最火通道在图像处理中的应用二

通道在图像处理中的应用二

二、几种特殊通道

由上一节内容可以看到，最早的通道概念是传统照相工艺中的遮板演变而来，用以表示选择范围的特殊图像。在这之后，计算机图像处理技术迅速发展，通道的概念又有了大幅度的拓展，进而涵盖了矢量绘图、三维建模、材质、渲染等诸多领域，而不再仅仅局限于平面设计中“选区范围”的原始意义。这些形形色色的“通道”都有着各自不同的名称、用途与计算方法，但又都与原始的通道概念有着本质上的相似：他们都是依附于其他图像而存在的，单一色相的灰阶图。

1 ．原色通道、 Alpha 通道与专色通道

在前面的章节中，我们已经细致地了解了通道，即单色图像的数字化过程。那么，计算机又是如何用这些数字表示彩色图像的呢？首先，我们来了解一下原色的概念与加减法混合原理。

在小学美术课上，我们就了解了红黄蓝三原色的概念。这里的红、黄、蓝准确地说应该是洋红（ Magenta ）、黄（ Yellow ）与青（ Cyan ）。将这三种颜色按不同的比例混合，可以得到其他的任意颜色；而这三种颜色最大程度的混合，就会使其范围内所有波长的可见光全部被吸收而显示出黑色。我们将这三种元色称为“光源三原色”，而将这种在混合过程中颜色亮度不断降低的混合方法称为减法混合。

通常，在印刷中，应用的就是这种减法混合原理：在白色的纸张上通过光源三原色油墨的混合，得到各种色彩及其组合而成的图像。但在实际操作中，通过混合得到的黑色成本高、质量差，所以通常人为地添加一种成本较低的黑色油墨（ blacK ），与品、黄、青共同印制。因此，这种印刷的过程也被称为“四色印刷”，而其颜色体系被称为“ CMYK 色彩体系”。

对应于印刷中减法混合原理的，是显示元件所遵循的加法混合原理。红（ Red ）、绿（ Green ）、蓝（如果电子万能试验机出现故障该怎么办 Blue ）三个颜色被称为“物体三原色”，三种颜色光的混合，可以得出其它任意色彩，而其最大混合将得到亮度最高的颜色——白色。我们知道，我们身边的绝大多数显示设备（如 CRT 阴极射线显像管、 LCD 液晶面板等）都应用了加法混合原理。因此，这些设备在未启动时，底色越黑、亮度越低，其成像效果就越好。显示颜色体系也被称为 RGB 颜色体系。

自然法则是如此的简洁而优美，千变万化的色彩仅仅是三种简单原色的有机组合。因此，任意一张彩色图像都可以看作从整体上看三张不同原色图像的叠加。既然任意的单色灰阶图都可以被视为通道，那么，我们就完全可以用 3 ～ 4 个通道来记录一张彩色照片。每一个通道记录一个对应原色在彩色图像上的分布信息，故我们称其为“原色通道”。用于显示用途的图片（例如站彩页）可以被分解为 R 、 G 、 B 三个原色通道，而需要输出的图片（例如海报、杂志封面、包装纸等）则被分解为 C 、 M 、 Y 三个原色通道与一个 K 通道。

既然每个通道的单一像素需要 8 个二进制位的存储空间，那么在三色通道中，每一个像素都由三个单色像素混合而成，也就需要 8 × 3=24 个二进制位来进行存储。这样，在数据量变为原来的三倍时，可以表达的色彩数目就变为 2 24 ≈ 1.6 × 10 7 种。我们通常将由这 1600 万个颜色所组成的色域称为“ 24bit 真彩色”。

2 ． Alpha 通道

使系统的非线性误差增加 Alpha 通道是为保存选择区域而专门设计的通道。在生成一个图像文件时，并不必须产生 Alpha 通道。通常它是由人们在图像处理过程中人为生成，并从中读取选择区域信息的。因此在输出制版时， Alpha 通道会因为与最终生成的图像无关而被删除。但也有时，比如在三维软件最终渲染输出的时候，会附带生成一张 Alpha 通道，用以在平面处理软件中作后期合成。

除了 photoshop 的文件格式 PSD 外， GIF 与 TIFF 格式的文件都可以保存 Alpha 通道。而 GIF 文件还可以用 Alpha 通道作图像的去背景处理。因此，我们可以利用 GIF 文件的这一特性制作任意形状的图形。

3 ．专色通道

为了让自己的印刷作品与众不同，往往要做一些特殊处理。如增加荧光油墨或夜光油墨，套版印制无色系（如烫金）等，这些特殊颜色的油墨（我们称其为“专色”）都无法用三原色油墨混合而成，这时就要用到专色通道与专色印刷了。

在图像处理软件中，都存有完备的专色油墨列表。我们只须选择需要的专色油墨，就会生成与其相应的专色通道。但在处理时，专色通道与原色通道恰好相反，用黑色代表选取（即喷绘油墨），用白色代表不选取（不喷绘油墨）。这干净1点的透明塑料餐盒有时也拣一点是需要特别注意的。

专色印刷可以让作品在视觉效果上更具质感与震撼力，但由于大多数专色无法在显示器上呈现效果，所以其制作过程也带有相当大的经验成分。