@他山之眼?：直方圖是后期中十分重要的一個(gè)工具，它就像汽車的各種儀表，能夠幫助我們了解一張照片各方面的狀況，因此學(xué)會(huì)閱讀直方圖是任何一個(gè)攝影人都必須具備的技能。近期我們?yōu)闈娎毙迗D加入了查看通道直方圖的功能，那么，到底什么是直方圖？直方圖是如何繪制的？什么是通道直方圖？什么又是 RGB 直方圖？如何去閱讀直方圖？直方圖是如何反映一張照片的亮度與色彩趨勢的？直方圖在后期修圖中又有哪些實(shí)際應(yīng)用？我將用六篇文章給大家簡單的介紹一下這些知識(shí)。

第一期：認(rèn)識(shí)色彩與 RGB 模型

1. 為什么人能看見色彩

我們之所以能夠看到這個(gè)世界，是因?yàn)橛泄獾拇嬖?，而我們之所以能區(qū)分不同的顏色，正是因?yàn)楣獾牟ㄩL和強(qiáng)度可以有很大的區(qū)別。

光作為一種電磁波，其波長范圍很大，但人眼可以看到的波長范圍卻很有限，這部分能夠被人眼所觀察到的波長范圍被稱為可見光，人眼可以感受到的波長范圍一般是落在390納米到700納米。

△ 可見光的范圍

人眼之所以能夠區(qū)分不同的色彩，正是因?yàn)槿搜壑械囊曞F細(xì)胞對(duì)波長有著不同的敏感范圍，一般人眼中有三種不同的視錐細(xì)胞：第一種主要感受紅色，它的最敏感點(diǎn)在565納米左右；第二種主要感受綠色，它的最敏感點(diǎn)在535納米左右；第三種主要感受藍(lán)色，其最敏感點(diǎn)在420納米左右。

△?視錐細(xì)胞的光敏感曲線

例如現(xiàn)在有一束光進(jìn)入人眼睛，S 視錐細(xì)胞的反應(yīng)最強(qiáng)烈，另外兩種視錐細(xì)胞的幾乎沒有反應(yīng)，那么大腦就知道進(jìn)入我們眼睛的光線是藍(lán)色，正是基于此，我們才能區(qū)分各種各樣的色彩。

也正是基于人眼這樣一個(gè)生理特征，我們才將紅綠藍(lán)確定為三原色。雖然眼球中的椎狀細(xì)胞并非對(duì)紅、綠、藍(lán)三色的感受度最強(qiáng)，但是因?yàn)樽禒罴?xì)胞所能感受的光的帶寬很大，紅、綠、藍(lán)也能夠獨(dú)立刺激這三種顏色的受光體，并且這三種顏色的區(qū)分度更大，因此這三色被視為原色。

因此，三原色并不是光的物理性質(zhì)，而是基于人眼的獨(dú)特生理特征確定下來的。

通過以上知識(shí)，我們可以知道：色相從本質(zhì)上來說是不同波長的光線進(jìn)入人眼睛之后，人對(duì)此產(chǎn)生的不同視覺感受的一種描述。藍(lán)色和綠色之所以能夠被我們區(qū)分，正是因?yàn)樗{(lán)色和綠色對(duì)應(yīng)的光線具有不同的波長。

2. 計(jì)算機(jī)是如何表示顏色的

我們?nèi)祟愒谡J(rèn)識(shí)顏色的時(shí)候經(jīng)常會(huì)從這三個(gè)角度出發(fā)：這是什么顏色？它鮮不鮮艷？它明不明亮？例如我們看到今天小明戴了一頂帽子，我們會(huì)說：你今天這個(gè)綠色的帽子看起來真不錯(cuò)！很鮮艷，亮堂堂的！

但對(duì)于機(jī)器而言，這種描述它們是無法理解的，就像你對(duì)機(jī)器說：把這頂帽子的顏色顯示為綠色，這時(shí)候機(jī)器會(huì)十分困惑，到底什么是綠色？純綠色？青綠色？草綠色？水綠色？因此它根本無法去執(zhí)行你的指令。

這時(shí)候我們就需要為機(jī)器專門設(shè)計(jì)一種模型去輔助它們理解，這就是 RGB 色彩模型。前面我們提到光的三原色是紅綠藍(lán)，將這三種顏色按照不同比例、不同強(qiáng)度進(jìn)行混合就可以得到各種各樣的其他顏色。如果我們需要讓顯示器顯示出對(duì)應(yīng)的色彩，我們只需要告訴它們對(duì)應(yīng)的R（紅）、G（綠）、B（藍(lán)）含量即可。

例如我們需要讓電腦顯示純綠色，我們就告訴它：綠色的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大（255），紅色和藍(lán)色不發(fā)光，表示出來就是 RGB（0,255,0），這個(gè)顏色就表示純綠色。

同理，我們也可以用 RGB（255,0,0）來表示純紅色，RGB（0,0,255）來表示純藍(lán)色，電腦就是喜歡理解精確化的數(shù)字語言，而不喜歡指意模糊的自然語言 。

現(xiàn)在電腦已經(jīng)可以顯示純正的紅、綠、藍(lán)三種顏色了，那它如何來顯示黑、白、灰三種顏色呢？黑色的顯示應(yīng)該非常簡單，我們讓紅、綠、藍(lán)都不發(fā)光了不就是黑色嗎？因此我們用 RGB（0,0,0）來表示黑色。如果我們想要顯示白色呢？我們就讓紅、綠、藍(lán)同時(shí)發(fā)出最強(qiáng)的光線，這時(shí)候三種視錐細(xì)胞同時(shí)受到刺激，給人的感覺就是白色。如果我們想要顯示灰色呢？這時(shí)候只要讓R值=G值=B值，也就是紅色、綠色、藍(lán)色發(fā)出同等輕度的光線時(shí)就為灰色，這時(shí)候我們可以發(fā)現(xiàn)，黑、白、灰這三種色彩的R、G、B值都是相等的，只是強(qiáng)度有區(qū)別而已，強(qiáng)度最低的就是黑色，強(qiáng)度最高的就是白色，中間的就是灰色。

這時(shí)候我們已經(jīng)掌握了黑、白、灰的表示方法，如果我們想要表達(dá)其他混合色呢？這就涉及到一些基礎(chǔ)的色彩變化原理。

我們知道，光的三原色是紅、綠、藍(lán)，當(dāng)這三種色彩以同等比例混合的時(shí)候，最后呈現(xiàn)出來的就是白色（中性色），其中任意兩種三原色相加得到另外一種三原色的補(bǔ)色，即：

• 紅色+綠色+藍(lán)色=白色
• 紅色+綠色=黃色，為藍(lán)色的補(bǔ)色
• 紅色+藍(lán)色=洋紅色，為綠色的補(bǔ)色
• 綠色+藍(lán)色=青色，為紅色的補(bǔ)色

△?加色混合規(guī)律

因此，如果一個(gè)像素值是 RGB（255,255,0）時(shí)，它的顏色就是黃色（藍(lán)色的補(bǔ)色）；如果一個(gè)像素值是 RGB（255,0,255）時(shí)，它的顏色就是洋紅色（綠色的補(bǔ)色）；如果一個(gè)像素值是 RGB（0,255,255）時(shí)，它的顏色就是青色（紅色的補(bǔ)色）。

那如果一個(gè)像素是 RGB（255,255,100）呢？這時(shí)候這個(gè)像素依舊是黃色，因?yàn)榧t色和綠色的發(fā)光強(qiáng)度更大，所以還是會(huì)以這兩種光線的混合色為主，但是因?yàn)樗{(lán)色也發(fā)出了100強(qiáng)度的光線，因此黃色就不再是那么純了，因此這個(gè)像素的顏色就是飽和度比較低的黃色。

那如果一個(gè)像素是 RGB（50,100,200）呢？這時(shí)候這個(gè)像素的顏色就位于最大發(fā)光強(qiáng)度的色彩和最大發(fā)光強(qiáng)度色彩與次發(fā)光強(qiáng)度色彩的混合色之間，例如這個(gè)像素的最大發(fā)光強(qiáng)度的色彩是藍(lán)色，最大發(fā)光強(qiáng)度色彩與次大發(fā)光強(qiáng)度色彩的混合色為藍(lán)色和綠色的混合色也就是青色，因此這個(gè)顏色位于藍(lán)色和青色之間，是一個(gè)冷色系的色彩。

這就是 RGB 的色彩表示方法，這對(duì)于我們掌握之后的直方圖繪制原理有著十分重要的作用。

通過這篇文章的學(xué)習(xí)，我們要掌握如下知識(shí)點(diǎn)：

• 色彩是如何形成的。
• 如何用RGB表示色彩。
• 如何通過一個(gè)RGB值來判斷色彩。
• 基礎(chǔ)的色彩混合規(guī)律。

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