淺談Photoshop中圖層混合模式的計(jì)算及應(yīng)用

李紅睿，王麗，邵敏

（石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

淺談Photoshop中圖層混合模式的計(jì)算及應(yīng)用

李紅睿，王麗，邵敏

（石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228）

圖層混合模式在圖像處理及效果制作中被廣泛應(yīng)用，本文詳細(xì)介紹了在photoshopcs5中各類圖層混合模式的計(jì)算公式并通過實(shí)例來展示不同的模式對(duì)圖像處理所產(chǎn)生的不同的效果。

photoshop；圖層混合模式；基色；混合色

圖層混合模式被廣泛應(yīng)用于圖像處理及效果制作中，特別是在多個(gè)圖像合成方面更有其獨(dú)特的作用及靈活性[1]167。圖像混合是指圖像處理過程，將多個(gè)圖層透疊[2]182。圖層混合模式是圖層疊加的模式，采用不同的混合模式產(chǎn)生的效果也不盡相同。

1 圖層混合模式的分類及功能

打開photoshopcs5的“圖層”面板，在“模式”的下拉列表中可以設(shè)置圖層的混合模式，如下圖1-1所示。圖層混合模式可以分為六大類[3]19：組合模式組、加深模式組、減淡模式組、對(duì)比模式組、對(duì)照模式組和顏色模式組。

其中組合模式組包括正常模式和溶解模式,它不依賴底層圖像。加深模式組包括變暗模式、正片疊底模式、顏色加深模式、線性加深模式、深色模式。加深模式組可以使圖層變暗，當(dāng)前圖層的顏色與白色混合后不產(chǎn)生變化。減淡模式組包括變亮模式、濾色模式、顏色減淡模式、線性減淡模式、淺色模式。減淡模式組可以使圖層變亮，當(dāng)前圖層的顏色與黑色混合后不產(chǎn)生變化。對(duì)比模式組包含疊加模式、柔光模式、強(qiáng)光模式、亮光模式、線性光模式、點(diǎn)光模式和實(shí)色混合模式。對(duì)比模式組可以使圖層顏色亮的地方更亮，顏色暗的地方更暗，灰色區(qū)域在混合時(shí)不受影響。對(duì)照模式組包括差值模式、排除模式、減去模式、劃分模式，它可以將目標(biāo)圖層與下面圖層的色彩進(jìn)行對(duì)比，排除任意圖層中某些色彩。顏色模式組包括色相模式、飽和度模式、顏色模式以及明度模式。顏色模式組的主要功能是改善當(dāng)前圖層的顏色。

圖1-1 “圖層”面板

2 圖層混合模式的計(jì)算及應(yīng)用

圖層混合以后得到的色彩通常稱為結(jié)果色，它主要是由基色和混合色計(jì)算所得?；副尘皥D層的顏色或指下方圖層的顏色?；旌仙傅氖钱?dāng)前圖層的顏色。

為了對(duì)照這六組混合模式的效果，下文以相同的基色和混合色來進(jìn)行展示。背景圖層及當(dāng)前圖層如下圖所示。

圖2-1 背景圖層

圖2-2 當(dāng)前圖層

2.1 組合模式組的計(jì)算及應(yīng)用

2.1.1 正常模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

正常模式是Photoshop默認(rèn)的模式。在這種模式下，當(dāng)混合色的不透明度及填充都是100%的時(shí)候，看不到基色圖層。只有降低混合色圖層的不透明度，才能顯示基色圖層，這時(shí)結(jié)果色就是基色與帶有一定透明度混合色混合所展示的顏色。當(dāng)前圖層的透明度為50%時(shí)，查看正常模式下圖像的效果如下圖2-3所示。

圖2-3 正常模式的效果圖

2.1.2 溶解模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

溶解模式與正常模式類似，當(dāng)混合色的不透明度及填充都為100%時(shí)，看不到基色圖層。當(dāng)降低混合色的透明度及填充時(shí)，結(jié)果色中會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)分布的彩色顆粒[4]60，這些顆粒會(huì)隨著混合色的不透明度變化。不透明度越低，混合色圖層就被溶解的越多。不透明度越高，混合色圖層被溶解的部分就越少，剩下的部分就越多，結(jié)果色就越接近混合色。當(dāng)前圖層的透明度為50%時(shí)，查看溶解模式下圖像的效果如下圖2-4所示。

圖2-4 溶解模式的效果圖

2.2 加深模式組的計(jì)算及應(yīng)用

2.2.1 變暗模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

變暗混合模式下，將混合色與基色進(jìn)行對(duì)比，分別選擇紅分量R，綠分量G，藍(lán)分量B三組數(shù)值中最小的數(shù)值，也就是最暗的顏色作為結(jié)果色的數(shù)值，這樣整個(gè)畫面會(huì)變得更暗。

計(jì)算公式：

結(jié)果色R=MIN(基色R,混合色R)

結(jié)果色G=MIN(基色G,混合色G)

結(jié)果色B=MIN(基色B,混合色B)

以當(dāng)前圖層的透明度及填充為100%時(shí)，查看變暗模式下圖像的效果如下圖2-5所示。從圖中可以看出，由于當(dāng)前圖層中的馬顏色較暗則顯示出來，當(dāng)前圖層中的太陽顏色較亮則被基色代替，顯示為基底圖層的花紋。

圖2-5 變暗模式的效果圖

2.2.2 正片疊底模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

正片疊底混合原理是按照混合色與基色的紅分量R、綠分量G、藍(lán)分量B值進(jìn)行計(jì)算。

計(jì)算公式：

結(jié)果色R=混合色R*基色R/255

結(jié)果色G=混合色G*基色G/255

結(jié)果色B=混合色B*基色B/255

最后計(jì)算所得的R,G,B值就是結(jié)果色的顏色。由于各分量的取值范圍是0~255，因此結(jié)果色的數(shù)值比混合色及基色的數(shù)值都要小，結(jié)果色會(huì)變暗。正片疊底圖層混合模式的效果比變暗圖層混合模式還要暗,如下圖2-6所示。

圖2-6 正片疊底模式的效果圖

2.2.3 顏色加深模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

顏色加深圖層混合模式會(huì)快速增加圖片的暗部。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=（基色+混合色-255）*255/混合色

如果（基色+混合色-255）出現(xiàn)負(fù)數(shù)就直接歸0。因此在基色與混合色都較暗的時(shí)候，結(jié)果色直接變成黑色。這樣就會(huì)增加結(jié)果色的暗部。從下圖2-7可以看出當(dāng)前圖層的下部變得更暗，圖片整體顏色對(duì)比較為強(qiáng)烈。

圖2-7 顏色加深模式的效果圖

2.2.4 線性加深模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

線性加深圖層混合模式會(huì)使畫面整體變得更暗。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=基色+混合色-255

如果基色+混合色的數(shù)值小于255，結(jié)果色就為0。

從這個(gè)公式可以看出，當(dāng)基色+混合色的數(shù)值小于255時(shí)，結(jié)果色會(huì)直接變成黑色。與顏色加深模式的計(jì)算相比，線性加深模式計(jì)算公式中并沒有乘以（255/混合色，取值范圍>1），因此線性加深模式計(jì)算結(jié)果色的數(shù)值會(huì)更小，圖像色彩變得更暗。由公式分析可知：白色與基色混合計(jì)算得到基色，黑色與基色混合計(jì)算得到黑色。

圖2-8 線性加深模式的效果圖

2.2.5 深色模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

深色圖層混合模式是將混合色與基色所有通道的數(shù)值總和比較，將數(shù)值小的選為結(jié)果色。它是一種不會(huì)產(chǎn)生除基色和混合色以外顏色的變暗模式。

計(jì)算公式：

如果（基色R+基色G+基色B）＜（混合色R+混合色G+混合色B）

結(jié)果色=基色

否則

結(jié)果色=混合色

從下圖2-9可以看出：結(jié)果色中只包含基色的花紋和混合色中比較暗的顏色，不會(huì)產(chǎn)生其他的顏色。由公式分析可知：白色與基色混合計(jì)算得到基色，黑色與基色混合計(jì)算得到黑色。在深色圖層混合模式中，混合色與基色的數(shù)值是固定的，即便顛倒基底圖層和混合圖層的位置，結(jié)果色也不會(huì)發(fā)生變化。

圖2-9 深色模式的效果圖

2.3 減淡模式組的計(jì)算及應(yīng)用

2.3.1 變亮模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

變亮圖層混合模式是通過比較混合色與基色的各通道數(shù)值，選擇較大的數(shù)值作為結(jié)果色。因此結(jié)果色會(huì)更亮，顏色也會(huì)隨之相應(yīng)變化。如下圖2-10所示。

計(jì)算公式：

結(jié)果色R=MAX(基色R,混合色R)

結(jié)果色G=MAX(基色G,混合色G)

結(jié)果色B=MAX(基色B,混合色B)

圖2-10 變亮模式的效果圖

2.3.2 濾色模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

濾色圖層混合模式的計(jì)算公式：

結(jié)果色R=255-（255-混合色R）*(255-基色R)/255

結(jié)果色G=255-（255-混合色G）*(255-基色G)/255

結(jié)果色B=255-（255-混合色B）*(255-基色B)/255

分析濾色模式計(jì)算公式可得出：結(jié)果色會(huì)比混合色、基色數(shù)值更大，因此結(jié)果色會(huì)更亮。從計(jì)算公式也可得出：基色或混合色任何一個(gè)顏色數(shù)值為255，結(jié)果色數(shù)值就是255（白色）。任何一個(gè)顏色數(shù)值為0（黑色），結(jié)果色就跟數(shù)值不為0的一致。

圖2-11 濾色模式的效果圖

2.3.3 顏色減淡模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

顏色減淡圖層混合模式的計(jì)算公式:

結(jié)果色R=基色R+(混合色R*基色R)/ (255-混合色R)

結(jié)果色G=基色G+(混合色G*基色G)/ (255-混合色G)

結(jié)果色B=基色B+(混合色B*基色B)/ (255-混合色B)

由公式可以推算出，當(dāng)混合色為0(黑色)時(shí)，結(jié)果色就等于基色。當(dāng)混合色為255(白色)時(shí)，結(jié)果色就為白色?；珵?(黑色),結(jié)果色就為黑色。

圖2-12 顏色減淡模式的效果圖

2.3.4 線性減淡模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

線性減淡圖層混合模式與線性加深圖層混合模式的效果相反，線性減淡圖層混合模式是通過查看每個(gè)通道的顏色信息，并通過增加亮度使基色變亮以反映混合色。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=基色+混合色

其中基色+混合色的數(shù)值總和大于255，系統(tǒng)就默認(rèn)最大值為255。由公式可以分析得出：混合色為黑色，結(jié)果色就等于基色；混合色為白色，結(jié)果色就為白色。同理，基色為黑色，結(jié)果色就等于混合色；基色為白色，結(jié)果色就為白色。顛倒混合色、基色的位置，結(jié)果色也不會(huì)變化。

圖2-13 線性減淡模式的效果圖

2.3.5 淺色模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

與深色圖層混合模式效果相反，淺色圖層混合模式通過計(jì)算混合色、基色所有通道的數(shù)值總和，選總和數(shù)值大的為結(jié)果色。因此結(jié)果色只能在混合色與基色中選擇，不會(huì)產(chǎn)生第三種顏色。

計(jì)算公式：

如果（基色R+基色G+基色B）＜（混合色R+混合色G+混合色B）

結(jié)果色=基色

否則

結(jié)果色=混合色

圖2-14 淺色模式的效果圖

2.4 對(duì)比模式組的計(jì)算及應(yīng)用

2.4.1 疊加模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

疊加圖層混合模式可以增加圖片的對(duì)比度，它是通過分析基色各通道的數(shù)值，對(duì)顏色進(jìn)行疊加或?yàn)V色混合。結(jié)果色保留基色的明暗對(duì)比，因此結(jié)果色以基色為主導(dǎo)。

計(jì)算公式：

如果基色＜=128

結(jié)果色=混合色*基色/128

如果基色＞128

結(jié)果色=255-（255-混合色）*(255-基色)/ 128

圖2-15 疊加模式的效果圖

2.4.2 柔光模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

柔光模式計(jì)算公式：

如果混合色＜=128

結(jié)果色=基色+(2*混合色-255)*(基色-基色*基色/255)/255

如果混合色＞128

結(jié)果色=基色+(2*混合色-255)*(Sqrt(基色/255)*255-基色)/255

柔光圖層混合模式是調(diào)制圖像對(duì)比度的一種混合模式，用當(dāng)前圖層調(diào)制基底圖層的對(duì)比度。根據(jù)當(dāng)前圖層的明暗，調(diào)整結(jié)果色變亮、變暗。當(dāng)混合色數(shù)值為0（黑色），結(jié)果色數(shù)值不為0（黑色），結(jié)果色顏色比基色稍暗?；旌仙珵橹行陨?，結(jié)果色色彩與基色一樣。

圖2-16 柔光模式的效果圖

2.4.3 強(qiáng)光模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

強(qiáng)光圖層混合模式是混合色起主導(dǎo)作用的一種圖層混合模式，當(dāng)混合色的數(shù)值小于或等于128的時(shí)候，結(jié)果色計(jì)算數(shù)值小于基色，顏色會(huì)變暗；混合色的數(shù)值大于128的時(shí)候，顏色會(huì)變亮。從下面計(jì)算公式可以看出，混合色數(shù)值為255（白色）時(shí)，結(jié)果色就為白色。當(dāng)混合色數(shù)值為0（黑色）時(shí)，結(jié)果色為黑色。

計(jì)算公式：

如果混合色＜=128

結(jié)果色=混合色*基色/128

如果混合色＞128

結(jié)果色=255-（255-混合色）*(255-基色)/ 128

圖2-17 強(qiáng)光模式的效果圖

2.4.4 亮光模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

亮光圖層混合模式是通過增加或減少對(duì)比度，使結(jié)果色顏色變暗或變亮?；旌仙戎行曰疑?，結(jié)果色就相應(yīng)的變暗，混合色比中性灰色亮，結(jié)果色就相應(yīng)的變亮。亮光圖層混合模式效果類似顏色加深或顏色減淡圖層混合模式效果。亮光圖層混合模式會(huì)將圖像的反差和飽和度夸張?zhí)幚?，使兩個(gè)圖層混合后變得棱角分明、顏色鮮艷。

計(jì)算公式：

混合色＜=128

結(jié)果色=255-(255-基色)/(2*混合色)*255

混合色＞128

結(jié)果色=基色/(2*(255-婚攝))*255

圖2-18 亮光模式的效果圖

2.4.5 線性光模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

線性光圖層混合模式是通過減少或增加亮度使顏色加深或減淡?；旌仙珨?shù)值比中性灰色暗時(shí)進(jìn)行線性加深混合；混合色數(shù)值比中性灰色亮?xí)r進(jìn)行線性減淡混合。線性光圖層混合模式的過渡比柔光模式更平滑，它可以用來糾正色調(diào)不勻。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=2*混合色+基色-255

如果結(jié)果色＞255

結(jié)果色=255

圖2-19 線性光模式的效果圖

2.4.6 點(diǎn)光模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

點(diǎn)光圖層混合模式是根據(jù)混合色的顏色數(shù)值替換相應(yīng)的顏色。如果混合色數(shù)值小于中性灰色，那么就替換比混合色亮的像素；相反，如果混合色的數(shù)值大于中性灰色，則替換比混合色暗的像素。點(diǎn)光圖層混合模式可以制造明暗兩條邊界，對(duì)構(gòu)造紋理尤其有用[4]64。

計(jì)算公式：

如果基色＜2*混合色-255

結(jié)果色=2*混合色-255

如果2*混合色-255＜基色＜2*混合色

結(jié)果色=基色

如果基色＞2*混合色

結(jié)果色=2*混合色

圖2-20 點(diǎn)光模式的效果圖

2.4.7 實(shí)色混合模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

實(shí)色圖層混合模式是把混合色顏色中的紅、綠、藍(lán)通道數(shù)值，添加到基色的紅、綠、藍(lán)通道值中。由下面公式可得出：結(jié)果色的R、G、B通道的數(shù)值只能是255或0，因此結(jié)果色只有八種可能：紅、綠、藍(lán)、黃、青、洋紅、白、黑?；旌虾蟮男Ч欠浅＜?、非常干凈的顏色。

計(jì)算公式：

混合色+基色＜255

結(jié)果色=0

混合色+基色＞=255

結(jié)果色=255

圖2-21 實(shí)色混合模式的效果圖

2.5 對(duì)照模式組的計(jì)算及應(yīng)用

2.5.1 差值模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

差值圖層混合模式是查看每個(gè)通道的數(shù)值，用基色減去混合色或用混合色減去基色。具體取決于混合色與基色哪個(gè)通道的數(shù)值更大。白色與任何顏色混合，結(jié)果色得到反相色。當(dāng)混合色數(shù)值為0（黑色），結(jié)果色為基色。當(dāng)基色數(shù)值為0（黑色），結(jié)果色為混合色。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=絕對(duì)值A(chǔ)BS（混合色-基色）

圖2-22 差值模式的效果圖

2.5.2 排除模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

排除圖層混合模式與差值圖層混合模式類似，只是排除圖層混合模式的結(jié)果色對(duì)比度沒有差值圖層混合模式強(qiáng)。白色與基色混合，結(jié)果色得到基色補(bǔ)色，黑色與基色混合，結(jié)果色得到基色。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=(混合色+基色)-混合色*基色/128

圖2-23 排除模式的效果圖

2.5.3 減去模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

減去圖層混合模式是查看各通道的顏色信息，并從基色中減去混合色。如果結(jié)果色數(shù)值出現(xiàn)負(fù)數(shù)就設(shè)定為零。與基色相同的顏色混合，結(jié)果色得到黑色；白色與基色混合，結(jié)果色得到黑色；黑色與基色混合，結(jié)果色得到基色。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=基色-混合色

圖2-24 減去模式的效果圖

2.5.4 劃分模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

劃分圖層混合模式是查看每個(gè)通道的顏色信息，并用基色分割混合色。基色數(shù)值大于或等于混合色數(shù)值，結(jié)果色為白色?；珨?shù)值小于混合色，結(jié)果色比基色更暗。劃分圖層混合模式的效果對(duì)比強(qiáng)烈。白色與基色混合，結(jié)果色得到基色，黑色與基色混合，結(jié)果色得到白色。

計(jì)算公式：

結(jié)果色=(基色/混合色)*255

圖2-25 劃分模式的效果圖

2.6 顏色模式組的計(jì)算及應(yīng)用

由于色相圖層混合模式、飽和度圖層混合模式、顏色圖層混合模式這三種模式都是和顏色相關(guān)，都是在基底圖層的基礎(chǔ)上，用當(dāng)前圖層的色相、飽和度替換基底圖層的色相和飽和度。因此，這三種圖層混合模式，在photoshop軟件中，可以真切看出顏色變化。但當(dāng)該圖片在非彩色打印時(shí)，只能看到基底圖層的花紋，無法查看到顏色的變化，因此不再附這三種模式的效果圖。

2.6.1 色相模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

色相、飽和度、明度是一種顏色模式，也稱為HSB模式。其中色相代表顏色的相貌，也就是我們看到的紅、綠、藍(lán)等。飽和度是顏色的飽和程度，也就是鮮艷度。明度是顏色的明暗程度。其中黑色、灰色、白色是沒有顏色飽和度的，也就是飽和度數(shù)值為0。

色相圖層混合模式是用混合色的色相替換基色圖層的色相，結(jié)果色保留基色的飽和度與亮度?；谆y圖層與當(dāng)前圖層混合后，顏色被替換為落日的顏色。其中，當(dāng)前圖層中馬和太陽為黑色和白色，因此混合后變?yōu)榛疑?/p>

2.6.2 飽和度模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

飽和度圖層混合模式是用混合色的飽和度替換基色圖像的飽和度，而色相與亮度保持不變。飽和度只控制顏色的鮮艷程度，因此混合色只改變圖片的鮮艷度，并不影響顏色。由于黑、白、灰的飽和度為0，與基色混合后只能產(chǎn)生一種灰色效果。

基底花紋圖層與當(dāng)前圖層混合后，由于當(dāng)前圖層顏色鮮艷，因此混合后結(jié)果色也展現(xiàn)為鮮艷的綠色花紋。其中當(dāng)前圖層中馬、太陽為黑色和白色，混合后依然為灰色。

2.6.3 顏色模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

顏色圖層混合模式兼有色相和飽和度模式，是用混合色的色相和飽和度替換基色圖層的色相和飽和度，而結(jié)果色保留基色的亮度。這種模式下混合色控制整個(gè)畫面的顏色，是黑白圖片上色的絕佳模式。因?yàn)檫@種模式會(huì)保留基色圖片，即黑白圖片的明度。由于黑、白、灰這三種顏色的色相、飽和度數(shù)值為0，這三種顏色與基色混合會(huì)產(chǎn)生相同的灰色效果。

基底花紋圖層與當(dāng)前圖層混合后，結(jié)果色除當(dāng)前圖層中的馬、太陽以及圖像下部較暗區(qū)域外，顏色均與當(dāng)前圖層落日顏色相同。而馬、太陽以及圖像下部較暗區(qū)域展現(xiàn)為灰色。

2.6.4 明度模式在圖層中的計(jì)算及應(yīng)用

明度圖層混合模式是用混合圖層的亮度替換基色圖像的亮度，結(jié)果色保留基色的色相和飽和度。與顏色圖層混合模式效果相反，混合色圖層（除黑、白、灰顏色外）只影響結(jié)果色的明暗度，不會(huì)對(duì)基色的顏色產(chǎn)生影響。黑色與基色混合，結(jié)果色得到黑色；白色與基色混合，結(jié)果色得到白色；灰色與基色混合，結(jié)果色得到明暗不同的基色。

圖2-29 明度模式的效果圖

[1]王紅兵,金益.Photoshop CS5實(shí)例教程(第2版)［M］.北京:人民郵電出版社,2012:167

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TP317.4

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2015-03-20

責(zé)任編輯：趙世明

校對(duì)：徐素峰

李紅睿（1983-），女，漢族，河北石家莊人，網(wǎng)絡(luò)與電子商務(wù)學(xué)院講師，碩士，研究方向：圖像處理、軟件開發(fā)。