Photoshop中像素與顏色的關(guān)系及兩種矢量對(duì)象的解析

李東海

摘要：社會(huì)的發(fā)展促使大眾對(duì)Photoshop的學(xué)習(xí)需求不斷提高。目前Photoshop的相關(guān)課程較多關(guān)注實(shí)踐應(yīng)用，而忽視了基本概念及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)的辨析。對(duì)Photoshop中像素與顏色的關(guān)系、矢量對(duì)象形狀和路徑的區(qū)分進(jìn)行解析，旨在幫助學(xué)習(xí)者更好地理解相關(guān)概念，助力后續(xù)Photoshop應(yīng)用技能的提升。

關(guān)鍵詞：Photoshop;顏色;HSB;GRB;矢量

中圖分類(lèi)號(hào)：TP37 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）28-0216-02

Abstract： The development of society has led the publics learning needs for Photoshop has been continuously improved. At present， relevant courses in Photoshop pay more attention to the practical application but ignore the identification and analysis of basic concepts and their internal relations. This article analyzes the relationship between pixels and colors， and distinguishes between vector object shapes and paths in Photoshop， to help learners better understand related concepts and help improve the skills of subsequent Photoshop applications.

Key words：Photoshop; color; HSB; RGB; vector

Adobe Photoshop是一個(gè)高級(jí)圖像處理軟件，在生活、工作的眾多場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛。無(wú)論是建筑、通信等工程領(lǐng)域，還是醫(yī)療、教育等服務(wù)領(lǐng)域都存在對(duì)圖像進(jìn)行高精度、多方位的調(diào)整和處理的需求。隨著時(shí)代的發(fā)展，靈活應(yīng)用Photoshop軟件不僅是對(duì)設(shè)計(jì)師的基本要求，也是眾多行業(yè)從業(yè)人員的必備技能。因此大眾對(duì)Photoshop軟件的學(xué)習(xí)需求持續(xù)提高，各類(lèi)在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站相應(yīng)地推出了大量的相關(guān)課程。通過(guò)對(duì)虎課網(wǎng)、飛特網(wǎng)、中國(guó)大學(xué)MOOC等網(wǎng)站上的Photoshop相關(guān)課程進(jìn)行整理分析，發(fā)現(xiàn)目前絕大多數(shù)課程以講授操作技術(shù)為主，而忽視圖形處理中的一些基本概念的解析。這些問(wèn)題對(duì)于學(xué)習(xí)者理解Photoshop底層操作技巧、靈活變通應(yīng)用具有重要意義。本文通過(guò)解析像素與顏色的關(guān)系以及形狀和路徑矢量對(duì)象的區(qū)別，旨在幫助學(xué)習(xí)者深入理解圖形處理的原理，期以為Photoshop高級(jí)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1顏色與像素

厘清像素與顏色之間的關(guān)系是理解位圖成像，掌握?qǐng)D像色調(diào)、影調(diào)調(diào)整等圖像處理的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)者易于混淆、難于準(zhǔn)確把握的重點(diǎn)，也是多數(shù)課程容易忽視之處。

1.1 顏色的表示方式

任意顏色都可由RGB（紅綠藍(lán)）三原色按特定比例混合形成，在Photoshop中RGB是表示顏色的一種常見(jiàn)方式。使用R、G、B的值可以唯一確定顏色，例如使用吸管工具從像素點(diǎn)取樣，可以看到該取樣點(diǎn)的R、G、B的值。從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的角度看，像素點(diǎn)上合成顏色的R、G、B分別是由8位為0或?yàn)?的比特（bit）來(lái)存儲(chǔ)信息的，所以R、G、B分別有28即256種取值[1]。由此可以對(duì)R、G、B分別進(jìn)行編號(hào)為0～255。這種R、G、B分別具有8位存儲(chǔ)能力的圖像也被稱(chēng)作8位色彩深度圖像。

顏色具有色相（Hue，H）、飽和度（Saturation，S）和明度（Value，V）3個(gè)屬性。色相表示顏色的類(lèi)型，如紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等，是顏色最顯著的特征，由色光的主波長(zhǎng)決定，色相的取值范圍為0度到360度。色相環(huán)（圖1）可表示色相取值與顏色類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的色相環(huán)中，12點(diǎn)鐘位置為紅色（R），取值為0度（也是360度）;4點(diǎn)鐘位置為綠色（G），取值為120度;8點(diǎn)鐘位置為藍(lán)色（B），取值為240度，色相按順時(shí)針?lè)较驈募t色起開(kāi)始變化并最終回到紅色形成一個(gè)閉合的圓環(huán)。飽和度表示顏色的鮮艷程度，或稱(chēng)為純度，取值范圍為0到1，0表示無(wú)彩色圖，1表示顏色達(dá)到最鮮艷的狀態(tài)。明度表示顏色的明亮程度，取值范圍為0到1，0表示最暗，1表示最亮。顏色的色相-飽和度-明度（HSV）三屬性同樣可以確定唯一顏色，HSV是photoshop中除RGB之外表示顏色的另一種常用方法。

1.2 色階

R、G、B三原色0～255的取值體現(xiàn)了三者在明度上的變化。以R為例，R色相已然確定（即0度的紅色），編號(hào)由0至255取值映射0%明度至100%明度的不同紅色。0～255的編號(hào)呈現(xiàn)整數(shù)型離散遞進(jìn)變化的特點(diǎn)，類(lèi)似遞進(jìn)的階梯，因此這組編號(hào)也被稱(chēng)之為色階。色階表達(dá)的是顏色明度的狀態(tài)，我們可以借助黑白灰來(lái)理解色階，色階為0呈現(xiàn)黑色，色階為255呈現(xiàn)白色，色階從1～244變化則從深灰向淺灰逐漸變化，色階128被稱(chēng)之為中度灰。

1.3 像素、RGB及HSV三者的關(guān)系

圖像是由像素構(gòu)成的，每一個(gè)像素都具有不同的顏色，大量的像素排列在一起可以看作是將不同的顏色塊按照一定的順序排列在一起，因此像素圖也叫作點(diǎn)陣圖。每一個(gè)像素都可以看為由R、G、B三原色合成的顏色塊，具體而言，像素所呈現(xiàn)的顏色是由0～255色階中特定取值的R、G、B通過(guò)“加色混合”的方式合成的。合成后的顏色會(huì)具有特定的色相值H、飽和度值S以及明度值V。在8位顏色深度的圖像中像素可以呈現(xiàn)2563種顏色。RGB從顏色合成角度定義顏色，而HSV從顏色屬性角度定義顏色。前者側(cè)重于顏色形成的過(guò)程，后者側(cè)重于合成后的結(jié)果描述。加色混合的模型（圖2）表示了這兩種顏色描述方式之間的換算關(guān)系[2]。式中h表示色相、s表示飽和度、v表示明度，r表示R的色階，g表示G的色階，b表示B的色階，學(xué)習(xí)者只需簡(jiǎn)單了解。

Photoshop中“通道”實(shí)質(zhì)為RGB加色混合的控制面板（圖3），分別把R、G、B叫作紅通道、綠通道和藍(lán)通道。單獨(dú)開(kāi)啟其中一個(gè)通道，可以在圖像上看到各像素點(diǎn)的該種原色的色階狀態(tài)[3]。當(dāng)開(kāi)啟任意兩個(gè)通道時(shí)，就是這兩個(gè)通道經(jīng)加色混合形成的各像素點(diǎn)的顏色狀態(tài)。如果三個(gè)通道同時(shí)開(kāi)啟則為RGB共同加色混合后的各像素的實(shí)際顏色。另外，RGB經(jīng)加色混合后合成的“RGB色階”表達(dá)的是合成后的顏色的明度狀況。

2矢量對(duì)象形狀和路徑

Photoshop以位圖為編輯對(duì)象，在使用過(guò)程中會(huì)面對(duì)矢量對(duì)象。由于Photoshop定位中矢量編輯并非其核心功能，因此其在矢量的操作和管理上與其他以矢量編輯為核心功能的軟件（如Adobe Illustrator）有所差異。在絕大多數(shù)課程中并未對(duì)此做出說(shuō)明，容易產(chǎn)生誤解。在Photoshop中矢量對(duì)象有形狀和路徑2種。

2.1 形狀

形狀是真實(shí)存在于圖像中的一類(lèi)對(duì)象，區(qū)別于像素。用戶可以由各類(lèi)形狀工具如矩形工具、橢圓工具等繪制幾何形狀，也可以使用鋼筆工具繪制自由的形狀。形狀有填充和描邊兩個(gè)基本屬性。

Photoshop中的形狀存在于形狀圖層中，并通過(guò)形狀圖層進(jìn)行管理。同一個(gè)形狀圖層可以存在多個(gè)形狀，并且可以進(jìn)行聯(lián)合、相交、相減等形狀運(yùn)算的布爾運(yùn)算。存在于同一個(gè)形狀圖層的不同形狀可以使用“合并形狀組件”合并為一個(gè)形狀。另外，不同的形狀圖層可以使用“合并形狀”命令合并為一個(gè)形狀圖層，并且在合并時(shí)可使用布爾運(yùn)算。

2.2 路徑

在Photoshop的使用中除了使用實(shí)際存在于圖像中的矢量形狀之外，還經(jīng)常使用矢量對(duì)象輔助圖形的編輯，例如通過(guò)矢量建立選區(qū)、制作沿矢量方向的文字、建立圖層的矢量蒙版等。這種類(lèi)型的矢量對(duì)象在Photoshop中被稱(chēng)之為路徑。

路徑在Photoshop中有兩層含義，一是指所繪制的貝塞爾曲線本身，與錨點(diǎn)一起構(gòu)成一個(gè)矢量;二是Photoshop里為起輔助作用的矢量對(duì)象設(shè)計(jì)了一種獨(dú)立存在的“空間”，使這些矢量對(duì)象不存在于任何圖層，繪制屬于這個(gè)“空間”的矢量對(duì)象的模式稱(chēng)為路徑模式。例如在使用矩形工具時(shí)，工具屬性欄里可以選擇工具模式為“路徑”。而由路徑模式所繪制的矢量對(duì)象被稱(chēng)之為“路徑”。路徑對(duì)象沒(méi)有填充和描邊的屬性，是抽象表示的貝塞爾曲線。而上述所謂的“空間”里的矢量對(duì)象可通過(guò)“路徑面板”進(jìn)行管理，在路徑面板中可以新建路徑層，來(lái)對(duì)路徑進(jìn)行分組。同一個(gè)路徑層可以存在多個(gè)路徑對(duì)象，同時(shí)可以使用 布爾運(yùn)算。如果需要將一個(gè)路徑層里的多個(gè)路徑合并成一個(gè)完整的路徑，可以使用“合并形狀組件”命令實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)束語(yǔ)

顏色位圖是由像素點(diǎn)構(gòu)成，像素點(diǎn)是呈現(xiàn)單一顏色的最小載體，而顏色既可以使用側(cè)重于表現(xiàn)合成過(guò)程的RGB三原色來(lái)描述，也可以使用側(cè)重于表現(xiàn)合成結(jié)果的HSV來(lái)描述，并且兩者之間具有特定換算關(guān)系。其中，色階是溝通RGB與顏色明度V的重要參數(shù)。對(duì)像素與顏色定義的理解和掌握，有助于靈活使用色階調(diào)整、曲線調(diào)整、圖層混合模式、通道、拾色器等眾多功能。在Photoshop中，除了真實(shí)存在于圖像中的矢量形狀之外，還有存在于“路徑面板”中的路徑對(duì)象。對(duì)形狀和路徑矢量對(duì)象的準(zhǔn)確把握有助于位圖軟件中矢量的理解和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 吳藜嵐.推導(dǎo)RGB色彩模型轉(zhuǎn)換到HSB色彩模型公式[J].現(xiàn)代機(jī)械，2007（3）：28-29.

[3] 張雪峰，潘赟.平面設(shè)計(jì)軟件Photoshop中通道解析與應(yīng)用[J].電腦與電信，2009（2）：61-62，68.

【通聯(lián)編輯：唐一東】