數 字 色 彩
一、 教學目的及要求
《數字色彩》是現代藝術設計的一個重要組成部分，是有關視覺藝術各專業的一門新型基礎課程。本課程的基本任務在於闡明以計算機色彩為主線的基本原理、設計要求，講述數字色彩在藝術設計中的實際應用。通過本課程的學習，要求學員初步掌握數字色彩的基本方法，學會使用計算機、掃描儀等工具進行色彩創作。
二、 課程內容
第一章 數字色彩的基本原理
1.1 色彩的形成
1.1.1 自然界色彩的產生
1.1.2 數字色彩的生成
1.2 數字圖形與數字色彩
1.2.1 數字圖形的概念
1.2.2 數字圖形與數字色彩的角色
1.2.3 點陣圖與色彩
1.2.4 矢量圖與色彩
1.2.5 矢量文件中的點陣色彩
1.3 分辨率（解析度）
1.3.1 點陣圖的分辨率
1.3.2 矢量圖的分辨率
第二章 數字色彩與色彩理論
2.1 混色係統 CIE 與顯色係統HVC
2.1.1 混色係統 CIE
2.1.2 顯色係統HVC（夢塞爾係統）
2.2 數字色彩的混合與RGB色彩模型
2.2.1 色彩的三刺激與數字色彩的三基色
2.2.2 光色的加色法混合與RGB色彩模型
2.2.3 計算機的RGB色彩選取和數字輸入
2.3 數字色彩的三屬性與HSV（HSB）色彩模型
2.3.1 色彩的客觀三屬性與主觀三屬性
2.3.2 人眼對顏色的視覺
2.3.3 HSV（HSB）色彩模型
2.3.4 計算機的HSB色彩選取和數字輸入
2.4 數字色彩的分類與CMYK色彩模型
2.4.1 CMY是RGB的補色
2.4.2 CMYK是模仿顯色係統的減色法色彩模型
2.4.3 有彩色係的色平麵
2.4.4 無彩色係的黑色
2.4.5 計算機的CMYK色彩選取和數字輸入
2.5 數字色彩對兩種係統的綜合
2.5.1 色彩係統的整合
2.5.2 色彩模型的整合
2.5.3 數字色彩的幾個基本問題
第三章 數字色彩與經典色彩的比較
3.1 數字色彩與經典色彩的色域分析
3.1.1 CIE的可見光色域
3.1.2 RGB屏幕顏色的色域
3.1.3 CMYK印刷顏色的色域
3.1.4 CMYK打印顏色的色域
3.1.5 經典顏料色彩的色域
3.2 數字色彩與經典藝用（顏料）色彩的比較
3.2.1 不同的明度、飽和度界定及表達方法
3.2.2 基於化學途徑的經典顏料色彩與基於物理途徑的數字色彩
3.2.3 反射光的顏料色彩與發射光的數字色彩
3.2.4 顏料色彩的減色模式與數字色彩的加色模式
3.2.5 顏料色彩的概括性與數字色彩的現實虛擬性
第四章 數字色彩的獲取與生成
4.1 計算機繪製生成的色彩
4.1.1 模擬攝影、繪畫的影像繪畫係統
4.1.2 規則的係統藝術（algorithmic Art）
4.2 通過掃描獲取的色彩
4.2.1 普通平台式掃描儀掃描
4.2.2 滾筒式掃描儀掃描
4.2.3 平台式正負膠片掃描儀掃描
4.2.4 掃描儀的分辨率
4.2.5 影響掃描儀色彩的主要因素
4.3 通過數碼照相機和數字攝像機獲取的色彩
4.3.1 數碼照相機的類型
4.3.2 數碼照相機的色彩、圖像質量
4.3.3 數字攝像機的色彩獲取
第五章 數字色彩模式(空間)與色彩轉換
5.1 色彩模型(空間)的轉換
5.1.1 由RGB色彩模式轉換為CMYK色彩模式
5.1.2 Lab色彩模式在色彩轉換中的優越性
5.1.3 由RGB色彩模式或CMYK色彩模式轉換為灰度色彩（Grayscale）
5.1.4 由灰度色彩（Grayscale）轉換為雙色調（Duotone）
5.1.5 由灰度色彩（Grayscale）或雙色調（Duotone）轉換為黑白色彩（Bitmap）
5.2 數字圖形的壓縮、重采樣以及對色彩的影響
5.2.1 LZW壓縮
5.2.2 JPEG壓縮
5.2.3 RLE 壓縮
5.2.4 重采樣與色彩插值
第六章 藝術設計中的色彩應用
6.1 色彩設計的形式法則
6.1.1 變化與統一
6.1.2 對比與和諧
6.1.3 節奏與韻律
6.2 理性偏向的視覺化色彩
6.2.1 以色相為中心的主色調
6.2.2 以明度及飽和度為中心的複色調
6.2.3 複雜配置的綜合色調
6.3 感性偏向的心理化色彩
6.3.1 以心理因素為基礎的意象配色
6.3.2 年齡心理與色彩傾向
6.3.3 民族、地域的文化心理與色彩喜好
6.3.4 人類其它感官的色彩映射
6.4 主導色、背景色與點綴色
6.4.1 主導色與輔助色
6.4.2 前景色與背景色
6.4.3 主體色與點綴色
6.5 平麵的靜態色與立體的動態色
6.5.1 圖紙設計的平麵色及靜態色
6.5.2 實際場景的立體色及動態色
第七章 數字色彩實例分析
7.1 數字色彩應用的常見弊病及其糾正
7.1.1 太豔：飽和度過高
7.1.2 偏色：點陣圖與矢量圖的互換，顯示器及打印機校色
7.1.3 雜亂無章：無色調可言
7.1.4 太灰：顏色恐懼症
7.1.5 RGB色彩模式下的明度忽略
7.2 數字色彩應用的實例分析
7.2.1 Big Kahuna
7.2.2 ChinaDV & 3D pic
7.2.3 場景色彩
第一章 數字色彩的基本原理
1.1 色彩的形成
1.1.1 自然界色彩的產生
光是自然界的一種物理現象；光源——可見光波通過人眼——使人感覺到色彩。
（圖 三棱鏡色散 01）
1.1.2 數字色彩的生成
（1）計算機
計算機主機計算、存儲的有關數據——幀緩衝存儲器——像素發生器——幀緩存掃描器——視頻發生器〔電子束通過電子槍－撞擊在螢屏的螢光粉上（由三維的品字形組成的小點）－形成256級光斑〕— 生成色彩
彩色CRT監祝器 CRT監視器利用能發射不同顏色光的熒光層的組合來顯示彩色圖形。
常見的CRT產生彩色顯示的基本技術是“蔭罩法”。 電子槍（紅、綠和藍）的強度等級256。
（2）掃描儀、數碼照相機和數字攝像機
1.2 數字圖形與數字色彩
1.2.1 數字圖形的概念
要定義“數字圖形”概念，首先必須弄清“圖形”的含義。“圖形”一詞在《現代漢語詞典》裏，指在紙上或其他平麵上表示出來的物體的形狀，也是幾何圖形的簡稱。
“圖形” 與英文“graphics”；所謂的“平麵設計”。
在計算機領域裏，計算機圖形學(computer Graphics)和計算機圖象處理(Computer Image Processing)是基於不同的計算機技術所形成的相對獨立的學科，隨著計算機科學技術的進步，兩者之間的相互重疊、相互滲透越來越多。
在我們使用計算機進行視覺設計時，圖形和圖象更是不可分離。
為了跟計算機領域的“計算機圖形學”相區別，我們把在視覺藝術領域（包括繪畫、雕塑、藝術設計、工業設計、多媒體設計、電視等）通過計算機技術處理繪製的圖形、圖象和字體都統稱為“數字圖形”。換句話說，“數字圖形”是通過人為設計在計算機上顯示的圖形、圖像、動畫、字體的統稱。
1.2.2數字圖形及其色彩的角色
計算機顯示的形象跟傳統的繪畫、製圖的形象存在一定的差異。
傳統手工繪畫、製圖，圖的造型和色彩一般是分步繪製和相對存在的，圖的外形（或外輪廓）和色彩是完全不同的兩種概念和兩種表達方式。
特別是中國畫。
我們從顯示屏上看到的所有照片、圖形、符號和空白，都是計算機以紅、綠、藍(R.G.
三種基色顯示的結果。在所有的數字圖形中，從顯示的角色來說，圖形和色彩是合二為一的；色彩等同於圖形，圖形本身就是由色彩構成，二者不可分離。
1.2.3 點陣圖與色彩
數字圖形，根據它們在計算機裏生成的結構和不同方式，可分為“點陣圖”和“失量圖”兩大類。要弄清“點陣圖”像素的秘密，必須首先了解構成點陣圖的最小單位 — 像素。
（1）像素
像素是構成點陣圖的基本單位，它由許多個大小相同的像素沿水平方向和垂直方向按統一的矩陣整齊排列而成。
像素的英文名稱是Pixel, 它是一個利複合詞，由Picture和Element複合而成。
我們把計算機產生的數字圖形分主“生成”和“呈現”兩個階段。
“生成” 階段
用計算機相關語言和輸入設備(如鍵盤、鼠標和掃描儀等)寫入數字圖形文件。早期的計算機係統描繪圖形並不是“所見即所得”的。
當一個數字圖形文件被好之後。要借助具有顯示功能的命令才能把這個圖形呈現出來。看到所設計的圖的象貌。今天用於機械設計的Auto CAD低版本，就殘留有早期生成的遺跡。
“顯現”階段
一個數字圖形文件被寫好完成時，就具備了該圖形的全部性質，包括像素和色彩。
在“生成”階段，數字圖形的像素和色彩是不可見的，它隻是一串記錄圖形、色彩性質的數字信號，沒有視覺上的長、寬、顏色等量度的大小。隻有當它進入“呈現”階段，這一串數字信號才以特定的長寬比和分辨率展示在計算機的顯示器上，圖形文件才有了可視的形象、色彩及長寬量度等 ，這就是“顯現”階段。
像素本身是沒有實際尺寸的，它依賴於輸出(呈現)它的硬件設備。隻有當像素向指定的設備(如顯示器、打印機)輸出時，才具有物理量的長寬、麵積等。
( 2 ) 點陣圖
點陣圖是由一定數目的像素組合而成的圖形，也稱為“圖像”、“光柵圖”。像素是構成點陣圖的最小單位，點陣圖的大小與精致，決於組成這幅圖的像素數目的多少。由於像素的分布是沿水平和垂直兩個方向矩陣式排列的，任何一個點陣圖總是有一定數目的水平像素和垂直像素。
我們通常用 “水平像素數×垂直像素數”表示一幅點陣圖的大小。
我們鑒識一個點陣圖的精致與否，應該看它有多少像素，而不是看它有多少長寬尺寸，隻有像素才是決定一個點陣圖精致與粗糙的決定因素。在相同的圖形文件格式和相同的位深度的情況下，一個點陣圖包含的像素越多，它的圖形文件就越大，所要占據的存儲器空間也越大。
影響點陣圖大小的還有兩個因素：“位深度”和儲存圖形的“文件格式”。
“位深度”是計算機用來記錄每個像素顏色豐富與單調的一種量度，位深度的值越大，點陣圖的顏色就越豐富，圖形所需占用的空間也越大。
“文件格式”的不同，直接影響到文件的大小，在其他條件相同的情況下，采用TIFF格式儲存點陣圖，比采用EPS格式儲存時文件要小，但比采用JPEG格式儲存時的文件要大。
點陣圖的最大優點是能夠較“真實”地再現人眼觀察到的世界，類似於照片，比用失量圖畫出來的圖形要“逼真”得多。因此，點陣圖多借助掃描儀，數碼照相機等輸入設備來獲取素材。
點陣圖的主要缺點是當點陣圖較大或用高分辨率掃描圖片時，需要消耗大量的存儲器空間和較好的硬件設備來處理和存儲它們。
( 3 ) 位深度（色彩深度，bit depth）
計算機之所以能夠表示圖形，是采用了一種稱作“位”( bit ) 的記數單位來記錄所表示圖形的數據。當這些數據按照一定的編排方式被記錄在計算機中，就構成了一個數字圖形的計算機文件。這有點象鄭板橋畫竹前意想中的“胸有成竹”。因此在數字圖形未顯示之前，它是儲存於計算機中一組不可見的電子信號，用來描述它的記數單位“位”( bit )，也是一種看不見的量，它不具有視覺上的長寬和大小。
“位”( bit )是計算機存儲器裏的最小單元，它用來記錄每一個像素顏色的值。圖形的色彩越豐富，“位”的值就會越大。每一個像素在計算機中所使用的這種位數就是“位深度”。在記錄數字圖形的顏色時，計算機實際上是用每個像素需要的位深度來表示的。
（注：在數字圖形中，一切可見的點、線條、色塊和空白都是由紅、綠、藍三種顏色合成的，所以對於數字圖形來說，色彩無處不在，計算機顯示的圖形不存在沒有顏色的“空白”。）
黑白二色的圖形是數字圖形中最簡單的一種，它隻有黑、白兩種顏色，也就是說它的每個像素隻有1位顏色，位深度是1，用2的一次冪來表示；
4位顏色的圖，它的位深度是4，用2表示，它有2的4次冪種顏色，即16種顏色 ( 或16種灰度等級 ) 。
8位顏色的圖，位深度就是8，用2的8次冪表示，它含有256種顏色 ( 或156種灰度等級 )。 (如圖 位深度 01 )
24位顏色可稱之為真彩色，位深度是24，它能組合成2的24次冪種顏色，即：16，777，216種顏色 ( 或稱千萬種顏色 )，超過了人眼能夠分辨的顏色數量。當我們用24位來記錄顏色時，實際上是以2 8*3，即紅、綠、藍 ( RGB ) 三基色各以2的8次冪，256種顏色而存在的，三色組合就形成一千六百萬種顏色。
(如圖 位深度 02＋03 )。
32位顏色的位深度是32，實際上是2 8*4，即青、洋紅、黃、黑 ( CMYK ) 四種顏色各以2的8次冪，256種顏色 而存在，四色的組合就形成4,294,967,296種顏色，或稱為超千萬種顏色。
色彩位深度對照表
二進製 位深度 顏色數量
2 8 8 256 色
2 16 16 65,536色
2 24 24 16,777,216色
2 32 32 4,294,967,296色
2 64 64 ……..….色
事實上，目前的計算機或其它顯示設備隻能顯示RGB 色彩，即2 24 的真彩色 ，大於這個數值的色彩位深度是“不真實”的，也不能完全表現出來。如phtoshop中有一幅（16 bit）的圖片，它的每個顏色通道是16 bit，也就是2 32，色彩位深度是32。phtoshop 的很多工具和命令都不能對它起作用。
以上方格式的色彩位深度示意圖，是用來表示每個像素的色彩位深度。隻有當每個像素都具備表達2 24 色時，我們才可能把不同的真彩色圖片用這台計算機顯示出來。
我們抽取位於圖片最中央的這個像素作為說明。
1.2.4 矢量圖與色彩
(1) 圖元：“圖元”Primitives, 它是矢量圖中可用來構成更複雜物體的基本元素或部件。（如圖 矢量圖－圖元）
(2) 矢量圖：矢量圖是數字圖形的第二大類別。矢量圖的構成方式與點陣圖不同，它不是像素的矩陣排列。而是計算機按矢量的數字模式描述的圖形。矢量圖本身沒有構成圖形的“像素”，隻是在計算機的顯示器或打印機上輸出時，矢量圖才被硬件賦予慮似點的方式呈現出來。因此，矢量圖無論在顯示屏或打印機上放大多少倍。它的邊緣看上去都是光滑的，不會出現鋸齒狀。這也是矢量圖的最明顯的優點之。
矢量圖也稱“麵向對向圖形”，不含有點陣圖的純矢量圖形占據的存儲空間很小；把它轉換成相同分辨率的點陣圖後，文件可能會增大到這個矢量圖的幾十倍甚至幾百倍。
矢量圖的缺點是看上去不“真實”，有明顯的人工繪製的痕跡，顯得的些呆板和不自然。複雜的矢量圖，在某種場合下可能會出現打印問題，有時打印出的是亂碼，有時隻能打印出其中的一部分而陋掉另一部分。（如圖 大猩猩 、angel ）
（3） 矢量圖與色彩
矢量圖中的每個物件隻有一個顏色值。因此，不受麵具大小的影響，矢量圖的色彩目前隻能表示指定區域內平塗和規律性變化的色彩。而對於點陣圖來說，物體的色彩信息必須加附在組成圖象的每一個像素上，因此圖象的麵積越大，像素越多，從而顏色的信息也越多，文件就越大。
1.2.5 矢量文件中的點陣圖色彩
在很多矢量文件中包含有點陣圖；一個用SD Max建立的三維建築模型，框架是矢量的，牆麵的材質則是貼上去的點陣圖。
包含在矢量格式中的點陣圖，要受到來自矢量格式的種種限製。
不管它的麵積有多大，圖形有多複雜、色彩有多豐富，都隻會把它作為“一個物件”來處理。雖然在corel draw等軟件還允許對插入的點陣圖作重新取樣、轉換色彩模型、2D效果、3D效果、殘影、雜點、藝術化、銳化以及加載部分濾鏡等等，但程序隻對這個點陣圖的整體作相對簡單的數學運算，不能改變其中的部分像素，也不可能對它作更有效的圖像處理。
1.3 分辨率（解析度）
“分辨率”在有關圖形圖像、文字等描述中，是一個被誤解、混用得最多的概念之一。這是因為這個詞能使用於各種不同的場合，而每個場合都有各自物定的含義。
“分辨率”的簡單定義，是“在指定單位麵積上的單位數目”。
1.3.1 點陣圖的分辨率
點陣圖的分辨率，是指每個英寸長度單位內的像素數值。用通俗的語言表達，
就是指每英寸長度單位內能夠容納多少個像素。它用“像素/英寸”(Pixels inch) 即ppi表示。如果一個72 * 72 Pixel和點陣圖，圖的尺寸是2.54 * 2.54cm (1英寸 * 1英寸)，分辨率就是72 ppi, 這個點陣圖剛好是1平方英寸大小。
我們在不改變點陣圖像素的情況下，把分辨率變為36 ppi,圖的尺寸就會變為5.08 * 5.08 cm ( 2英寸 * 2英寸 ), 這個點陣圖的尺寸就放大了2倍，變成2平方英寸。
由此，我們得出結論：
A. 點陣圖的像素，隨著圖形分辨率的增加而增加，它與分辨率成正比；圖形文件的大小也與分辨率成正比。
B. 點陣圖的尺寸隨著圖形分辨率的增大而縮小。尺寸與分辨率成反比。
像素
分辨率 =
圖的尺寸
根據上述結論，我們用同一個固定像素的點陣圖，分別在不同分辨率的視窗中打開，或在不同分辨率的打印機上打印，會得到尺寸大小不一樣的結果。
我們在photoshop中，打開名為Big sky的天空圖，係統缺省 ( 也叫默認 ) 它的分辨率為72 ppi, 它的相關數據如下：
像素：寬640 高480 pixels
尺寸：寬22.58 高16.93 cm
Bigsky 72 ppi
在不改變這個圖像素的情況下，把它另存為分辨率是36 ppi 和144 ppi 的兩幅圖，則可得到以下的變化：
像素：寬640 高480 像素：寬640 高480
尺寸：寬45.16 高33.87 尺寸：寬11.29 高8.47
Bigsky_1 36 ppi Bigsky_2 144 ppi
在Bigsky_1中，由於分辨率比原圖縮小了1/2，圖的尺寸反而增大了2倍由
22.58 * 16.93 增大到 45.16 * 33.87cm
在Bigsky_2中，由於分辨率擴大了2倍，圖的尺寸反而縮小了2倍由22.58 * 16.93
縮小到11.29 * 8.47cm 。
1.3.2 矢量圖的分辨率
矢量圖是用數學方式的描述建立的圖形，計算機對於一個圖形，不是按照長寬矩陣對像素進行點陣排列，而是按特定的數學模式進行矢量的描述。例如畫一圓，簡單的矢量描述是：
MOVE TO 100, 100
CIRCLE 20
因此，矢量圖的物件中，沒有組成圖形的像素，矢量圖本身不存在分辨率的問題。
應該注意的是，我們使用的計算機顯示器，絕大多數都是CRT技術的光柵掃描形式的彩色顯示器，無論是點陣圖或是矢量圖，顯示的方式都一樣。就象我們拚地麵圖案。
矢量圖雖然本身是一幅沒有小點（最小單位）光滑的圖案，但它必須借助計算機的顯示器呈現給觀眾，因此就不得不接受顯示器的擺布，把它光滑的圖案拆分成800*600（640*480）個小點，均勻地投射到整個熒光屏上。我們顯示器上看到的矢量圖，已經是經過顯示器“踐踏”後的容貌。
好在人的視覺能力在15英寸—20英寸的顯示器上，分辨不清被拆分後形成的0.3 — 0.25 mm的小色點與未拆分前光滑的圖案有多大差別。
由此可見，顯示器是以一種虛擬的點來顯示矢量圖的。但我們必須明白，這種虛擬的點不是由圖形本身的“像素”組成，而是顯示器所為，與點陣圖的“點”存在本質上的區別。點陣圖中的“點”是“像素”，是圖形本身結構的一部分，它隨著圖形分辨率的變化而被放大或縮小；矢量圖本身沒有“點”，顯示器強加給它的虛擬的“點”，隻與顯示器的物理分辨率有關，不能被放大或縮小。所以，矢量圖無論放大多少萬倍，其邊緣看上去都不會出現鋸齒狀。
1.3.5 掃描儀的分辨率
（1） 光學分辨率（有效分辨率）
（2） 最大分辨率（插值分辨率）
第二章 數字色彩與色彩理論
2.1 混色係統 CIE 與顯色係統HVC
由於數字色彩理論的嚴重滯後，我國的數字色彩設計一直處於混亂狀態。大、中專學校的藝術設計教學中見不到關於數字色彩的課程，部分色彩教師不知道何為“混色係統”和“顯色係統”，更有甚者分不清光色的“三原色”與顏料的“三原色”以及它們之間的相互關係。 “色彩構成”課程，在今天顯得殘缺和幼稚，數字色彩在課堂上沒有一席之地。這是輕視色彩學習、缺乏色彩理論和色彩實踐導致的結果。
數字色彩並不是憑空產生的，它以現代色度學和計算機圖形學為基礎，采用經典藝用色彩學的色彩分析，是色度學與藝用色彩學在新的載體上的發展與延伸。
2.1.1 混色係統 CIE 它是數字色彩的基礎
現代色度學是我們認識色彩的基礎，它給色彩應用製定了國際通用的色彩標準。1931年，國際照明委員會（簡稱CIE）在劍橋舉行的CIE第八次會議上，以CIE－RGB光譜三刺激值為基礎，統一了“標準色度觀察者光譜三刺激值”，確立了CIE 1931－XYZ係統，稱之為“XYZ國際坐標製”，從而奠定了現代色度學的基礎。
由x，y，z三基色作軸的xyz錐形空間是一個三維的顏色空間，它包含了所有的可見光色（如圖CIE 三維顏色空間 ）。這個三維的顏色空間從原點O開始延伸第一象限（正的八分之一空間），並以平滑曲線作為這個錐形的端麵。從原點作射線貫穿這個錐體，射線上的任意兩點表示的彩色光都具有相同的彩度和純度，僅僅亮度不同。
這個馬蹄形的CIE色度圖（也稱色品圖），包含了可見光的全部色域。通過CIE色度圖，我們可以測量任何顏色的波長和純度；識別互補顏色；定義色彩域，以顯示疊加顏色的效果；還可以用CIE色度圖比較各種顯示器、膠卷、印刷、打印機或其它硬拷貝設備的顏色範圍。CIE色度圖是一個二維空間，它隻反映了光色的彩度和純度，沒有亮度因素。
2.1.2 顯色係統HVC（孟塞爾係統）它是經典（顏料）色彩的基礎
經典藝用色彩學是一種以顏料色彩為載體、偏重色彩心理屬性研究的色彩理論體係。它的物理基礎是一種顯色係統，最常見的是孟塞爾的HVC色彩體係（如圖 蒙塞爾色立體）。它是經典顏料色彩的基礎。
孟塞爾顯色係統HVC是美國畫家孟塞爾創立的。1915年《孟塞爾圖譜》首次出版。它是目前國際上作為分類和標定物體表麵色最廣泛采用的方法（包括顏料、彩色油墨、印刷品等）。美國、日本、英國、中國等國家的標準顏色都是基於孟塞爾係統的；我國的藝術色彩教學也以孟塞爾係統為基礎。
孟塞爾顯色係統著重研究顏色的分類與標定、色彩的邏輯心理與視覺特征等，為經典藝用色彩學奠定了基礎，也是數字色彩理論參照的重要內容。
2.2 數字色彩的混合與RGB色彩模型
2.2.1 色彩的三刺激與顏色的三基色
我們假設人類眼睛的視網膜中存在三種錐體細胞，它們分別對紅、綠、藍三種色光最敏感，根據人眼光譜靈敏度實驗，我們可以得到這三種細胞最敏感的色光的波長。由於實驗結果得到用來測定光譜色的原色出現負值，計算起來很不方便，科學家們選擇了三個理想的原色：（X）、（Y）、（Z）。（X）代表紅色，（Y）代表綠色，（Z）代表藍色，這三個顏色不是物理上的真實色，而是虛構的假想色
馬蹄形的CIE色度圖就正好適合在這個XYZ三角形中。（如前圖 CIE 三維顏色空間）
在顏色匹配實驗中，我們可以選取任意三種顏色，由它們相加混合後能生成這個範圍內的任何顏色，那麼這三種顏色就稱為三原色或三基色。紅（R）、綠（G）、藍（B）是最常用的三基色，也是後來計算機顯示顏色的三基色。
2.2.2 色光的加色法混合與RGB色彩模型
R、G、B三色是常用的光的三原色，紅（Red，記為R）、綠（Green，記為G）、藍（Blue，記為B），它們是計算機顯示器及其它數字設備顯示顏色的基礎。RGB色彩模型是數字色彩最典型、也是最常用的色彩模型。它屬於加色法混合，是一種光源色的混合模式。
加色法混合的特征是：（1）兩種不同的彩色光混合生成另一種顏色，且色光混合的次數越多、強度越大，得到的顏色越明亮；（2）如果兩種色光混合成白色，它們就被稱為互補色；（3）三基色可以混合出其集合範圍內的所以顏色；（4）紅( R )、綠( G )、藍( B )三色等量相加生成中性灰色,當R、G、B三色達到最高值時，它們相加後的結果生成白色。
在笛卡爾坐標係裏（如圖RGB色彩模型 ），RGB色彩模型可以用一個三維的立方體來表示，坐標原點代表黑色（0，0，0），坐標頂點代表白色（1，1，1），坐標軸上的三個立方體頂點分別表示R、G、B三個基色，餘下的三個頂點則表示每一個基色的補色，它們分別由同一平麵上的兩個相鄰的頂點加色混合而成。從黑色原點到白色頂點的主對角線上的所有色彩，是無彩色係的灰度顏色。
2.2. 3 計算機的RGB色彩選取和數字輸入
在使用計算機進行主要用於電子顯示色彩的設計時，我們可以選擇RGB色彩模式。RGB色彩模式采用的是DIE 三維色彩空間，R、G、B三種顏色的色彩數值從 0—255， 共256極，是2的8次冪，與計算機顯示器電子搶的強度等級是一致的。0 表示色彩強度最弱（即沒有色彩）的狀態，呈黑色；255表示色彩強度最強（即色彩純度最高）的狀態，呈最飽和色。當三種顏色的色彩數值都是0時，它所表現的區域就呈黑色；當三種顏色的色彩數值都是255時，它所表現的區域就呈白色；在處於其它色彩數值的情況下，就會顯示出各種不同的顏色。
2.3 數字色彩的三屬性與HSV（HSB）色彩模型
2.3.1 色彩的客觀三屬性與主觀三屬性
在經典藝用色彩學中，我們隻知道一種“色彩三屬性”，實際上它隻是對人們主觀感受色彩的心理描述，建立在人的主觀基礎之上的對色彩屬性的描述，色度學稱之為“色彩的主觀三屬性”。 色彩的主觀三屬性包括：色相（Hue，記為H）、飽和度（Saturation，記為S）、 明度（Brightness，記為B）。色相（H）是指色彩的相貌，即紅、黃、綠、青、藍、紫等；飽和度（S）是指某種色彩含有該色彩份量的多少的程度，在傳統的美術圈裏，大多數人把“飽和度”稱作“純度”；這在小範圍的用筆和顏料進行創作的美術圈內使用還無傷大雅，但用到數字色彩中就會引起混淆，因為色度學中的“純度”（purity）是用來描述光譜色彩的；明度（B）是指色彩的明亮程度。
色彩還存在客觀的三屬性，它包括: 主波長（dominant wavelength）、純度（purity）和亮度（luminance）。主波長是所見彩色光中占支配地位的光波長度，它決定色光的色彩（色相）；純度是光譜純度的量度，即純色光中混有白色光的多少；而亮度是指光的明亮程度。它們是三個物理量，可以用儀器測量來得到。這三個物理量對光色特征的描述，與色相、明度及飽和度是等效的。根據CIE三維顏色空間，我們可以計算出顏色的主波長和純度，可以直接通過三刺激值中的Y值來表示亮度因素。
2.3.2 人眼對顏色的視覺
在人的視網膜上分布有兩種細胞，一種是“杆體細胞”,它可以接受微弱光線的刺激，隻能讓人們在月光甚至星光下極暗的環境裏分辯出物體的形狀和“黑”與“白”，不能分辨出顏色。視網膜上的另一種細胞叫“錐體細胞”,它隻有當亮度達到一定水平時才能被激發，是人眼顏色視覺的神經末梢，能分辨物體的細微結構和顏色。人眼對色彩的分辨能力因光譜顏色的差異而有所不同。
我們大概能區分128種不同的色相和130種不同的色飽和度等級。根據所選的顏色又可進一步區分若幹個等級的明暗差別。對於黃色，能分辨出23種明度；對於藍色，能分辨出16種明度。因此，我們就能計算出人眼大約能分辨出的顏色總數：128 * 130 * 23 = 282720 ，共二十八萬二千七百二十種。這就是一些書上常提到的人類的眼睛可以分辨幾十萬種不同顏色的緣由。
2.3.3 HSV（HSB）色彩模型
HSV色彩模型從CIE三維顏色空間演變而來，它采用的是用戶直觀的色彩描述方法，它跟孟塞爾顯色係統的 HVC 球型色立體較接近。(如圖HSV 色彩六棱錐)隻不過HSV色彩模型是一個倒立的六菱錐，隻相當於孟塞爾球型色立體的一半（南半球），所以不含黑色的純淨顏色都處於六菱錐頂麵的一個色平麵上。在HSV六菱錐色彩模型中，色相（H）處於平行於六菱錐頂麵的色平麵上，它們圍繞中心軸V旋轉和變化，紅、黃、綠、青、藍、品紅六個標準色分別相隔60度。色彩明度（B）沿六菱錐中心軸V從上至下變化，中心軸頂端呈白色（V = 1），底端呈黑色（V = 0），它們表示無彩色係的灰度顏色。色彩飽和度（S）沿水平方向變化，越接近六菱錐中心軸的色彩，其飽和度越低，六邊形正中心的色彩飽和度為零（S = 0），與最高明度的V = 1相重合，最高飽和度的顏色則處於六邊形外框的邊緣線上（S = 1）。
(1) 色相、飽和度與六棱錐色平麵（H和 S）
色平麵（H、S）的基礎是CIE色度圖的x、y色平麵
(2) 明度與六棱錐中軸色（v）
色明度（V）的基礎是 CIE三維顏色空間的亮度因素Y。
2.3.4 計算機的HSB色彩選取和數字輸入
HSV色彩模型在計算機軟件裏常用HSB色彩模式來表示，跟HSV色彩模型一樣，H表示色相，S表示色彩飽和度，B表示色彩明度（相當於V）。最直觀的表示法是corel DRAW 中的“CMYK 3D減色法”。
2.4 數字化色彩的分類與CMYK色彩模型
由於CIE色度圖是一個二維空間，它隻反映了光色的彩度和純度，沒有亮度因素， 為了全麵地描述所有的色彩，還必須指出其亮度特征。根據CIE三維顏色空間，我們可得到一個既表示彩度和純度的色度坐標x、y，又表示顏色亮度特征的亮度因素Y的立體圖標，（如圖Yxy 表色方法）其中亮度因素從0％—100％，這也是CMYK色彩模型的色度學基礎。
2.4.1 CMY是RGB的補色
CMY三色分別是青色、品紅色、黃色。青（Cyan, 記為C）、品紅（Magenta，記為M）、黃（Yellow，記為Y）是打印機等硬拷貝設備使用的標準色彩，它們分別是紅（R）、綠（R）、藍（B）三基色的補色。打印機等硬拷貝設備把C、M、Y顏料通過紙張等介質打印成圖片後，我們就能通過反射光來感知圖片的顏色。CMY色彩模型也是數字色彩常用的色彩模型，它屬於減色法混合，是一種顏料色彩的混合模式。減色法混合的特征是：（1）兩種不同的顏色混合生成另一種顏色，且顏色混合的次數越多，得到的顏色就越灰暗、越混濁；（2）C、M、Y等各種顏色等於從白光中減去它們各自的補色。如：青色等於從白光中減去紅光。（3）青（C）、品紅（M ）、黃（Y）三色等量混合生成中性灰色, 當C、M、Y三色達到最高值時，混合的結果生成黑色。在實際應用中，由於顏料的化學成分和介質吸收等原因，C、M、Y三色混合後不會產生真正的黑色，因此在打印時要多加一個黑色（Black, 記為K）作為補充。
在笛卡爾坐標係裏，CMY色彩模型也用一個三維的立方體來表示，（如圖CMY 色彩模型）與RGB色彩模型不同的是，CMY的坐標原點代表黑色（0，0，0），坐標頂點代表白色（1，1，1），相當於把RGB立方體倒過來。
2.4.2 CMY是模仿顯色係統的減色法色彩模型
CMY三色就是我們從小學畫是常常聽到的所謂紅、黃、藍三原色，它們的色相跟繪畫顏料的湖藍、玫瑰紅、檸檬黃接近。計算機裏的CMY色彩模型，就是模仿顯色係統的減色法色彩模型。
2.4.3 有彩色係的色平麵 (如圖HSV 色彩六棱錐)
2.4.4 無彩色係的黑色
2.4.5 計算機的CMYK色彩選取和數字輸入
從 1— 100
2.5 數字色彩對兩種係統的綜合
數字色彩源於經典藝用色彩，它以新的載體形式出現，形成了自已獨特的技術標準、色彩模型、顏色區域、色彩語言等等。完整的數字色彩理論將是一種集現代色度學、計算機圖形學和經典藝用色彩學為一體的整合色彩體係。
孟塞爾顯色係統HVC早於CIE 1931－XYZ係統，從色域的涵蓋來看也遠遠小於CIE 1931－XYZ係統。由於孟塞爾顯色係統主要研究顏料色彩，早期實用於繪畫、印刷等領域；而CIE 1931－XYZ係統主要研究光學色彩，實用於相關的工業應用領域，以至於兩種係統各自獨立的發展。特別是在造型藝術相關的領域裏，幾乎不提及CIE 1931－XYZ係統，人們隻知道與顏料相關的“色彩學”，不知道與光色相關的“色度學”，更不了解CIE混色係統、色度圖和比顏料色彩更為寬闊的色域。
計算機的問世，特別是計算機圖形學的應用，迫使畫家、設計師不得不跳出原來的小圈子，站在一個不同的高度來審視所要麵臨的色彩世界，孟塞爾顯色係統和CIE 混色係統在20世紀後半葉實現了整合。
數字色彩的整合涉及兩個方麵：
2.5.1 色彩係統的整合
經典藝用色彩的基礎建立在“孟塞爾色彩係統”的顏料色彩之上，它是一個顯色係統，隻研究物體的反射光和色彩的減色模式，它的理論闡述和設色應用隻局限在一種色彩係統裏內； 數字色彩的基礎建立在“CIE 1931－XYZ係統”的光學色彩之上，是一個混色係統，主要研究物體的發射光和色彩的加色模式。整合後的數字色彩，由於囊括了色彩從生成、獲取到實現的全過程，它將整合顯色係統和混色係統兩種色彩係統的理論，以及光學色彩與顏料色彩的加色模式與減色模式。
2.5.2 色彩模型的整合
經典藝用色彩使用的是孟塞爾色彩係統的HVC是經典藝用色彩的色彩模型，簡稱孟塞爾色立體，它象一個扭曲的偏心球體。（如圖 蒙塞爾色立體）孟氏色相環以紅、黃、綠、藍、紫5種色為基礎色相，中間加入黃紅、黃綠、藍綠、藍紫、紫紅5種過渡色相，每種色相又細分為10個等級，共計100個色相。孟塞爾色立體它跟數字色彩的HSV色彩模型比較接近，兩者的主要區別是明度的中性灰色與飽和度（純度）之間的對應關係；最飽和色的等色相麵與明度中心軸的傾斜角差異。整合後的數字色彩模型，以RGB色彩模型為基礎，根據不同的應用需要，兼顧基於硬拷貝的CMY色彩模型和基於用戶的HSV色彩模型。
在具體的能產生數字色彩的圖形軟件中，各種色彩模式也是可以相互轉換和相互連接的，我們在RGB模式裏輸入色彩數值，同時可以看到它換算成CMYK或HSB或Lab等色彩模式的數值對應。
2.5.3 數字色彩的幾個基本問題
數字色彩源於經典藝用色彩，它以新的載體形式出現，形成了自已獨特的技術標準、存在方式、色彩模型、顏色區域、色彩語言、變化規律等等。我們學習數字色彩，必須明確以下幾個基本問題：
（1）經典藝用色彩的基礎是建立在“孟塞爾色彩係統”的顏料色彩之上的，是一個顯色係統；而數字色彩的基礎是建立在“1931 CIE－XYZ係統”的光學色彩之上的，是一個混色係統。二者的基礎不同。前者是減色模式，隻研究物體的反射光；後者是加色模式，以研究物體的發射光為主。
（2）藝用色彩學成熟於20世紀10年代，偏重色彩的心理屬性研究；而現代色度學產生於20 世紀30年代，偏重色彩的物理屬性研究。
（3）經典藝用色彩是局限在一種色彩係統裏（顯色係統）的色彩理論；而數字色彩是包容了兩種色彩係統（顯色係統和混色係統）的色彩理論。
（4）數字色彩的理論以經典藝用色彩學為前提，藝用色彩學的色彩三要素、色彩的心理感應、色彩的對比與調和、色調等，都是數字色彩要涉及的基本內容。
（5）數字色彩與經典藝用色彩主要存在不同的色域、不同的色彩明度與飽和度界定及其不同的表達
第三章 數字色彩與傳統經典色彩的比較
3.1 數字色彩與經典色彩的色域分析
3.1.1 CIE的可見光色域
從理論上講，可見光分布的色域就是CIE所表示的色域。有些觀點把CIE色度圖的可見光色彩跟 Lab色彩空間等同起來，認為CIE色度圖色域的全部色彩就是Lab色彩空間表現的全部色域。這裏人們忽視了一個問題：“CIE色度圖”實際上是“CIE 1931x、y色度圖”，它跟“CIE 1931－XYZ係統”的區別是，前者是一個平麵色彩空間，隻有主波長和純度兩個色彩要素，沒有亮度因素；（如圖CIE 及其各種色域比較 ）（CIE 三維顏色空間）後者一個立體的色彩空間，不僅有主波長和純度兩個色彩要素，還包含了亮度因素Y。 因此，隻有CIE三維色彩空間全部色彩，才能說其與可見光分布的色域相一致。 其它色彩空間的色域都在它的涵蓋之內。
3.1.2 RGB屏幕顏色的色域
RGB是計算機熒光屏及其它數字設備顯示顏色的色彩方式，它們的所有顏色都是由R、G、B三種發光質通過加光混合產生的。由於R、G、B三種顏色各能產生2的8次冪即256級不同等級的顏色，它們疊加在一起就可形成2的24次冪即16,777,216種顏色。RGB色域涵蓋了CMYK硬拷貝色域和所有顏料、染料、塗料的色域。
根據三基色的生成原理，三基色的色域隻能限製在由所選定的三點連成的三角形以內。從CIE色度圖我們得知，任何三基色能混合產生的顏色，都不能包含人的視覺能感知的全部顏色。
RGB色彩空間的色域如圖所示。
3.1.3 CMYK印刷顏色的色域
當今的印刷術以CMYK四色膠版印刷為代表，它采用高飽和度的四色油墨以不同角度的網屏疊印形成複雜的彩色圖片。由於這四色彩色油墨的網點相互錯開，各種顏色之間保持了相對獨立的飽和度，不會出現因手工繪畫調色或其它色料調和時導致的顏色之間降低飽和度的減色混合。
CMYK印刷顏色，是油墨所能表現的色域，它與計算機的CMYK色彩模型能表達的色彩不是一回事。因此，我們在應用計算機進行色彩設計時，係統可提示你超出印刷、打印的“警告色”，即使你設計了比較鮮豔的顏色，如果超出了CMYK印刷顏色的色域，計算機就會用一個接近它的較灰暗的顏色去頂替它。可見CMYK印刷顏色的色域小於RGB屏幕顏色的色域。
在CIE 色度圖中，我們可知道C、M、Y原色油墨的x、y色度坐標：
青色： x＝0.1902， y＝0.2296
品紅色：x＝0.4.20， y＝0.2410
黃色： x＝0.4020， y＝0.4401
（如圖－）
從圖上能明顯看到CMY印刷色域與RGB色域的差別。為了拓寬印刷色彩的色域，印刷界在CMYK四色印刷的基礎上，通用一種叫做“pantone”的印刷專色，使它的色域擴寬了不少。
3.1.4 CMYK打印顏色的色域
CMYK打印顏色，是打印機彩墨所能表現的色域。由於打印機的彩墨其色彩飽和度低於印刷油墨，它的色域也小於CMYK印刷顏色的色域，打印機打印出來的彩色圖片，色彩表現力也次於印刷色彩。
3.1.5 經典顏料色彩的色域
傳統繪畫的色彩調配通常隻用幾十種顏料，在顏料的配製中需要加入很多充填劑，特別是水粉畫顏料當中要加進大量的白色粉質，致使顏料的飽和度在出廠時就較低。經過繪畫過程的顏料相互調合後，色彩的飽和度繼續降低，它能產生的色彩種數遠遠少於數字化的RGB色彩和CMYK印刷色彩和打印色彩，其色域範圍也小得多，完全被數字色彩、印刷色彩和打印色彩的色域所涵蓋。
3.2 數字色彩與傳統經典藝用（顏料）色彩的比較
把數字色彩與傳統經典藝用（顏料）色彩放在一起，就好像一位德高望重的老者後麵跟著一位天真無邪的頑童。傳統經典藝用（顏料）色彩的應用，可追溯到人類文明的萌芽時期，曆時上萬年；而數字色彩的誕生還隻有短短的幾十年時間。雖然數字色彩姍姍來遲，但它憑借了物理光學和傳統經典藝用（顏料）色彩的成熟理論，使自己能站在巨人的肩上迅猛發展，並逐漸形成了區別於傳統經典藝用（顏料）色彩的數字色彩新體係。
3.2.1 不同的飽和度、明度界定及表達方法
在數字色彩與經典顏料色彩中，都存在色彩的明度、飽和度這兩個要素，但對它們的界定及表達方法卻不同，其中對色彩性質起影響作用的是明度與飽和度。
（1） 飽和度界定
我國的藝術色彩教學體係，基本上是按照蒙塞爾的色彩體係進行的。它把色彩的“飽和度”稱為“純度”，其大概的含義是：指顏色的鮮豔與混濁的程度，或可見光輻射的波長單一或複雜的程度。降低純度的方法，是往顏色裏混入無彩色係的黑、白、灰色，或混入該色的補色。
數字色彩的“飽和度”，從顏色的角度，是指某種顏色含有該顏色份量的多少程度；從光色的角度，是指光譜純度的量度，即純色光中混有白色光的多少。前者混淆了顏色與光色的區別，其定義也十分含混，不易科學地把握。何為“鮮豔”？何為“混濁”？往一個紅顏色裏混入有彩色係的黃色，算不算降低了這個紅色的“純度”？對於這些，我國現行的藝術色彩教學體係都回答不了。而數字色彩的“飽和度”界定就比較肯定：隻要往一個顏色裏混入其它顏色（不管是什麼顏色），就會降低這個顏色的“飽和度”，或隻要往一個光色裏混入了白色光，也就降低了這個光色的“純度”。
（2） 飽和度表達
我們來比較一下蒙塞爾色立體與HSV色彩模型：
從蒙塞爾色立體我們可以看到，（圖 蒙塞爾色立體 剖麵）
（數字色係—— 飽和度、度明色表）（HSV 色彩六棱錐）
蒙塞爾色立體中最純的顏色對應的中心軸是灰色；
HSV色彩模型中最純的顏色對應的中心軸是白色（無色）。
（3） 明度界定
經典藝用（顏料）色彩認為：
提高明度的方法是加白色；
降低明度的方法是加黑色，這與“純度”界定相混淆。因為“純度”界定也規定“加黑色”“ 加灰色”；
數字色彩認為：
提高明度的方法是加白色；
降低明度的方法是加黑色。
（4） 明度表達
蒙塞爾色立體有 11 個明度等級（9個灰度，1白1黑）
HSV色彩模型有 100 個明度等級
3.2.2 基於化學途徑的經典顏料色彩與基於物理途徑的數字色彩
顏料色彩有“礦物質顏料”“植物顏料”“化學顏料（水粉、丙稀）”；
數字色彩， 電子、量子（量子計算機）
3.2.3 反射光的顏料色彩與發射光的數字色彩
3.2.4 顏料色彩的減色模式與數字色彩的加色模式
3.2.5 顏料色彩的概括性與數字色彩的現實虛擬性（光能傳遞）
顏料色彩 表現現實（有限）
數字色彩 虛擬現實（相對無限）
第四章 數字色彩的獲取與生成
數字色彩的獲取與生成，離不開產生它的數字設備，數字設備的質量好壞直接影響到數字色彩和圖形的質量。從某種意義上說，數字設備（包括相應的軟件係統）是獲取數字色彩的質量關鍵。環境設計常用的數字設備有計算機、掃描儀、數碼照相機和數字攝像機。
4.1 計算機繪製生成的色彩
早期的數字色彩彩獲取，主要是通過計算機鍵盤輸入執行應用程序來實現的。那時的數字圖形和色彩的生成，還沒有開發出現在這種“可見即可得”的人機對話方式。今天我們使用的Auto CAD 12以前的版本，就殘留有一些用輸入命令的方式建立圖形、模塊的遺俗。
數字圖形與色彩生成方法，可分為兩種基本類型：一、模擬攝影、繪畫的影像繪畫係統；二、規則的係統藝術。
4.1.1 模擬攝影、繪畫的影像繪畫係統
這類係統主要通過計算機圖像的先進技術，與傳統的攝影、繪畫相爭豔，它綜合了電子計算機生成圖像與膠片（銀鹽）攝影、手工繪畫的方法和技巧，擴展了攝影和繪畫的表現範圍，使表現形式趨向理想和完善。我們常見的Photoshop、 Photostyler、 corel-photo-paint、 painter 等，都屬於這一類型。
4.1.2 理性精密的規則係統藝術（algorithmic Art，以分形圖形為代表）
規則係統藝術（ Art）利用計算機係統特殊的演算規律來生成圖形和色彩的方法。“分形”圖形是典型的規則係統藝術範例，它使用了一種類似重複的計算方法，使產生的圖形和色彩在從大到小的任何尺度上都呈現出“自相似性”，能產生變幻多端，又不失規律的美麗圖案與色彩。“分形”圖形主要來自“複動力係統”的圖形化。我們常見到的三維圖形中相似形樹葉的生成技術，就采用了規則係統藝術的技術。一些專門開發的分形藝術的設計軟件，較好地展現了分形藝術多姿的風采。( 如圖 分形圖 )
利用計算機係統的規則來創造圖形和色彩的原理，還廣泛地運用於一些常用圖形圖像軟件中，如Corel DRAW中的Power tine (輪廓線)、Blend（融合）；Auto CAD 中的array（列陣）等。遺憾的是這種最能施展計算機藝術語言和表現才能的創作手段，在藝術設計中沒有很好發揮它應有的積極作用。當日本著名視覺藝術設計師勝井三雄的“色光之宇宙”電腦繪畫作品展現於世時，引起了強烈的震撼和轟動，被日本及西方設計界譽為“光的勝井”。他這些的作品，就充分發揮了計算機藝術這種獨特的色彩語言和造型語言。
4.2 通過掃描獲取的色彩
掃描儀是目前獲取客觀世界色彩的一種最普及、最精密的輸入設備，藝術設計用到的掃描儀，主要有平台式掃描儀、滾筒式掃描儀和正負膠片掃描儀。
4.2.1 普通平台式掃描儀掃描
普通平台式掃描儀是設計人員常用的色彩、圖像輸入沒備，品牌很多，性能優劣不一，操作方法因品牌而異。其中品質較好的有AGFA（愛克發）、UMAX等，而HP（惠普）、和清畢紫光的Uniscan等，因具有較好的價格性能比，較多地受到一般用戶的青睞。以下以AGFA（愛克發）Arcs Ⅱ為例，介紹應用掃描儀的常規方法。
掃描儀獲取色彩有五種方式：1、黑白掃描，2、灰度掃描，3、RGB（三色）反射式彩色掃描，4、CMYK（四色）反射式彩色掃描，5、透射掃描。
（1） 黑白掃描（Art line）
黑白掃描也稱線條圖形掃描（Art line），它隻能產生一位色彩，所以它獲取的隻是黑白二種顏色。黑白掃描是掃描中最簡單的一種，它的參數設置也最簡單，隻需設置掃分辨率( ppi )即可，黑白掃描得到的黑白兩色圖形文件，隻能存為TIF、BMP等有限的文件格式，這也是光符識別（OCR）掃描文字的兩種常用的文件格式。
（2） 灰度掃描(Gray-Scale)
灰度掃描一般使用8位(bit)灰度顏色，即2的8次冪，256個等級的灰階色彩；也可使用10位( bit ) 灰度顏色，即2的10次冪，1024個灰階等級。可設置Gamma值調節色調曲線 ( ToneCure ), 在Range裏調節亮度/對比度參數和暗部/亮部範圍，還可以定義白色和黑色。
（3） RGB ( 三色 ) 彩色掃描 ( Color RGB )
RGB( 三色 )掃描就是指掃描得到的彩色圖像，是RGB色彩模式。RGB掃描得到的色彩，每種顏色的位深度是8 bit、10 bit或12 bit。在同一台掃描儀中，色彩的位數越大，獲取的顏色質量越好，色彩之間的過渡越平滑。 但一些圖像編輯軟件如photoshop不能處理10 bit和12 bit的顏色。它就會獲得比直接用8bit掃描更豐富的色彩，這裏就涉及到了RGB與Lab色彩模式的色域問題。
RGB( 三色 )彩色掃描的參數設置與灰度掃描一樣。這裏重點提及硬去網功能。硬去網的參數有65，85，100，120，133，150，175，200和other, 單位是lpi，最好選擇與印刷該印刷品網屏一致的參數。一般雜誌的彩色印刷網屏是150 lpi，較精美的印刷是175 lpi。
在實際工作中，我們使用的很多掃描儀都沒有硬去網功能，可以通過軟件中的模糊命令來去掉部分網紋。
（4）CMYK（ 四色 ）反射式彩色掃描
比較高級的掃描儀才會有CMYK（四色）掃描功能，在同一台掃描儀中，CMYK（四色）掃描能得到比RGB三色多出一個通道的顏色。如果同樣是用每個通道色彩8 bit掃描，RGB（三色）掃描隻能獲得2的24次冪種顏色，即16,777,216色，而CMYK（四色）掃描可以獲得2的32次冪種顏色，即4,294,967,296色。從圖像文件的大小來看，RGB文件也明顯小於CMYK。如果是用於印刷，CMYK（四色）掃描省去了由RGB色彩模式到CMYK色彩模式的轉換，也就減速少了一次因色彩模式間的轉換所造成的色彩損耗。
因此，具有CMYK（四色）掃描功能的掃描儀，對於從事有印刷業務的設計人員是極為有用的。
CMYK（四色）彩色掃描的其他參數設置與RGB（三色）掃描相同。在ArcsⅡ掃描儀中，CMYK和Line---Ant ( 黑色 ) 掃描會以ppi為分辨率單位，而Gray-Scale(灰度)和RGB掃描則會以Lpi 為分辨率單位，ppi和Lpi的換算是
1 Lpi = 2 ppi
（5） 透射（正片）掃描（Transparent）
（6） 負片掃描（Negative）
4.2.2 滾筒式掃描儀
滾筒式掃描儀是目前最精密的掃描儀器，它一直是高精密度彩色印刷的最佳選擇。它也叫做 “電子分色機”，它的工作過程，是將正片或原稿用分色機掃描存入電腦，因為 “分色”後的圖檔是以C、M、Y、K或R、G、B的形式記錄正片或原稿的色彩信息，這個過程就被叫成 “分色”或 “電分”（電子分色）。而實際上，“電分”就是我們所說的用滾筒式掃描儀掃描。
滾筒式掃描儀與平台式掃描儀的主要區別，是它采用PMT（光電倍增管）光電傳感技術，而不是CCD，能夠捕獲到正片和原稿的最細微的色彩。一台4000 dpi分辨率的滾筒式掃描儀，按常規的150線印刷要求，可以把一張4×5的正片放大13倍（4000÷300=13倍）。現在的滾筒式掃描儀可以毫無問題地與蘋果機或PC機相連接，掃描得到的數字圖像可用Photoshop等軟件作需要的修改和色彩調整。
4.2.3 平台式正負膠片掃描儀
正負膠片掃描儀采用的是一種靈敏率更高的CCD傳感器，它具有比平台式掃描儀更高的分辨率，它能將小尺寸的透射原稿（如135彩色反轉片或彩色負片）理想地數字化為電腦圖形文件。由於這類掃描儀一般具有較寬的光學動態密度範圍，它能夠捕獲到一般透視稿的全部色調。譬如寶麗萊SprintScan 4000正負膠片掃描儀，光學分辨率高達4000 dpi，RGB每一原色以12 bit A/D轉換，光學動態密度範圍為0─3.4OD, 是35mm及APS正負膠片理想的掃描儀。
4.2.4 影響掃描儀色彩的主要因素
(1) CCD（Charge Coupled Device）傳感器質量
(2) 分辨率( 解析度 )
分辨率是掃描儀對原稿圖像細節描繪能力的一個關鍵指標，分辨率越高的掃描儀，它對原稿細節的分辨能力就越強。掃描儀的分辨率一般用每英寸含多少個點來標示，稱dpi或ppi，也有用每英寸含多少條線來衡量，稱lpi。 lpi與ppi的換算關係是1lpi相當於2dpi，如果你用150 lpi掃描一幅圖，所得到的數字化圖形在Photoshop中存盤，就會得到300 ppi的分辨率。(150 lpi×2 =300 ppi )
在掃描儀說明書的技術指標中，常可看到兩種表示分辨率的數字：如光學分辨率600×1200dpi，最高分辨率9600×9600dpi。光學分辨率就是CCD能產生的分辨率，也可以說是掃描儀獲取真實色彩的分辨率；而最高分辨率是一種插值分辨率，它是用軟件算法在光學分辨率的基礎上進行補充得到的，沒有多大的實際用處，特別在彩色掃描中，插值分辨率不可能增加真彩色的層次，在掃描儀上插值掃描，還不如在圖像軟件裏( 如Photoshop ) 插值經濟和方便。
( 3 ) 色彩的位深度
色彩的位深度( bit depth )也稱色彩深度 (color depth), 是衡量掃描儀獲取色彩多少的一種度量，同樣的掃描儀，色彩位深度值越高，掃描出來的圖像色彩越逼真，色彩還原效果越好。
市麵上出售的掃描儀色彩位深度有24 bit、30 bit和36 bit。從理論上講，數字化電路的位寬越大，所得到的色彩數值就越多，掃描時就能獲得更豐富的色彩信息，顏色之間的過渡就越細膩、平滑。
RGB 24位（3*8） 3個色彩通道，每個通道 8 位（256色）
CMYK 32位（4*8） 4個色彩通道，每個通道 8 位（256色）
4.3 通過數碼照相機和數字攝像機獲取色彩
數碼照相機和數字攝像機是獲取數字化色彩的另一途徑。數碼照機主要用於捕捉相對靜止的對象，生成的是靜態的數字圖像和色彩；數字攝像機主要用於捕捉景物的連續活動，生成的主要是動態的圖像和色彩。近幾年，一些生產廣家推出了數字攝像兼照相兩用機和數碼照相兼攝像兩用機，但其主要功能還是具有明顯的傾向性，兼顧的功能隻能適用於很一般的非專業用途。如SONY PC 10數字攝錄像機兼有拍攝照片的功能，但照片的分辨率隻有*×*像素。數碼照相機兼備的攝像功能，隻能攝製10分鍾左右的動態場錄像。
4.3.1 數碼照相機的類型
數碼照相機的類型，可根據性能 / 價格比分為三個檔次，即普及型、高級型和專業型。衡量它們的主要標誌是看CCD包含的像素數目的大小，一般CCD像素數目越大，照相機生成圖像和色彩的能力就越強，檔次也越高。
(1) 普及型數碼照相機
普及型數碼照相機的分辨率較低，至少是640×480素像。這樣的分辨率在電視機或計算機的顯示器上觀看還是可以的，也可以用作網頁製作，但是要想打印輸出成照片，分辨率偏低，效果很差。
（2）高級型數碼照相機
高級型數碼照相機主要用於一般的商業用途和對照片質量要求較高的單位及家庭用戶。這類相機是目前市場銷售的主流。
高級型數碼照相機的CCD包含300萬以上的像素，相機的分辨率一般在1024×768～1600×1200素像之間，2000年以來，一些新型號的數碼照相機可達400多萬像素，分辨率可達2048×1536（尼康COOL PIX 990） 甚至2400×1800（奧林巴斯C－3030），這種等級的分辨率直接打印輸出，可確保8-10吋的高質量照片，如進行適當的色彩插值，還可獲得較好的A4--A3幅麵的打印效果，也可用作普通印刷製版。
近年來生產的高級數碼照相機，在相機的功能上作了很大改進。由於采用了全新的TurePic技術，能夠產生更加接近真實的圖像色彩、色調和適當的對比度。
有的相機設置了色彩補償模式；10萬以上像素的彩色液晶顯示屏；非球麵單反三倍光學變焦鏡頭，變焦範圍相當於35mm相機的36～115mm；有近攝功能，可拍攝2cm近的局部或超小目標的照片；圖像分辨率可選擇Tiff非壓縮格式，也可選擇幾種不同壓縮比的JPEG格式；存儲器可選擇8MB、16MB、32MB及64MB的通用CompactFlash存儲卡；采用TTL智能測光係統，可選用256區矩陣測光、偏重中央測光和重點測光；光圈能達到f = 2.6～4, 電子自動控製，有的相機還可手動調節；快門速度也能實現自動和手動控製，達到8秒～1/10000秒，另有10秒～12秒及2秒～3秒的延時自拍；高速連續拍攝；白平衡已實現全自動TTL / 手動6級設置；有程序自動曝光、光圈先決和快門先決，還設有曝光補償；感光度有相當於ISO 100、200、400的自動或手動調節；內置閃光燈具有自動閃光、強製閃光、禁止閃光、慢同步閃光和消減紅眼閃光，還可外接同步閃光燈等等。這些功能已足夠非專業或半專業人員的使用。
（3）專業型數碼照相機
專業型數碼照相機身價很高，在幾萬元至幾十萬元人民幣不等。超高分辨率是這類相機的首要標誌，一般CCD包含的像素可達到幾百萬像素。如，NiKon DCS-460數碼照相機，它采用NiKon N90機身，有一塊含600多萬像素的陣列CCD，圖像的最高分辨率可達到3060×2036像素，是20世紀世界上能夠隨身攜帶的分辨率最高的數碼照相機之一。這款相機采用12bit色，SCSI下載接口，可兼容Mac和PC兩種計算機。還有的數碼照相機為了提高像素數，采用多塊CCD設計。Minolta ( 美能達) RD－175就采用了3塊38萬像素的CCD，集合起來能產生極高的像素。
21世紀，Kodak 公司誕生了第一台目前分辨率最高的“一次過拍攝”的數碼相機背，它能產生一千六百萬像素的高質量照片（4080×4080像素），足以勝任任何出版印刷的需要。
專業型數碼照相機還有一個特點，就是可共用傳統照相機機身，實現鏡頭互換。傳統照相先進的自動對焦和曝光係統，外接專業智能化閃光燈，與數碼照相機機背快速的數據存儲，可選擇的高容量存儲卡等優勢綜合到一起，使數碼攝影變得方便、快捷，足以跟135 及120膠片（銀鹽）照相妣美。
專業型數碼照相機中還包含演播室型數碼照相機，它的主要特點是采用線性CCD圖像傳感器。由於它的線性CCD分辨率極高，拍攝時產生大容量的數據，在拍攝過程中需要與計算機相連接，不適應外出攜帶。
4.3.4 數字攝像機的色彩獲取
早在數碼照相機和掃描儀問世之前，便有了數字攝像機。是它的CCD固體攝像器件技術，啟發了數碼照相機和掃描儀技術的發展。
數字攝像機發展到20世紀末，產生了數字攝像錄像融合一體的數字攝錄機。由於專業級與廣播級的數字攝錄機價格昂貴、技術複雜，我們僅討論DV格式的家用攝錄機。
家用攝錄機俗稱“掌中寶”，使用寬度為6.35mm厚度為7цm具有較高耐強度和較高磁性能的低噪聲高輸出金屬蒸鍍型磁帶。帶盒規格有兩種：標準型尺寸125mm×78mm×14.6mm迷你型尺寸66 mm×48 mm ×12.2 mm，記錄時間分為30分鍾和60分種。DV格式數字攝錄機的圖像水平分辨率為500線，信噪比高達54DB，達到了廣播級的下限指標。圖像清晰度高、色彩還原逼真，音響效果好，這些都是DV格式數字攝錄機的重要特點。
第五章 數字色彩模型與色彩轉換
5.1 數字色彩模型的空間轉換
“色彩模型”這一術語，也是在計算機應用領域裏是混用得較多的概念之一。在計算機圖形學裏，“顏色模型是一個三維顏色坐標係統和其中可見光子集的說明。使用專用顏色模型的目的是為了在一個定義的顏色域中說明顏色。”因此，計算機圖形學個紹的色彩模型，有GRB色彩模型、CMY色彩模型、YTV（YIQ）色彩模型、HSV色彩模型等。
而在計算機常用軟件包中，“色彩模型”是用來描述某種色彩表達方式的，除了上述的四種色彩模式外，黑白位圖、灰度色彩、雙色調色彩、甚至縮影色彩也都被冠以“色彩模型”。為了區別計算機圖形學和實用軟件包中兩種不同意義的“色彩模型”，我們把後一類不具備真正意義的“彩色模型”，改稱為“色彩表達方式”，讓它與前麵真正的“色彩模型”相區別。
5.1.1 RGB — 加色混合色彩模型
前麵我們已經提到，基於色彩的三刺激理論，人類眼睛的視網膜中假設存在三種錐體視覺細胞，它們分別對紅（Red）、綠(Green)、藍(Blue)三種色光最敏感。根據人眼光譜靈敏度實驗曲線證明，這些光在波長為630nm(紅色)、530 nm（綠色）和450 nm（藍色）時的刺激達到高峰。通過光源中的強度比較，我們感受到光的顏色。這種視覺理論是使用三種顏色基色：紅（R）綠（G）藍（B）在視頻監視器上顯示顏色的基礎，稱之為RGB色彩模型。
計算機彩色顯示器是典型的RGB色彩模型。RGB色彩模型用一個三維笛卡兒直角坐標係中的立方體來描述，RGB色彩框架是一個加色模型，模型中的各種顏色都是由紅、綠、藍三基色以不同的比例相加混合而產生的。
5.1.2 CMY -- 減色混合色彩模型
青（Cyan）、品紅（Magenta）、黃（Yellow）分別是紅（R）、綠（G）、藍（B）三色的互補色，是硬拷貝設備上輸出圖形的顏色，如彩色打印、印刷等。它們與熒光粉組合光顏色的顯示器不同，是通過打印彩墨（ink）、彩色塗料的反射光來顯現顏色的，是一種減色組合。由青、品紅和黃三色組成的色彩模型，使用時相當於從白色光中減去某種顏色，因此又叫減色係統。
在笛卡兒坐標係中，CMY色彩模型與RGB色彩模型外觀相似（如圖），但原點和頂點剛好相反，CMY模型的原點是白色，相對的頂點是黑色。CMY模型中的顏色是從白色光中減去某種顏色，而不是象RGB模型那樣，是在黑色光中增加某種顏色。
因此，CMY三種被打印在紙上的顏色，我們可以理解為：
青（C）= 白色光 — 紅色光
品紅（M）= 白色光 — 綠色光
黃（Y）= 白色光 — 藍色光
由於白色光是由紅、綠、藍三色光相加得到的，上麵的等式可以還原為我們常用的加色等式：
青（C）=（紅色光+綠色光+藍色光）—紅色光=綠色+藍色
品紅（M）=（紅色光+綠色光+藍色光）—綠色光=紅色+藍色
黃（Y）=（紅色光+綠色光+藍色光）—藍色光=紅色+綠色
在實際應用中，CMY色彩模式也可稱為CMYK色彩模型。在彩色打印及彩色印刷中，由於彩色墨水、油墨的化學特性，色光反射和紙張對顏料的吸附程度等因素，用等量的CMY三色得不到真正的黑色，所以在CMY色彩中需要另加一個黑色（Black,K）,才能彌補這三個顏色混合不夠黑的問題。
5.1.3 HSV（HSB）-- 用戶直觀的色彩模型
RGB、CMY都是硬件設備使用的彩色模型，對於從事藝術設計的人員來說，它們抽象而較難理解。HSV（HSB）色彩模型使用了用戶直觀的顏色描述方法，用色相（H）、飽和度（S）和明度值（V），或者色相（H）、色飽和度（S）和明度（B）這些易於理解和直觀的參數，來建立與藝術家使用顏色習慣相近似的色彩模型。
HSV模型的六角形平麵是從RGB立方體演變而來，如果我們沿著RGB立方體的對角線從白色頂點向黑色原點觀察，就可以看到如圖X—X所示的立方體六邊形外形。
HSV（HSB）也稱為藝術家色彩模型，它適合消除數字色彩與傳統顏料色彩之間的溝通障礙。
5.1.4 Lab -- 不依賴設備的色彩模型
以上三種色彩模式都依賴於計算機設備而存在，設備變化了，這些色彩也會跟著變化，如果一個色彩圖形從一個計算機環境轉移到另一個不同的計算機環境，顏色就會走調，有時會變得麵目全非。為了使數字色彩在不同得環境裏保持不變，科學家們使用了CIE的Lab色彩，它可以在不同的計算機係統中交換圖形色彩，以及打印到頁麵描述語言PostScript Level 2的輸出設備上，從而保持了圖形和色彩的始終如一。
Lab色彩模型是由照度（L）和有關色彩的a, b三個要素組成。L表示照度（Luminosity），相當於亮度，a表示從紅色至綠色的範圍，b表示從藍色至黃色的範圍。L的值域由0到100，L=50時，就相當於50%的黑；a和b的值域都是由+120至-120，其中+120 a就是紅色，漸漸過渡到-120 a的時候就變成綠色；同樣原理，+120 b是黃色，-120 b是藍色。所有的顏色就以這三個值交互變化所組成。例如，一塊色彩的Lab值是L = 100，a = 30, b = 0, 這塊色彩就是粉紅色。
Lab色彩模型除了上述不依賴於設備的優點外，還具有它自身的優勢：色域寬闊。它不僅包含了RGB，CMY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。另外，Lab色彩模型的絕妙之處還在於它彌補了RGB色彩模型色彩分布不均的不足，因為RGB模型在藍色到綠色之間的過渡色彩過多，而在綠色到紅色之間又缺少黃色和其他色彩。
如果我們想在數字圖形的處理中保留盡量寬闊的色域和豐富和色彩，最好選擇Lb色彩模型進行工作，圖像處理完成後，再根據輸出的需要轉換成RGB（顯示用）或CMYK（打印及印刷用）色彩模型，在Lab色彩模型下工作，速度與RGB差不多快，但比CMYK 要快很多。這樣做的最大好處是它能夠在最終的設計成果中，獲得比任何色彩模型都更加優質的色彩。
5.1.5 其它色彩表達方式
除了上述四種色彩模型外，計算機還有幾種儲存色彩的方法，可稱為色彩表達方式。色彩表達方式有黑白位圖（Bitmap）、灰度色彩（Grayscale）、雙色調（Duotone）和縮影色彩（Indexed Color）。
（1） 黑白位圖（Bitmap）
黑白位圖是最簡單的色彩表達方式，圖像中隻有黑白兩種色彩變化，它的一個像素占用1個bit的儲存器，隻能表達開和關兩種狀態，所以它的色彩位深度是1 bit（位）。用這種色彩表達方式儲存的數字圖形，文件很小，它一般隻能存為TIF和BMP文件格式。黑白位圖最適合表現線描圖形，也是目前OCR光符識別文字掃描的唯一色彩方式。
（2） 灰度色彩（Grayscale）
灰度色彩也叫灰階色彩，它的色彩效果就象具有灰色層次的黑白照片。常用的灰度色彩是8bit（位）圖像，就是每個像素能表達2的8次冪，即256種灰度色彩。也就是把白色定義為0，把黑色定義成255，從白到黑有255個過渡等級。
對於非常精密並且要求色彩層次豐富的灰度圖像，在掃描時可選用10 bit或12 bit灰度色彩來掃描，這樣從理論上可獲得1024或4096個等級的灰度色彩。雖然計算機的顯示器隻能顯示256級灰色，但從更多級數的灰色裏過濾後得到的256色，比本身隻有256色的效果更佳。
（3） 雙色調（Duotone）
雙色調是一種完整的灰度圖像顏色與點色（spot color, 在印刷中也稱為專色）分開打印成二者混合效果的色彩表達方式。如果是用黑色（灰度色彩）與桔紅點色二色構成雙色調來表現一幅圖像，其效果就象用熟褐畫單色素描。它所表達的色彩明暗層次和清晰度，遠比CMYK打印或黑白灰度打印要強得多。因為一台普通得激光打印機隻能提供26至65的明暗度值，在打印過程中大約有30%的明暗度會丟失。雙色調能通過兩種至四種油墨的打印，來彌補這種明暗度的過多損失。
（4） 縮影色彩（Indexed Color）
縮影色彩是一種指定的色彩表達方式，它可以在盡量忠於原圖像色彩的情況下，減少顏色的數目，使之節省存儲空間或把圖像改為其它限定的應用範圍。 如網上使用的GIF文件格式就限定為256色。〔注：當有時網絡出現某種問題時，JPG文件格式的圖是發不出去的，而GIF文件格式的圖可暢通無阻。〕
縮影色彩最高也隻能生成8位（bit）色彩，即256色。其色彩的可調整範圍使2色至256色。
5.2 色彩模型的轉換及色彩修正
各種色彩模型適合於不同情況下的數字色彩與數字圖形處理，當這些情況（如使用目的、圖形與色彩的質量要求等）發生變化時就要求從技術上轉換成相應的色彩模型。
5.2.1 由RGB色彩模型轉換為CMYK色彩模型
如果不進行事前的特別設置，我們從掃描儀，數碼照相機、數字攝像機、光碟圖庫以及直接在計算機上繪製的數字圖形和數字色彩，都會以RGB色彩模型來顯示。因為它是計算機顯示器顯示色彩的真正色彩模型，其它色彩模型都是在它的基礎上衍生而來的。
假如你設計的圖形和色彩是以彩色顯示為目的那麼從開始設計到結果，都可始終如一地使用GRB色彩模型，隻有當你設計的結果需要以彩色印刷、打印為最終目的時，才需要把RGB轉換為CMYK色彩模型。
由於CMYK的色彩模型的色域比RGB色彩模型的色域窄小，當把RGB色彩模型下繪製的圖形和色彩轉換成CMYK後，會損失部分色彩。為了減少這種損失，不要在處理圖形之前或過程中事先轉換RGB色彩模型，而要當全部的圖形、色彩、特技、文字都處理完畢後，最後輸出時才把RGB色彩模型下繪製處理的圖形轉換成CMYK色彩模型。
RGB色彩模型的計算速度也快於CMYK色彩模型的計算速度有的 外計算機書上說前者的速度比後者快好幾倍。筆者曾做過試驗在photoshop5中處理一般的TIF或JPG 數字圖形、RGB比CMYK色彩模型下的計算速度大約要快80%~90%。
5.2.2 L ab色彩模型在色彩轉換中的優越性
從色域的角度來看，CMYK色彩模型的色域小於RGB色彩模型的色域， RGB色彩模型的色域又小於Lab色彩模型的色域。從理論上講，Lab色彩模型包含了所有肉眼能分辨的不同顏色，它是各種色彩模型轉換的基礎。有的軟件操作書籍認為，無論是由RGB轉換為CMYK，或由CMYK轉換為RGB，計算機都在內部首先把它們先換算成基礎的Lab色彩，然後再按人們指定的色彩模型進行轉換，photoshop就是典型的例子。
盡管這樣，經驗豐富電腦設計師還是喜歡在開啟一張新圖後，第一件事就是先把它轉換成Lab色彩模型，等全部的圖片處理工作完成後，輸出前才把圖轉換成需要的色彩模型。這樣就盡可能減少由色彩模型的轉換而造成的色彩損失。特別是製作高精度的大幅海報或廣告時更應如此。
5.2.3 由RGB或CMYK色彩模型轉換為灰度色彩（Grayscale）
Photoshop裏RGB色彩模型的彩色圖像R、G、B分別有三個8bit（位）的色彩通道。當我們在通道麵版裏“分離通道”命令（英文版的“channels”）麵版裏執行“split channels”命令把色彩圖像按各個通道分解成R、G、B三個單獨的畫麵時，我們會驚奇的發現每個彩色通道原來都是8bit的灰度色彩圖！（CMYK色彩模型的彩色圖像同理也是C、M、Y、K四個灰度色彩通道）。這是因為psotoshop不是把真彩色圖像作為單一的24bit像素的集合來看待，而是把它們分解或三個8 bit像素的通道，每個通道就象一個單獨的灰度圖，並相對應它代表的那種顏色的打印墨色（ink）。photoshop目前的版本隻能處理每個通道等於或小於8 bit 圖像。
當我們把RGB或CMYK色彩模型轉換為灰度色彩時，實際上就是把3個或4個彩色的通道整合在一個灰度色彩通道裏。如果我們取一個CMYK圖像中的K通道跟把這個圖像轉換成灰度色彩後的通道作一個比較，可明顯地看出二者區別（如圖 現場操作）。
5.2.4 由灰度色彩（Grayscale）轉換為“雙色調”（Duotone）
“雙色調”是一種特殊的色彩表達方式，雖然它與灰度圖都隻包含一個8bit的色彩通道，但在輸出時卻是按它其中包含的色彩處數分開打印的，因此它能表現比灰度圖更豐富的明暗層次。
RGB和CMYK色彩模型的圖像是不能直接轉換成雙色調的，必須先轉成灰度圖，然後再轉成灰度圖，雙色調色彩的表達方式以灰度圖的灰度色彩作為基礎，稱“ink1(油墨1)”，另可配置1~3種其它點色（point color）,作為ink2或ink3、ink4，與灰度色彩共同構成一幅“雙色調”圖像。
以下是由黑、黃二色構成的雙色調圖像跟CMYK圖像中由黑、黃二個色彩通道構成的圖像以及單純灰度圖之間的比較，可看出雙色調的色彩層次比其它更豐富。（如圖 現場操作）
圖1：雙色調。它是灰度圖與100%黃色的集合
圖2：灰度圖。它隻是單純的灰度色彩
圖3：CMYK中的K和Y色彩通道。它損失了C和M兩色的明度值。
5.2.5 由灰度色彩（Grayscale）或雙色調（Duotone）轉換為黑白色彩（Bitmap）
由灰度色彩或雙色調轉換為黑白色彩，( photoshop的命令：Image（圖象)——Moden（模式） bitmap（位圖））計算機會提示你指定轉換後的圖像分辨率（輸出分辨率），這可根據你的目的來確定，如果是打印或印刷，分辨率在300 dpi ~350 dpi為宜。另處，計算機不會讓你選擇四種黑白點陣的構成樣式：50%閥值、圖案仿色、擴散仿色和半調網屏，用來模仿灰度圖的圖像形狀。
5.2.6 由RGB色彩模型轉換為索引色彩（Index-color）
除了一些特殊的用途，索引色彩主要用於Web的色彩。所謂“索引”就是計算機的一種篩選基本色彩的方法，它根據用戶對所要保留的色彩設定（從1 bit / 像素——2種顏色，到8 bit / 像素——256種顏色），隻保留原圖中最能體現該圖的基本色彩，去除其餘的色彩，使色彩精練化。這種索引，是photoshop通過產生一個色彩查找表(LUT)來實現的。它用命令Image（圖像）—— Moden（模式）——Indexed color（索引顏色）。
索引色彩隻以RGB色彩模式轉換而來，不允許灰度色彩和Lab、CMYK色彩模式直接索引，必須先把這些模式轉換為RGB色彩模式後，再進行色彩的索引。
5．3 數字圖形的壓縮、重采樣以及對色彩的影響
為了節省計算機有限的包括磁盤空間在內的數據存儲器，或一些應用場合不適應太大的文件運行（如Web），我們總希望能削減數字文件的大小。計算中心軟件開發的科學家們根據這種願望，創造了各種不同的壓縮方式的文件格式中，使我們在使用過程中免去了不少麻煩。數字文件壓縮的實質，是對文件的數據壓縮，它可分成兩類：整個文件壓縮和文件內結構的壓縮，整個文件壓縮要使用專用的壓縮等程序，如DWindows中的Win Zi等。它們對文件從頭到尾全麵壓縮，從而產生一個新文件，適用於長期存儲和傳輸、互聯網上傳輸長篇文本和大量圖片。但它必須要用解壓縮程序進行解壓縮處理，不時然任何軟件也無法使用它，給日常使用帶來不便。
常用的文件內部結構壓縮方式有RIE壓縮、LZW壓縮和JPEG壓縮，它們與ZIP壓縮不同，本身不是一種程序，而包含在相應的文件格式中。我們這一節重點介紹這類壓縮方式。
5.3.1 RIE壓縮
RIE是一種運行長度編碼的壓縮方案，全稱是Run-Length Encodeing.它是壓縮文件時最容易最直觀的壓縮方法。簡單地說，它是在讀出點陣圖的每個像素時，如果遇上有幾個連續的同值像素，就不再記錄每個像素的顏色值，而隻記錄一共有幾個像素具有哪種相同的顏色值。
RLE壓縮一般包含在Window的BMP文件格式裏，它是適合4 bit至8 bit的顏色時采用，Window的壁紙及桌麵圖是它的最常用形式。另外，Pcx格式也把RIE壓縮方式定為缺省（默認）方法。
由於RIE壓縮的特點，它對於黑白點陣圖的畫麵中含有大塊相同顏色的圖案型點陣圖的壓縮取有效，而對於灰度圖和彩色照片類的色彩過渡平滑、細膩的圖像效果不好，這是由於它隻能壓縮一長串相同顏色的像素的緣故。
RIE壓縮是一種無損耗壓縮。
5.3.2 LZW壓縮
LZW壓縮是以研製者的名字來命名的（Iempel, Zir和Welch）,它的工作原理是讀出點陣圖的像素值，然後建立一個相應的編碼表，記錄它所發現的重複圖案的數字串。因此，它很適合壓縮有大塊相同色彩或重複顏色圖案的點陣圖，圖片中相同的色彩越多，壓縮比就越大，最大時可壓縮到原文件的1/10。
LZW壓縮包含在TIFF和GIF文件格式中，在TIFF中，LZW壓縮隻是一個選項，或執行可不執行；而在GIF文件格式中，它作為缺省方式存在。
由於LZW壓縮替代的是數據串，而不涉及點陣圖具體的各個像素，它的壓縮是完全無損耗的壓縮。
5.3.3 JPEG壓縮
JPEG壓縮是由開發它的人們Joint Photographic Group ( 聯合圖形專家組 )命名的。與RIE和LZW不同的是，JPEG壓縮即是一種壓縮方案，又是一種文件格式，（它的文件擴展名是JPG）並且是當前流行的一種能得到最有效、最基本的壓縮格式，也有Internet上的兩種常用的數字圖形文件格式。
JPEG的壓縮過程比較複雜，分為三步。第一步是改變頻率，它使用一種稱為ADCT（自適應離散餘弦變換）的技術來壓縮圖像：第二步是平均化，正是這個步驟節省了大量的磁盤空間，但損失了原圖的數據，這也是實際壓縮的第一階段；第三步是對平均值進行壓縮，采用無損的Huffman編碼法將重複的值轉變為單個符號。
JPEG壓縮是一種有損壓縮，它會使壓縮前後的文件大小產生戲劇性的變化，一個壓縮後的文件可以縮小到原來的百分之五大小。隨著壓縮比的增大，文件丟失的數據就越多。建議對於彩色打印用的數字圖形文件，壓縮品質選項不低於6（高），而對於彩色印刷用的數字圖形，壓縮品質選項不低於8（最佳），否則對於最後的輸出結果會帶來或多或少的影響。
需要注意的是，JPEG是一種累積壓縮方案，可以在它上麵累加壓縮，每當把數字圖形存在為JPEG格式時，程序都會再次對它進行壓縮。假如你第一次存盤時使用的是“8”壓縮，後來發現文件還是太大，想把它改為“6”（高）的質量來壓縮，而隻能用“7”或“8”壓縮，不然你用“6”再次壓迫所得到的實際上變成都了原圖用“5”壓壓縮結果。
5.3.4 重采樣與色彩插值
以上是論述如何把一幅已有的數字圖形變小，這是我們在設計中經常遇到的問題。但有時候我們用作素材的數字圖形太小，需要將其變大，這就涉及到點陣圖的重采樣。
重采樣就是將一幅較小尺寸的點陣圖擴大為較大尺寸的點陣圖，其中的關鍵是要增加原圖的像素。（這裏需要說明另一種由“放大鏡”工具放大的畫麵；電腦中的“放大鏡”與生活中的放大鏡一樣，它隻是一種虛幻的視覺放大，而不能放大物體的真實尺寸。譬如，我們可以用“放大鏡”把一個人的頭發放大成筷子一樣粗細，但不等於這頭秀發實質上變得象一個刺蝟那樣粗壯的毛。）
下麵用一個例子來剖析重采樣過程：
我們用數碼照相機拍攝了一幅城市景觀，得到的畫麵尺寸是1600×1200像素，而我們的目的是要把它印刷成一張大16開（285×210mm）的城市雕塑畫冊封麵。顯然，把1600×1200像素編輯成印刷所需的300dpi輸出分辨率，其畫麵尺寸明顯不夠A4（大16開）的幅麵，隻能達到13.55×10.16mm，這就需要把這幅數碼照片進行放大實際尺寸的重采樣處理。
在photoshop重打開這張數碼照片，執行Image(圖像)—Image size(圖像尺寸)彈出Image Size對話框，如圖（現場操作）:
把一幅較小的數碼照片“重采樣”放大成為印刷大16開所需的尺寸。
色彩插值並不是原圖像的真實色彩，而是一些近似的，添加進去的近似假色彩，它隻可能降低原圖的質量。重采樣增加的像素越多，對原圖像的真實色彩破壞越嚴重。
據說，現在有人發明了一種先進的“重采樣”技術，可以把較小像素的數字圖形通過“重采樣”放大，而又幾乎接近於真實的顏色。這樣，數碼相機、掃描儀的價錢就要大大降低。
數字色彩與傳統經典色彩的比較
3.1 數字色彩與經典色彩的色域分析
3.1.1 CIE的可見光色域
從理論上講，可見光分布的色域就是CIE所表示的色域。有些軟件操作書把CIE色度圖的可見光顏色總數跟 Lab色彩空間等同起來，認為CIE色度圖色域的全部顏色就是Lab色彩空間表現的全部色彩。這裏人們忽視了一個問題：“CIE色度CIE 及其各種色域比較 ）（CIE 三維顏色空間）後者是一個立體的色彩空間，不僅有主波長和純度兩個色彩要素，還包含了亮度因素Y。 因此，隻有CIE三 維色彩空間全部色彩，才能說其與可見光分布的色彩相一致。其它色彩空間的色域都在它的涵蓋之內。
3.1.2 RGB屏幕顏色的色域
RGB是計算機熒光屏及其它數字設備顯示顏色的色彩方式，它們的所有顏色都是由R、G、B三種發光質通過加光混合產生的。由於R、G、B三種顏色各能產生2的8次冪即256級不同等級的顏色，它們疊加在一起就可形成2的24次冪即16,777,216種顏色。RGB色域涵蓋了CMYK硬拷貝色域和所有顏料、染料、塗料的色域。
根據三基色的生成原理，三基色的色域隻能限製在由所選定的三點連成的三角形以內。從CIE色度圖我們得知，在馬蹄形色域內選取任何三個點作為三基色，它所能混合產生的顏色，都不能包含人的視覺能感知的全部顏色。
RGB色彩空間的色域如圖所示。（CIE 及其各種色域比較）
3.1.3 CMYK印刷顏色的色域
當今的印刷術以CMYK四色膠版印刷為代表，它采用高飽和度的四色油墨以不同角度的網屏疊印形成複雜的彩色圖片。由於這四色彩色油墨的網點相互錯開，各種顏色之間保持了相對獨立的飽和度，不會出現因手工繪畫調色或其它色料調和時導致的顏色之間降低飽和度的減色混合。
CMYK印刷顏色，是油墨所能表現的色域，它與計算機的CMYK色彩模型能表達的色彩不是一回事。因此，我們在應用計算機進行色彩設計時，係統可提示你超出印刷、打印的“警告色”，即使你設計了比較鮮豔的顏色，如果超出了CMYK印刷顏色的色域，計算機就會用一個接近它的較灰暗的顏色去頂替它。可見CMYK印刷顏色的色域小於RGB屏幕顏色的色域。
在CIE 色度圖中，我們可知道C、M、Y原色油墨的x、y色度坐標：
青色： x＝0.1902， y＝0.2296
品紅色：x＝0.4.20， y＝0.2410
黃色： x＝0.4020， y＝0.4401
（如圖－）
從圖上能明顯看到CMY印刷色域與RGB色域的差別。為了拓寬印刷色彩的色域，印刷界在CMYK四色印刷的基礎上，通用一種叫做“pantone”的印刷專色，使它的色域擴寬了不少，形成6色包圍色域範圍。（CIE 及其各種色域比較）
3.1.4 CMYK打印顏色的色域
CMYK打印顏色，是打印機彩墨所能表現的色域。由於打印機的彩墨其色彩飽和度低於印刷油墨，它的色域也小於CMYK印刷顏色的色域，打印機打印出來的彩色圖片，色彩表現力也次於印刷色彩。力也次於印刷色彩。
從理論上講，當C、M、Y三色達到最高值時，混合的結果生成黑色。在實際應用中，由於顏料的化學成分和介質吸收等原因，C、M、Y三色混合後不會產生真正的黑色，因此在打印時多加了一個黑色（Black, 記為K）作為補充。
3.1.5 經典顏料色彩的色域
傳統繪畫的色彩調配通常隻用幾十種顏料，在顏料的配製中需要加入很多充填劑，特別是水粉畫顏料當中要加進大量的白色粉質，致使顏料的飽和度在出廠時就較低。經過繪畫過程的顏料相互調合後，色彩的飽和度繼續降低，它能產生的色彩種數遠遠少於數字化的RGB色彩和CMYK印刷色彩和打印色彩，其色域範圍也小得多，完全被數字色彩、印刷色彩和打印色彩的色域所涵蓋。
3.2 數字色彩與傳統經典藝用（顏料）色彩的比較
把數字色彩與傳統經典藝用（顏料）色彩放在一起，就好像一位德高望重的老者後麵跟著一位天真無邪的頑童。傳統經典藝用（顏料）色彩的應用，可追溯到人類文明的萌芽時期，曆時上萬年；而數字色彩的誕生還隻有短短的幾十年時間。雖然數字色彩姍姍來遲，但它憑借了物理光學和傳統經典藝用（顏料）色彩的成熟理論，使自己能站在巨人的肩上迅猛發展，並逐漸形成了區別於傳統經典藝用（顏料）色彩的數字色彩新體係。
3.2.1 不同的飽和度、明度界定及表達方法
在數字色彩與經典顏料色彩中，都存在色彩的明度、飽和度這兩個要素，但對它們的界定及表達方法卻不同，其中對色彩性質起影響作用的是明度與飽和度。
（1） 飽和度界定
經典藝用（顏料）色彩認為：
把色彩的“飽和度”稱為“純度”，其大概的含義是：指顏色的鮮豔與混濁的程度，或可見光輻射的波長單一或複雜的程度。降低純度的方法，是往顏色裏混入無彩色係的黑、白、灰色，或混入該色的補色。
數字色彩認為：
從顏色的角度看，“飽和度”是指某種顏色含有該顏色份量的多少程度；從光色的角度看，是指光譜純度的量度，即純色光中混有白色光的多少。隻要往一個顏色裏混入其它顏色（不管是什麼顏色），（這好比不管是加糖或加鹽）就會降低這個顏色的“飽和度”；或隻要往一個光色裏混入了白色光，也就降低了這個光色的“純度”。
前者混淆了顏色與光色的區別，其定義也十分含混，不易科學地把握。何為“鮮豔”？何為“混濁”？往一個紅顏色裏混入黃色，算不算降低了這個紅色的“純度”？（這類似於：往清水裏加糖算改變了清水的純度，往清水裏加鹽算不算改變清水的純度？）對於這些，我國現行的藝術色彩教學體係都回答不了。而數字色彩的“飽和度”界定就比較肯定。
（2） 飽和度表達
我們來比較一下蒙塞爾色立體與HSV色彩模型：
從蒙塞爾色立體我們可以看到，（圖 蒙塞爾色立體 剖麵）
（數字色係—— 飽和度、度明色表）（HSV 色彩六棱錐）
蒙塞爾色立體中最純的顏色相對應的中心軸是灰色；
HSV色彩模型中最純的顏色相對應的中心軸是白色（無色）。
（3）明度界定
經典藝用（顏料）色彩認為：
明度是指色彩的明暗程度；
提高明度的方法是加白色；
降低明度的方法是加黑色。（注：這與“純度”界定相混淆。因為“純度”界定也規定“加黑色”或“ 加灰色〔白＋黑＝灰色〕”就會降低色彩的純度）；
數字色彩認為：
明度是指色彩的明亮程度；
提高明度的方法是去掉黑色（相當於加白色）；或降低顏色的飽和度。
降低明度的方法是加黑色。
（4）明度表達
蒙塞爾色立體有 11 個明度等級（9個灰度，1白1黑）
HSV色彩模型有 100 個明度等級
3.2.2 基於化學途徑的經典顏料色彩與基於物理途徑的數字色彩
顏料色彩，有“礦物質顏料”“植物顏料”“化學顏料（水粉、丙稀）”；
數字色彩， 電子、量子（量子計算機）。電子是定向運動、量子可超方向運動
3.2.3 反射光的顏料色彩與發射光的數字色彩
3.2.4 顏料色彩的減色模式與數字色彩的加色模式
3.2.5 顏料色彩的概括性與數字色彩的現實虛擬性（光能傳遞）
顏料色彩 表現現實（色域有限）
數字色彩 虛擬現實（相對無限，已超過人眼的識別能力）,這是數字圖形最顯著的特性。新興的“非物質設計”。
第六章 藝術設計中的色彩應用
6.1 色彩設計的形式法則
6.1.1 變化與統一
“變化與統一”是物質世界存在的基本方式，也是自然界色彩變換的基本規律。
（1） 一年四季的色彩變化
四季的更替直接帶來色彩變化。把色彩與四季聯係起來，我國古代就有詳細的論述：“陰陽五行”學說，它對應“五方正色”；
（2） 不同地域、環境、海拔的色彩變化
色彩來自光，不同地域、環境、海拔會對光色產生一定影響，形成不同的色彩變化；高原的藍天；
（3） 不同人文環境、商業氛圍的色彩變化
人文環境、商業氛圍是我們色彩設計要關注的重要問題，有時它會上升為主要問題。兒童樂園、水族館；麥當勞於醫院；
（4） 色彩學範圍內本身的色彩變化
色相、明度、飽和度、色調………
6.1.2 對比與和諧
對比與和諧是“變化與統一”原則在用色中的一種具體的表達，與它相對應的是色彩的“對比 — 調和”理論。我們可以把色彩對比 —與色彩調和看作是一對相互可逆、相互轉換的操作方式。
彩色對比的形式有色相、明度、飽和度、麵積、並置對比等。
色相、明度、飽和度（剛上完這課，略）
（1）麵積對比：
A、 大麵積與小麵積色塊之間的對比；
B、 某種（或某一類）色彩總麵積與另一種（或另一類）色彩總麵積之間的對比；
C、 色彩麵積的對比能調節畫麵色彩的分布均衡，形成色彩呼應：山村變了樣，
2116－6552
（2）並置對比（同時對比）：
並置對比的規律：1—4（見新講義）
6.1.3 重複與漸變（如 分形圖）
（1）色彩設計中的重複運用必不可少：
A、 能使色彩之間產生明顯的聯係和視覺呼應，加強畫麵色彩的反複與律動；
B、 結合色彩麵積的大小變化，增加畫麵的層次感，促使形成某一主色調。
（5） 漸變是一種有秩序、有規律、有節奏的變化和運動形式。
色彩漸變的形式，有色相、明度、飽和度色彩要素；
有形狀、麵積、位置、方向、路徑等非色彩因素。
6.2 數字色彩的視覺化分析（六棱椎剖麵色彩分析）
從第二章中我們知道：用戶（設計師）直觀的色彩模型是HSV色彩模型，因為它跟蒙塞爾色彩模型最接近，最適合視覺的直觀表達。數字色彩的視覺化分析就是圍繞HSV色彩模型展開的。
6.2.1 以色相為中心的主色調（在同一色平麵上配色）（如圖 數字色係— 飽和度、度明色表）
我們還可以把HSV的六棱椎色彩模型橫向切開，得到很多與頂麵色相相同，但飽和度低一些的橫截麵圖。
6.2.2 以明度及飽和度為中心的複色調（在同一色立麵上配色）
我們把HSV的六棱椎色彩模型縱向切開，可以得到一個顏色的剖麵圖。
6.2.3 複雜配置的綜合色調（同時在不同的色平麵和色立麵上交叉配色）
6.3 數字色彩的心理化分析
6.3.1 以心理因素為基礎的意象配色
冷暖、輕重、軟硬、明快－憂鬱、興奮－沉靜、華麗－樸實、音感、味感…….
6.3.2 年齡心理與色彩傾向
嬰兒：
7-15歲兒童：
6.3.3 民族、地域的文化心理與色彩喜好
不同國家、民族，社會、政治、宗教…….各有偏愛和禁忌。
紅色 中華民族：－喜慶、熱烈、幸福。婚典、節日、慶賀。
山頂洞人，赤鐵礦； 戰國漆器；故宮、天安門；
紅軍、紅旗、紅領巾
紅包
黃色 － 帝王、黃土、黃龍
綠色 － 青春…..，綠帽
五彩斑斕
中國與西方的色彩觀念的最大區別：
中國：基於社會學和心理學的“觀念（主觀）色彩”， “隨類附彩”“外師造化，心得中源”，五方正色（中國人的五原色），
西方：基於物理學的“客觀色彩”“光學色彩”
東西方思維方式的差異：
以中國為代表的東方人，擅長圓道的、整體的、辯證的思維方式，它重綜合、歸納和感性的直覺與頓悟，強調有機的辯證統一和事物的普遍聯係，主張矛盾的和諧。反映在自然觀上，講究整體性、連續性、無形性、功能性、化生性；物我不分，天人合一。試圖尋找一種包容一切的、有機聯係的複雜物質。它是在先秦的道家、儒家思想和氣論的自然觀基礎上發展而來的。
太極拳、八卦、辯證的統一，和合文化，天人合一；政治上，自秦始皇以來大一統，計劃經濟，
西方人擅長線性的、個體的、機械的思維方式，它重分析、演繹和理性的邏輯與判斷，強調無機的理性分解、排列與組合，主張矛盾的對立。反映在自然觀上，講究個體性、間斷性、有形性、結構性、組合性。它是在古希臘原子論的基礎上發展而來的。
“形式服從功能”，學科越分越細，相互割裂，我國教育沿襲了西方的模式，帶有濃重的機械唯物論的色彩. 科學文化與人文文化的分野，
20世紀工業文明以來帶給人類在經濟、環境、人口、資源等方麵的危機。科學文化的異化；文化反過來變成了目的。為人類尋找在新的文明模式中求得生存和發展的出路。提出：可持續發展，
可持續發展，人與自然和諧共處。隨著自然科學的進步和精神文明的發展，“人類在曆經了幾百年精確思維之後，思維和科學又朝著確定和不確定、分析與綜合相統－的整體思維方向發展，中國傳統的自然觀、哲學、思維方式，由於與現代科學在世界觀方麵所顯示的征兆有某種相似，因而日益引起了現代西方科學家和哲學家的興趣。②”現代物理學的兩大支往——量子力學和相對論中所包含的概念和思維方式，都不同於西方傳統的觀念，而與中國注重整體、相對、和諧的傳統思維方式更相吻合。波粒二象性理論、統一場論、中西醫結合及大爆炸宇宙論都證明中西麵種傾向的自然觀和思維方式可在一個更高的層次實現結合。世界生態環境的惡化，科學文化與人文文化的對立，人與物關係的異化，也依賴一種嶄新的、“全然非歐洲性格的思維模式③”的介入。特別是世界範圍內“可持續發展”理論的提出和迅速傳播，為中國文化走向世界提供了實現的可能性。
有西方哲學家人為：東方的人文精神，是支撐傾斜了的人類精神大廈的支柱，21世紀，將是東西方文化合流的時代。
6.4 主導色、背景色與點綴色
6.4.1 主導色與輔助色
在色彩設計中，為了避免使用的色彩過多而引起紊亂，我們可把計劃中的色彩分為兩組：即主導色與輔助色。
主導色 就是對區域色彩起主導作用的一組色彩，它決定了這個區域色彩的個性。主導色一般具有明顯的色彩傾向。自然地理因素、人文社會因素，都可作為設立主導色的依據；陰陽五行哲學觀念，五色與五方是聯係在一起的，東方為青、南方為赤、西方為白、北方為黑，這些都為主導色的設定奠定了基礎。
輔助色 可以從色相的角度考慮，譬如：選擇一組主導色的類似色、或對比色、或互補色；也可以從色彩的飽和度、明度方麵切入。原則上，輔助色的色彩強度和色彩麵積不要趨過主導色，否則就會喧賓奪主。
主導色 輔助色 主導色
（類似色）紫色調—— 藍色調—— 綠色調（對比色）
（對比色）紅橙色調——綠色調—— 黃綠色調（類似色）
（對比色）藍紫色調——橙色調—— 青色調（互補色）
（類似色）紅色調—— 黃色調—— 藍紫色調（互補色）
（互補色）青綠色調——紅紫色調——藍色調（類似色）
（對比色）藍紫色調——青色調—— 黃色調（對比色）
6.4.2 前景色與背景色，
區域色彩的形成主要靠建築群體來實現，而建築自身的色彩（前景色）又與它周圍的環境色（背景色）密切相關。
在正常視角的情況下，人的視平線位於建築的底部，隻高於地平麵1~2米，整個建築物處於仰視狀態，天空成了建築物的背景色。假如房子依山而建，或房子背後有高大的其它建築物，山和高大建築物就構成背景色。
在超常視角的情況下，觀者位於空中（飛機上）或其它高處，建築周圍的環境就成了背景色。
前景色與背景色的關係，要視區域色彩的需要而定。要麼互相融合、化為一體，要麼適當拉開距離，形成秩序感和層次感。前景色與背景色強烈衝突或前景與背景無彩關係的現象應盡可能避免，無視整體的異軍突起和過份的色彩跳躍，除預先區域規劃中有特殊設定外，一般都收不到理想的效果。
6.4.3 主體色與點綴點
根據“1/f波動”原理，人在適度、和諧的色彩環境裏，才能感覺到“舒服”。從色彩的情感可知，色彩具有冷暖感，動靜感，輕重感，喜慶、悲哀感，歡快、憂鬱感，興奮、沉靜感，華麗、樸素感和秩序感，從色彩的聯想來看，各種不同色相的顏色，也會影響到人的情緒，因此，色彩設計就顯得尤為重要。
畫麵的主體色，控製著色彩的基本格調，形成色調。如醫院的病房、手術室等使用淡雅的綠灰色調，能起到穩定病人情緒、調節心律的作用；麥當勞餐廳使用強烈的黃、紅色調，能激起食客的興奮，增強食欲；幼兒園與童遊樂場，采用大跳躍的高飽和度色彩，既表現了少兒的天真爛漫，又能培植孩子七彩的般心靈和對大於世界的新奇與探索。
色調與曲調相通。
搖滾 — 追求不和諧
不分對象、不分行業地對色彩作劃一的處理，其負作用是顯而易見的。
蘋果電腦也出於自身產品的定位——圖形圖像處理，從蘋果G3係列開始，一改往日的灰色外表，讓孕育著幼想的藍綠色和後來的係列彩色裝扮了自已，走進了藝術家的工作室。
主體色是畫麵空間的主導色調，不能把它簡單理解為某一種顏色，而應是某一色彩傾向的一組色彩的組合。我們通常所說的某一室內色彩呈綠色，是指它可能包含有中綠、淡綠、灰綠或含有其它綠色成分的綠色調，由單個的顏色構成的色調，在色彩設計中還極為少見。
為了調節因長期處在一個固定而統一的色彩環境裏所造成的視覺疲勞，色彩設計必須要考慮點綴色的應用。點綴色從用色麵積上，要小於主體色的麵積，它可以是一種單一的顏色，也可以是一組相關色彩。
單一的顏色可用於桌、椅、沙發、櫃飾件或其他局部色彩，相關的色組可與主體色組穿插使用，必要時，也可不考慮兩組色彩的麵積對比而隨心所欲。
點綴色的選擇，可依據色彩對比的理論，常用的方法如下：
（1） 色相對比的方法
假如主體色形成明顯的大麵積主調色，可采用小麵積或局部的對比色或互補色來點綴平衡色相。
大麵積的綠色中跳躍著小塊的紅色，具有“萬綠叢中一點紅”的美學意境。
（2） 明度對比與飽和度對比的方法
色彩的明度對比及飽和度對比，在實際的色彩設計中常常是混在一起的，很難把二者截然分開。
點綴色選用明度對比或飽和度對比的原則，是讓它與主體色形成對比關係。如主體色傾向於明度的高明度色調，點綴色就選用低明度色彩，起到穩定明度，增加重色的作用；如主體色傾向於深暗的低明度色調，點綴色就應挑選高明度的淺色，起到拔亮、透氣、平衡輕重的作用。
（3） 有彩係與無彩色係的對比方法
前麵兩種點綴色的搭配方法都屬於有彩色係的範圍，現實中，無彩係的黑、白、灰色的運用也較為普遍，我國江南的黑瓦、白牆就是無彩色係塔配的典範。
無彩色彩的黑、白、灰在色度學中是表示光照亮度的要素，它們隻有明度屬性，沒有飽和度屬性（其色彩的飽和度為零）。因此，它們極容易跟有彩色係的顏色搭配，隻要明度應用得當，幾乎與什麼顏色相配都是和諧的。也正是因為無彩係顏色在色彩設計中的“保險係數”最大，它被廣泛用於區域規劃，建築外觀和室內色彩，尤其深受對色彩設計缺乏自信的建築師和城市規劃專業人員的喜愛。然而，色彩大都以一個群體的麵貌出現，是互相聯係和相互襯托的，是由一種符合生理、心理的科學現律而處於一種“關係”之中，是一種相互依存的辯證統一。如果把某個色彩看成是孤立的、一成不變或“以不變應萬變”的，這個色彩的應用就會出現問題。我國這些年在建築設計中出現的濫用白色的現象，被人們稱之為“白色恐怖”，就是無視色彩關係的典型案例。
無彩色係的黑、白、灰顏色，具有很好的協調高飽和度色彩的能力。如果顏色過於鮮豔、過於跳躍，就要考慮搭配較大麵積的黑白或灰色，使整體色彩緩和下來。民間婦女的“女紅”，是極色與高飽和度色彩相配製的典範。
如果要營造莊重、踏實、安穩的氛圍，適當增加黑色或深灰色的比例，會使你的創意得到滿意的結果。
6.5 平麵的靜態色與立體的動態色
6.5.1 圖紙設計的平麵色及靜態色
人們在學習色彩的階段，接觸到的幾乎全是平麵色彩，這主要是因為給我們灌輸色彩的途徑基本上是平麵的。如書本上的平麵印刷色彩、老師的平麵色彩示範、以及幻燈投影的平麵色彩演示等等，久而久之，學習給我們造成一種錯覺：一說起色彩，我們自然就會把它跟平麵的形式聯係在一起，因此我們無論在做色彩練習或在工作中進行色彩設計時，都不加思考地采用平麵色彩的處理方法。
我們之所以選擇平麵色彩，還有一個重要原因就是它的穩定性。色度學對物體色彩的研究，有一個基本的前題：我們通常所說的物體的顏色，是指反射光與入射光成45度夾角時，人眼所觀察到的物體的顏色。如果入射光以45度角斜照到物體上，人的視線就應與物體表麵垂直，成90度角觀看；如果入射光以90度直射物體，人就應該從與物體表麵成45度的斜角觀看。這種體會在我們初學色彩靜物寫生時感觸最深，同是同一物體色的陶罐，高光處是小麵積的光源色，背光處是深暗的濁色與隱約的環境反光色，隻有中間色調才與物體的“固有色”接近。我們在平麵色彩設計中使用的就是這種接近物體色的“固有色”，因而避免了由於立體地觀看導致視角的不同所出現的色彩嚴重偏差。
由於平麵色彩多以圖紙的形式出現，是一種靜態的色彩，它與真正的現實色彩存在著一定差距，盡管我們在繪製平麵效果圖時使用了假三維的光影描繪，但這種模擬的表現力是極為有限的。
6.5.2 實際場景的立體色及動態色
把一種顏色分別塗在一個平麵的四邊形上和一個立方體上，或塗在一個平麵的圓形上和一個立體的圓球上，其色彩感覺會出現不同的差異，這主要是因為色彩在立體的載體上發生了光影變化。平麵上的色彩由於與入射光線呈相同的夾角（因焦點透視引起的視角變化在這裏夾角很小，可忽略不計），受光均勻，不會產生明顯的光影效果。立體上的色彩則大不相同。首先，各承受色彩的體麵由於與入射光的夾角不同，會產生高光、中間色調、背光色調和投影，形成明顯的光影造型；其次，距離光源的遠近也會導致光照的強弱差別，形成或柔和或強烈的色彩過渡，產生豐富而有變化的色調變換，當那些被塗上顏色的立體物放大為實際的室內空間、高樓大廈甚至整個城市的時候，平麵色彩與立體色彩的差距將會拉得更大。我們常常看到圖紙上的色彩描繪是一回事，而實際場景中的色彩效果又是另一回事。實踐經驗造訴我們，在進行色彩設計時，單憑平麵圖紙的色彩是不可靠的，必須考慮到它的立體色彩效果，直至實際場景的應用效果。
有經驗的服裝設計師在立體的色彩設計中給我們提供了有益的借鑒，他在設計一套服裝前，先要從平麵的角度選擇一塊麵料的質地、顏色和花紋，然後從立體的角度設計它的結構、款式，最後還要讓模特兒穿上它在T字型舞台上來回走動，從不同的視角和背景動態地觀察它的色彩變幻、感悟它的藝術風格和文化品位。
對於一個場景設計師來說，應該學會動態地觀察色彩和設計色彩。城市建築及室內環境就其本身來說是靜態的，但居住其中的人卻是動態的。人們在人造的環境空間裏有順序、有流線、有方向地移動，形成一定的空間序列，而這種空間序列的合理設計又與人對色彩的審美心理密切相關。虛擬現實的計算機三維動畫，能模擬人的流動路線，動態地觀看三維色彩，讓色彩設計的立體化和動態化由理想變成了現實。
第七章 數字色彩實例分析
7.1 數字色彩應用的常見弊病及其糾正
由於數字色彩滋生於科技界誤導下的“萌芽期”階段，不可避免地叢生出一些弊病。在環境藝術設計裏，用色的“生”、“亂”、“髒”、“粉”、“灰”以及“無色彩透視”等現象表現得最為突出。
7.1.1“生”：色彩太豔、飽和度過高
“生” — 也稱“火氣”、“焦”，它的問題是畫麵上到處充滿高飽和度的鮮豔顏色，這是初涉數字色彩的人最容易犯的毛病。造成這一現象的重要原因，是因為缺乏色彩訓練，特別是缺少調色練習和有關色彩飽和度的訓練。另外，計算機軟件不友好的人機界麵也是不可忽略的問題。譬如在很多圖形圖像軟件中，軟件製造商設置了一些現成的色塊供用戶直接選用，而這些色塊極少存在成份複雜的複色，大都是高飽和度的原色和間色，用戶使用這些既定的色塊進行設計，必然會出現“生”的結果。除個別軟件外，決大多數計算機軟件的調色界麵直觀性也較差，導致調色活動處在一種費力不討好的頭痛境地。
糾正的方法是：加強調色練習和有關色彩飽和度的訓練，注意畫麵色彩飽和度的等級差別、強化飽和度對比的概念。
7.1.2 雜亂無章：無色調可言
“亂” — 主要表現在畫麵雜亂無章，無主色調可言，各色彩之間沒有建立起一定的聯係（如忽視環境色。用低版本的3D MAX渲染沒有光影跟蹤的功能，產生不了反射光效果）。
糾正的方法是：注意畫麵色彩個部分之間的聯係，注意形成主色調。同時限製畫麵的形象和色塊過於零碎，人為地把它們整體化一些。
“髒” — 色彩的冷暖關係不對，色彩傾向不準確；畫麵上濫用黑顏色，中間色調或亮部色彩中黑色成分過多。（特別是建築、環境設計的渲染圖，濫用黑色成風。大家都學“水晶石”）。
糾正的方法是：中間色調或亮部色彩中盡量不用黑色；把握準色彩的冷暖關係。
7.1.3 顏色太素：顏色恐懼症
“色彩恐懼” — 隻敢用灰度色彩，不敢用有彩色係的顏色；或隻感用單色（追求特殊效果者除外）和黑色，表現出對有彩色係色彩的恐懼與回避。以建築界（含城市規劃）為最盛，一些小有名氣的城市中心區規劃（深圳市中心區規劃），把本來漂亮林立的建築物染得灰不溜秋，黑壓壓一大片，大刹風景。
糾正的方法是：加強色彩入門訓練，糾正害怕色彩（進而演變為歧視色彩）的錯誤觀念。
7.1.4 “無色彩透視”
忘記了色彩在現實世界裏存在空間透視現象，視距越遠的物體色彩越偏冷、視覺越模糊。很多人在畫渲染圖時，遠景和近景都采用同樣高飽和度的顏色，並且遠近一樣清晰、一樣冷暖，沒有虛實感，造成空間虛假的畫麵。
糾正的方法是：學習色彩理論。多到大自然中去看看現實的色彩透視現象，誇大想像空氣中包含的塵埃和水蒸汽。多用長焦距鏡頭或大光圈拍攝照片。
7.1.5 RGB色彩模式下的明度忽略
“粉” — 片麵追求“亮色”，什麼顏色都選用低飽和度的淺色，使畫麵充滿“粉氣”。造成“粉氣”的客觀因素，是因為在RGB 色彩模式下設置顏色無明度調試，因而造成對色彩的明度忽視。
糾正的方法是：不在RGB 色彩模式下設置顏色，換到Lab 色彩模式下設色，或在CMYK色彩模式下設色。多在陰暗處觀察顏色，加強色彩的明度對比訓練。
“灰” — “灰”有兩種情況：1、畫麵的明暗層次拉不開距離，該明的不亮，該暗的不深。2、另一種現象是“生”的反麵，不敢用鮮豔的高純度顏色，什麼顏色中都參合進一些黑色或補色、對比色，使顏色失去飽和度和鮮明的個性。造成這種現象的客觀因素，前者是因為缺乏色彩明度的訓練，把握不了黑、白、灰的層次；後者是因為受傳統色彩寫生（特別是蘇聯式教學）的影響，片麵追求“灰調子”所至。
糾正的方法是：改變萎靡不振的精神狀態，常聽聽激昂的音樂，適當做出點過激的行為，把生活想得美好一些。可進行一些黑白畫的練習。
7.1.6 偏 色：
（1） 點陣圖與矢量圖的互換差異
（2） 正確設置你常用軟件中的“色彩管理”。
（3） 調節顯示器及打印機的色彩匹配；
7.2 數字色彩應用的實例分析
7.2.1 Big Kahuna
7.2.2 ChinaDV & 3D pic
7.2.3 場景色彩
