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三原色光模型(RGB模型)

时间:2012-10-27来源:shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

三原色光模型

三原色光模型概述

         三原色光模式(RGB color model,又译RGB颜色模型或红绿蓝颜色模型)是一种加色模型,是用三种原色──红色、绿色和蓝色的色光以不同的比例相加,以产生多种多样的色光。
         RGB模型的命名来自于三种相加原色的首字母(Red(红),Green(绿),Blue(蓝))。
         RGB颜色模型的主要目的是在电子系统中检测,表示和显示图像,比如电视和电脑,但是在传统摄影中也有应用。在电子时代之前,基于人类对颜色的感知,RGB颜色模型已经有了坚实的理论支撑。
         RGB是一种依赖于设备的颜色空间:不同设备对特定RGB值的检测和重现都不一样,因为颜色物质(荧光剂或者染料)和它们对红、绿和蓝的单独响应水平随着制造商的不同而不同,甚至是同样的设备不同的时间也不同。

相加原色

相加色混合的表现
相加色混合的表现
         原色光投射到屏幕上,在相互重叠的地方显示出新的颜色;红色、绿色和蓝色以适当的强度组合可以产生白色。
三种色光的加,红光加绿光成为黄光,黄光加蓝光成为白光
三种色光的加,红光加绿光成为黄光,黄光加蓝光成为白光
        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。

选择红绿蓝的生理原因

        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。使用三原色并不足以重现所有的色彩,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。”只有那些在三原色的色度所定义的颜色三角内的颜色,才可以利用三原色的光以非负量相加混合得到。
        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(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16777216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)。

三原色光显示的非线性

         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%。
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