七种颜色组成。记住,我只是说可见光(可见辐射)是电磁波,因此,在太阳光束通过棱镜后变成的彩色条纹是分开的电磁波。即,获得了7个新的电磁波。我们看一下图2。
图2-阳光穿过棱镜的通道。每个波浪都有自己的长度。您会发现,相邻波的峰值彼此不一致:因为红色(红色波)大约为-nm,橙色(橙色波)大约为-nm,蓝色(蓝色波)为-nm,对于剩下的4次波动,我不会给出数字,我想,本质是,您明白了。每个波都发出光能,即红色波发出红光,橙色波发出橙光,绿色波发出绿光,等等。当所有七个波同时发射时,我们看到了一系列光谱。如果我们在数学上将这些波的图加在一起,我们将获得可见光电磁波的原始图-我们将获得白光。因此,我们可以说,在光谱可见光的电磁波的总和不同长度的电磁波叠加在一起时,会产生原始的电磁波。频谱“显示出波浪的构成”。好吧,简单地说,可见光的光谱是构成白光(颜色)的各种颜色的混合。必须说,其他类型的电磁辐射(电离,X射线,红外线,紫外线等)也具有自己的光谱。任何辐射都可以频谱的形式表示,尽管由于人们看不到其他类型的辐射,所以在其成分中将不会出现这样的彩色线。可见辐射是一个人可以看到的唯一辐射类型,这就是为什么将这种辐射称为可见辐射的原因。但是,就其本身而言,特定波长的能量没有任何颜色。由于在人类眼睛的视网膜中存在可以对这种辐射作出反应的受体,这一事实使人们对光谱的可见光范围内的电磁辐射产生了感知。但是,仅添加七种原色就可以得到白色吗?一点也不。作为科学研究和实践实验的结果,已经确定了仅混合三种原色就可以获得人眼可以感知的所有颜色。三种原色:红色,绿色,蓝色。如果您可以通过混合这三种颜色获得几乎任何颜色,那么您可以得到白色!查看图2所示的光谱,光谱上清晰可见三种颜色:红色,绿色和蓝色。这些是RGB(红色绿色蓝色)颜色模型的基础颜色。让我们检查一下它是如何工作的。让我们以3个光源(聚光灯)为准-红色,绿色和蓝色。这些探照灯中的每一个仅发射一定长度的一个电磁波。红色-发出的电磁波长度约为-nm(光束的光谱仅由红色组成),蓝色发出-nm的电磁波(光束的光谱仅由蓝色组成),绿色--nm(在光束的光谱中仅绿色))。三种不同的波,仅此而已,没有多色光谱和互补色。现在,让我们对聚光灯进行定向,以使它们的射线部分相互重叠,
如图3所示。图3-叠加红色,绿色和蓝色的结果。看,在光线彼此相交的地方,形成了新的光线-新的颜色。绿色和红色形成黄色,绿色和蓝色-青色,蓝色和红色-洋红色。因此,通过改变光线的亮度并通过组合颜色,可以获得各种各样的色调和阴影。注意绿色,红色和蓝色的交集:在中心,您会看到白色。我们最近谈论的那个。白色是所有颜色的总和。它是我们看到的所有颜色中的“最强颜色”。白色的反面是黑色。黑色完全没有光。也就是说,在没有光的地方,有黑暗,那里的一切都变黑了。图4就是一个例子。
图4-缺少光辐射我不知不觉地从光的概念转到了颜色的概念,我对您什么也没说。现在该清楚了。您和我发现光是被加热的物体或处于激发态的物质发出的辐射。光源的主要参数是波长和发光强度。颜色是这种辐射的定性特征,它是根据出现的视觉感觉确定的。当然,对颜色的感知取决于人,他的身体和心理状态。但是,让我们假设通过阅读本文您感觉良好,并且可以彼此分辨彩虹的7种颜色。我注意到,目前,我们谈论的是光辐射的颜色,而不是物体的颜色。图5显示了相互依存的颜色和灯光参数。
图5和6-颜色参数对辐射源的依赖性有基本的颜色特征:色相,亮度,亮度,饱和度。色相
-这是决定其在光谱中位置的颜色的主要特征。记住我们的7种彩虹颜色-换句话说,就是7种色调。红色,橙色,绿色,蓝色等可能会有很多色调,我仅以彩虹的7种颜色为例。应当注意,诸如灰色,白色,黑色之类的颜色以及这些颜色的阴影不属于色调的概念,因为它们是混合不同色调的结果。
饱和度
显示强度的特征发出一种色调或另一种色调(红色,黄色,紫色等)的光能。如果它根本不发出?如果不发光,则意味着没有能量,也没有光,在没有光的地方有黑色。亮度下降最大的任何颜色都会变成黑色。例如,一串暗红色:红色-猩红色-勃艮第-棕色-黑色。亮度的最大增加,例如,相同的红色将给出“最大红色”。
明度
颜色(色相)接近白色的程度。以最大亮度增加时,任何颜色都会变成白色。例如:红色-覆盆子-粉色-浅粉色-白色。
饱和
颜色接近灰色的程度。灰色是介于白色和黑色之间的中间颜色。通过混合等量的红色,绿色,蓝色形成灰色,辐射源的亮度降低50%。饱和度变化不成比例,也就是说,将饱和度降至最低并不意味着光源的亮度会降低到50%。如果颜色已经比灰色深,则当降低饱和度时颜色将变得更深,而当进一步降低饱和度时,颜色将全部变为黑色。
HSB颜色模型(也称为HCV)是诸如色调,亮度和饱和度之类的颜色特征。为了了解这些颜色特征,请在图7中考虑图形编辑器AdobePhotoshop的调色板。
图7-AdobePhotoshop调色板如果仔细观察图片,您会在调色板的右上角找到一个小圆圈。该圆圈显示在调色板上选择的颜色,在我们的示例中为红色。让我们开始弄清楚。首先,让我们看一下图片右半部分的数字和字母。这些是HSB颜色模型的参数。最上面的字母是H(色相)。它确定颜色在光谱中的位置。值为0度表示这是色轮的最高点(或最低点),即红色。圆分为度,即事实证明,它具有种色调。下一个字母是S(饱和度)。我们已将值指定为%-这意味着该颜色将被“压入”调色板的右边缘,并具有最大可能的饱和度。然后是字母B(亮度,亮度)-它显示调色板上的点的高度,并表示颜色的强度。值为%表示颜色强度最大,并且该点被“按下”到调色板的上边缘。字母R(红色),G(绿色),B(蓝色)是RGB模型的三个颜色通道(红色,绿色,蓝色)。它们每个都包含一个数字,指示通道中的颜色数量。记住图3中的聚光灯示例,然后我们发现通过混合三束光线可以获得任何颜色。通过将数值数据写入每个通道,我们可以唯一地确定颜色。在我们的情况下,8位通道和数字的范围是0到。R,G,B通道中的数字表示光强度(颜色亮度)。我们在R频道中有,这意味着它是纯红色并具有最大的亮度。通道G和B具有零,这意味着没有绿色或蓝色。在最底部的图形中,您可以看到代码组合#ff-这是颜色代码。调色板中的每种颜色都有自己的十六进制代码来定义颜色。有一篇很棒的文章数字颜色理论,作者讲述了如何通过十六进制代码确定颜色。在图中,您还可以注意到数字值的删除线字段带有字母``lab"和``CMYK"。这是2个色彩空间,您还可以通过它们来表征色彩,它们通常是一个单独的对话,在此阶段,直到您了解RGB之前,无需深入研究它们。您可以打开AdobePhotoshop调色板,并尝试使用RGB和HSB颜色值。您会注意到更改R,G和B通道中的数值将更改H,S,B通道中的数值。
物体颜色现在该讨论一下我们周围的物体如何呈现颜色,以及为什么在这些物体的不同光照条件下颜色会发生变化。仅当物体反射或透射光时,才能看到该物体。如果物体几乎完全吸收了入射光,则物体会变成黑色。当物体反射几乎所有入射光时,它就会变成白色。因此,我们可以立即得出结论,物体的颜色将取决于吸收和反射的光量。用这个物体照亮。反射和吸收光的能力取决于物质的分子结构,换句话说,取决于物体的物理特性。对象的颜色“不是天生固有的”!从本质上讲,它包含物理特性:反射和吸收。物体的颜色和辐射源的颜色密不可分,并且通过三种条件描述这种关系。-第一个条件:只有在有光源的情况下,物体才能呈现颜色。如果没有光,就不会有颜色!罐中的红色油漆将看起来是黑色的。在黑暗的房间里,我们看不到也不区分颜色,因为它们不在那里。整个周围空间和其中的物体将是黑色的。-第二条件:对象的颜色取决于光源的颜色。如果光源是红色LED,则此灯照亮的所有对象将只有红色,黑色和灰色。-最后,第三个条件:物体的颜色取决于构成该物体的物质的分子结构。绿草在我们看来是绿色的,因为当用白光照射时,它吸收了光谱中的红色和蓝色波并反射了绿色波(图8)。
图9中的香蕉看起来是黄色的,因为它们反射了位于光谱的黄色区域中的波(光谱的黄色波)并吸收了光谱的所有其他波。
这只狗,如图10所示,是白色的。白色是光谱中所有波反射的结果。
的反射物体的颜色是光谱中反射波的颜色。这就是物体获取我们看到的颜色的方式。
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