彩色影像的色光作用原理

第二节　彩色影像的色光作用原理

电视画面中的色光我们称之为色调光、也可称效果光，起烘托气氛，引喻意念的作用，是主题的无声语言，内涵的潜台词画调。既然色光在影像中作用如此之大，下面就让我们一起来剖析其作用原理。

我们首先要知道，当两种以上的色光同时作用于人的眼睛时，就会使人的视觉产生另一种色光的感觉，这种现象就叫色光的相加。

下面的公式就是等量的色光相加后而产生的各种色彩：

红＋绿＝黄　　

红＋蓝＝品　　

蓝＋绿＝青　　

红＋绿＋蓝＝白

由此还可以得出另一种公式：

红＋青＝白　　

绿＋品＝白　　

蓝＋黄＝白　　

从上面的公式中我们可以得到：白光的三对色光叫做互补色光；也就是把青、品、黄分别称为红、绿、蓝的补色。

把黄、品、青这三种染料又称为染料三基色。

染料三基色——黄吸收蓝，品吸收绿，青吸收红。

关键词提示：补色是青、品、黄；怎么黄、品、青又被称为染料三基色了呢？只不过青和黄换了个位置而已嘛。这就是我要提醒大家的关键词。许多同学在这个关口往往容易被卡住。为了让大家清楚地认识青和黄换位的原因，我特地画了一张补色和染料三基色的方向对位图（见图5-2-1）。

图5-2-1　补色与染料三基色方向对位图

六角色标图外围有两圈虚线，每一圈虚线中有三个箭头，分别标出色光变化的科学规律。内圈白箭头标注青色光、品色光、黄色光，同时逆时针方向移动，分别与红、绿、蓝三原色光相加而均变成白色光，它们被称为白光的三对互补色光。大家顺箭头方向看，当青色光移到红色光时，品色光、黄色光分别到达绿色和蓝色。反之，当青色光到达红色光时，品色光到达的地方就不是绿色而是蓝色，黄色光到达的地方也不是蓝色而是绿色。这样一来，补色不像补色，更谈不上所谓的互补色了。所以青、品、黄逆时针方向移动才是合乎科学规律的。光谈方向不谈原理似乎还没解释清楚，色光的科学规律又是什么呢？大家仔细想一想，三原色光红、绿、蓝三者相加才能成为白色。为什么一个补色光和一个原色光两个色光相加就会变成白色呢？因为补色光代表的是两个原色光。如黄补色光是红、绿原色光生的“孩子”，它身上有红、绿色光“血统”，黄色光完全有权力代表父母和蓝色光会谈，所以它和蓝是互补色。如果让它和绿色相加，岂不是乱套了吗？所以它必须走逆时针方向，去和蓝光对位，才符合色光的自然科学规律。

为了更清楚地了解认识色光的混合、滤减生态平衡，我用生态心理推断法把色彩家族比喻为祖孙三代：原色光为祖辈、补色光为父辈、间色光为孙辈。可能有人会说我这样比喻不合适，但我认为，用这样的心理推断法更容易领悟理解，更能深入浅出、削繁为简地系统阐述色彩学的脉络和结点。通过多年对色光的研究分析，笔者发现，色彩学之所以被人们认为复杂烦琐，其关键就在于某些症结部位，只要切中脉胳，打通关节，削繁为简，就能一通百通。

参照补色与染料三基色方向对位图（图5-2-1），来分析染料三基色为什么要和补色青、品、黄互换，染料三基色才能成立（青和黄换，品始终不动）。图中外围虚线标注蓝、绿、红三种颜色箭头，分别沿顺时针方向移动。蓝箭头标注在黄色位置，说明黄吸收蓝，黄色必须移动到蓝色位置，这一组染料三基色才能行使它们的应有权力。也就是说，只有沿顺时针方向移动，才会准确地到达执法位置。因为当补色身份变为染料三基色时，它们的执法对象就是它们的父辈红、绿、蓝三原色。面对自己的亲人，它们怎么忍心吸收呢？而且科学规律也不允许啊！因此它们各自去找与自己没有血缘关系的原色。

公式为：Y-B　　即黄对蓝

　　　　M-G　　即品对绿

　　　　C-R　　即青对红

大家看，上面公式清楚地告诉我们，实际上原补色青、品、黄的青和黄首尾换个位，即刻变成染料三基色顺序，仅此还不完全算作染料三基色，必须和三原色对应，形成功利公式，方能成为货真价实的染料三基色。既然补色青、黄换位，那么三原色红、绿、蓝中的红和蓝也要首尾换位。只有换位，才能避开血亲相互残杀的现象，才能组成染料三基色的功利公式。染料三基色的排列顺序：黄、品、青；三原色排列顺序：蓝、绿、红。即：

黄吸收蓝

品吸收绿

青吸收红

这样顺序的组合，才是完整的染料三基色的正确公式。请同学们试想一下，如果它们不换位，就会乱了章法。人类就是利用色光这种严格的科学规律进行发展与创造，利用染料三基色对三原色的吸收浓度，来创造我们所需要的各种色光与滤色片、色光纸、摄影胶片，来在影视节目中运用色光。

下面咱们根据染料三基色的吸收特性来做一下实验，大家就会更加清楚染料三基色系统对我们影视艺术作品的创作有什么贡献。现在咱们用阿拉伯数字2、1、0作为染料三基色吸收原色光的浓度系数做实验：

“2”作为各染料能全部吸收相应原色光的浓度系数；

“1”作为吸收一半原色光的浓度系数；

“0”作为不吸收原色光的浓度系数。

则可以按黄、品、青的顺序，组成染料三基色数式来标志相应的色彩。为便于快速辨认与速记，首先必须牢记染料与原色对应排列顺序，辨认数式的时候可省略黄、品、青三个字，直接用数式去对应蓝、绿、红即可。如下所列：

2/2－0=（红）　　　1/2－0=（粉）　　　0/2－0=（品）

0/2－1=（紫）　　　0/2－2=（蓝）　　　0/1－2=（天蓝）

0/0－2=（青）　　　1/0－2=（翠绿）　　2/0－2=（绿）

2/0－1=（草绿）　　2/0－0=（黄）　　　2/1－0=（橙）

2/2－2=（黑）　　　0/0－0=（白）　　　1/1－1=（灰）

以上这些用数式来标志的相应的色彩，都是通过从白光中减去一定比例的蓝、绿、红光形成的，如染料三基色数式是2/1－0，黄染料为最高浓度，全部吸收了白光中的蓝光。品染料为最高浓度的一半，吸收了白光中绿光的一半，另一半反射出来。青染料吸收原色光的浓度系数为零，使白光中的红光全部反射出来，于是红光和绿光以二比一的比例混合（2R＋G），所以为橙色。

此外，不同量的红、绿、蓝三原色光相加，还可以得到不同的其他色光，这就是电视录像所用的加色法成像原理。

染料三基色数式也可以理解为黄、品、青三基色染料以不同比例混合后再现的色彩，也就是说三原色光再现的色彩（见图5-2-2）。

图5-2-2　染料三基色数式示意图

关键词：减色法成像原理适用于彩色负片；而加色法成像原理适用于电视录像。

色光的相减和相加是截然不同的两种概念，必须严格地加以区分，否则就会得出错误的结论。

例如：用红光加绿光可以得出黄色光。但是，把红色透明片和绿色透明片重叠起来（两原色叠加拦截所有色光原理），不但看不到黄色光，反而会由于白光中的三基色（三原色）红、绿、蓝分别被拦截而变成黑色了。所以我们必须清楚地认识到，色光的相加是指两种以上的色光同时刺激视觉神经而引起的色效应；色光的相减是指从白光中减去某些色光而形成某种色光的结果（减色效应）。只要我们掌握了加色法成像原理，在电视录像的实际操作中，就可以正确地运用各种色光，得到完美的彩色影像。