顏色知識，RGB顯色系統(tǒng)詳解（中）(4)

繼續(xù)上次遺留的問題：24位色從人眼的顏色識別極限來說，已經(jīng)夠用了。那么32位色是用來來干什么的呢？

要講明白這個問題，首先要理解“通道”這個概念。

5. 前方高能預(yù)警——PS里的RGB通道到底該如何理解？

通道，一直是PS學(xué)習(xí)過程中的傳統(tǒng)疑難雜癥。其實樓主也不敢說完全理解了通道，現(xiàn)在拋出自己的理解，跟大家一起探討。

我們先來看一下，一幅分辨率為7×7的圖像，在PS里面（RGB模式下）是如何被存儲的。

看明白了嗎？在計算機里面，一幅圖像是以數(shù)據(jù)表的形式保存下來的！

來，跟樓主一起默念，一幅畫有三個表。。。

第一個表存儲所有像素的紅色信息（R通道），第二個表存儲綠色的信息（G通道），最后一個表存儲藍色的信息（B通道）。

所以，通道，就是數(shù)據(jù)表！

這個表的橫軸和縱軸，以像素為單位，其單元格和畫布上的每一個像素一一對應(yīng)。

R通道，表里的每一個單元格，存儲了所對應(yīng)的像素里的R的信號的大小。

G通道和B通道同理。

這個信號大小并不像Excel一樣，顯示成數(shù)據(jù)，而是更加直觀的顯示成了灰階圖像：

——0代表無，黑色；

——255代表信號滿格，白色；

——0～255之間，灰色。

因此也可以說，通道就是一副灰階圖像。

舉個例子，一幅白底紫紅色的A的花體字。我們來看一下它在PS里通道界面下的圖像：

單色通道（比如R通道）圖像的意義是，黑色代表沒有（0），白色代表信號滿格（255），灰色的數(shù)據(jù)則介于兩者之間。

而從計算機來看，這個圖像就是一個0到255之間的數(shù)據(jù)的陣列。

這個陣列的每一個數(shù)據(jù)的大小，代表了一幅圖像的每一個像素的某一個特性的大小。

一幅圖像可以有很多種特性，比如顏色特性，比如灰階特性。所以，這個特征值可以是RGB，也可以是CMYK，也可以是灰階，也可以只有ON/OFF兩種狀態(tài)代表是否被選中（選區(qū)），還可以是進行圖像處理的權(quán)重值（Alpha通道）。

因此，一幅圖像的數(shù)據(jù)，可以按照RGB來提取特征值拆分?jǐn)?shù)據(jù)，也可以按照其他方式來拆分。如果切換成CMYK模式，那么一幅畫就存儲為CMYK四個表。打開C通道，同樣可以看到：由每個像素的C信號的大小，按像素順序排列組成的數(shù)據(jù)陣列。

這就意味著，計算機可以非常方便的根據(jù)圖像的某一個特征（比如RGB，比如明度），提取每一個像素的、該特征的信號強度，然后生成一個和該圖像的像素排列一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)表。

改變這個數(shù)據(jù)表里的數(shù)據(jù)，就可以隨心所欲的改變圖像上某一個像素的某一個特征！這簡直太強大了有木有？！PS里神乎其技的修圖功能，就建立在這個基礎(chǔ)上。

舉個例子。

現(xiàn)在我想把這個花體的A字改成純度最高的紅色。原色是紫紅色（R 204，G 0，B 204），除了R還有B分量，怪不得不是很紅。那么需要把B的分量去掉？簡單，把B通道里面的數(shù)據(jù)都變成0不就行了？

。。。這是什么鬼？為什么背景變成了黃色？——噢，原來背景是白色的（R 255，G 255，B 255），背景處的B分量還需要保留嘛！把B通道的數(shù)據(jù)全部都變成0，背景部分就變成了（R 255，G 255，B 0），于是整片都變成了黃色。。。

所以，參照G通道，需要做的應(yīng)該是把B通道的白色保留，灰色的變成黑色。那么可以用曲線工具來調(diào)整�？纯催@是不是簡單粗暴有效？

當(dāng)然，修圖是門大學(xué)問，需要不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)。但從起點上，搞明白了通道的概念，才不會每次都胡亂碰運氣，將大大幫助你邁向高手之路。

6. 32位色

回到我們的問題，既然24位色對顯示顏色的精度已經(jīng)夠用，我們?yōu)槭裁催�需要32位色？

24位色，是RGB的信號變化精細度為2^8=256級，也就是RGB通道分別有8位數(shù)據(jù)深度。32位色，新增加的8位數(shù)據(jù)，如果分給RGB三個通道，是不是沒法平分？

這也從側(cè)面說明，新增加的這個8位的數(shù)據(jù)，其實并不是分給RGB通道的，而是分配給了一個新的通道——Alpha通道。

簡單的說，Alpha通道保存的不是顏色信息，而是透明度信息。

（一般而言，了解到這一步就夠了，可以直接前往下一小節(jié)。。。對Alpha通道來龍去脈感興趣的同學(xué)請繼續(xù)往下看。。。）

之前樓主也提到，Alpha通道是由匠白光大叔等人發(fā)明的。并且他們還因此被授予了1996年的奧斯卡獎（依然是科學(xué)與技術(shù)獎）。

從左至右，匠白光大叔，Tom Duff （不認(rèn)識），Ed Catmull（皮克斯動畫另一位創(chuàng)始人），Tom Porter（1998年和大叔一起再次獲獎）。

看來這個Alpha通道還是很拉風(fēng)的。那它到底是干嘛用、怎么用的呢？

一句話，Alpha通道，天生為特效而生！

要知道，任何一項新技術(shù)，往往都是為了解決舊技術(shù)的某一個難題而誕生的。如果能很好的解決這個難題，那么就能得到迅速的推廣。

當(dāng)時Ed大神正在開發(fā)一種計算機算法，具體的說，是數(shù)字圖像合成相關(guān)的算法，通常用在電影特效上。比如這樣的：要讓喬丹跑進動畫片里，和兔巴哥待在一起。。。

這涉及到兩幅圖像的合成，前景圖A（喬丹）+背景圖B（兔巴哥）。按照電影業(yè)的傳統(tǒng)方法，兩幅圖的合成，需要直接修改圖A和圖B，從而生成新的圖像C。

Ed的算法（sub-pixel hidden surface algorithm），是用隱藏圖A某些像素的辦法，實現(xiàn)圖像的合成。為了給這個算法寫論文，Ed用統(tǒng)一的前景圖A和各種不同的背景圖B合成來做實驗，匠白光大叔呢，因為對Ed操作的計算機系統(tǒng)很熟悉，就在旁邊給他幫忙。

按照傳統(tǒng)的做法，每換一次圖B，計算機就需要對圖A和圖B做合成渲染，并且這個計算是一整幀的計算。也就是說，如果是一個320×420像素的圖，合成計算一次要完成的是整個320×420的數(shù)據(jù)范圍。想一想四十年前的計算機，那個內(nèi)存條件，那個CPU速度。。。所以這個合成辦法是很慢很慢的。。。

Ed大神作為一個頂尖高手，很快意識到：這么干也太傻了！

——圖A是不變的，那么圖A哪些部分是透明的，哪些部分不是，也就是固定的。

所以完全可以把每個像素的透明度值（α，希臘字母，念A(yù)lpha），和這個像素的RGB信息并排放在一起，形成一個新的文件。

這樣，合成渲染的計算，就可以以像素為單位來完成。計算機每讀出一個圖A的像素，就可以和圖B的對應(yīng)像素，按照αA + (1-α) B的合成公式，生成新的圖C的對應(yīng)像素值。

這樣，新算法將使得合成渲染速度大大加快，基本可以和讀取像素的速度同步。

計算機專業(yè)出身的匠白光大叔聽了Ed的想法，立刻認(rèn)識到，這個和RGB信息并列的透明度信息，其實就是一個新的通道。這樣，新算法只需要把原來的24位色，拓展為32位色，就可以在軟件上非常容易的實現(xiàn)。于是大叔立馬響應(yīng)了Ed的號召，花了一晚上就寫出了新程序！新算法實現(xiàn)了！新概念也誕生了！

——這個增加的新通道，以αA + (1-α) B公式中的系數(shù)α命名，這就是Alpha通道的來歷。RGB+Alpha，也被稱為RGBA，這四個通道每一個都分配8位數(shù)據(jù)深度，就被稱為32位色。

用過Win7的同志們想必已經(jīng)注意到，Win7新界面添加了很多半透明+陰影的渲染效果。

如果沒有32位色的幫助，這么復(fù)雜的渲染哪怕在今天的硬件條件下，速度也會慢到你完全無法忍受。

不管是電腦上的windows/Mac OS系統(tǒng)，還是手機上的iOS /Android系統(tǒng)，現(xiàn)在的UI界面都越來越華麗麗了。因此，方便計算機做渲染效果處理的Alpha通道已經(jīng)成為各個系統(tǒng)必備（32位色是windows系統(tǒng)采用的標(biāo)準(zhǔn)，其他系統(tǒng)不明）。

大家也不妨這么理解，32位色，只有前面3個通道（RGB），才是圖像的“實物”。Alpha通道保存的數(shù)據(jù)，則完全是方便計算機做數(shù)據(jù)運算用的。

也因此，改變Alpha通道里的數(shù)據(jù)，對圖像本身并沒有損害。所以對Alpha通道的編輯，可以比直接編輯圖像本身隨心所欲得多。利用這一點，可以很方便的實現(xiàn)很多魔術(shù)般的PS效果。

7. PS中的Alpha通道

在相機的膠片時代，有的攝影師偏愛用濾鏡。它可以實現(xiàn)一些特殊的效果，比如通過加中灰漸變?yōu)V鏡，讓藍天顏色更加濃郁。

但是在數(shù)碼時代，用PS修圖可以輕易實現(xiàn)這樣的效果（再不需要額外花錢買濾鏡啦～～～）

上面的例子可以視為漸變灰色的前景圖A和背景圖B的合成（圖A的白色代表透明）。

如果利用Alpha通道的辦法來實現(xiàn)，則圖A原圖是全灰的圖像，Alpha通道是一個透明度從上到下、從1到0漸變的數(shù)據(jù)表（示意圖已大大簡化，不然眼睛都要花了）。計算機再根據(jù)每一個像素的值，用αA + (1-α)B計算出新的合成圖像。

這樣的辦法是不是太繞遠了？對于如此簡單的應(yīng)用，的確如此。

但是，如果我們可以在Alpha通道里隨意涂抹編輯呢？Alpha通道本身，也可以視為一個灰階圖像，可以應(yīng)用羽化、高斯模糊，也可以用畫筆橡皮擦編輯。反過來，也可以由一幅灰階圖像生成Alpha通道。

這就相當(dāng)于在PS里模擬出了可以疊加任意顏色、任意圖形的濾鏡。于是，PS里的特效，不再局限于單調(diào)的漸變，很多過去想都不能想的特效都能相對容易的得以實現(xiàn)。

進一步，如果Alpha通道不再是唯一的，而是可以像圖層一樣無限次增加，并且可以像圖層一樣相互之間進行數(shù)據(jù)的相加、相減、合成，那么我們就可以在不同的效果之間反復(fù)比較、修改、切換、疊加。

當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)，從此以后，限制特效應(yīng)用的就不再是技術(shù)，而是人類的想象力！歡迎來到Alpha通道開拓的自由世界！

總結(jié)一下，將Alpha通道和RGB通道平列放在同一個文件里，就是32位色（適合前景圖固定的UI特效處理）。

在PS里，又不再局限于單個Alpha通道，多個Alpha通道以單獨的文件（不再和RGB通道并列）存儲在PS里，便于實現(xiàn)前所未有的復(fù)雜特效。

呼～這次都是燒腦內(nèi)容，寫得好累～

字?jǐn)?shù)也大大超標(biāo)了。。。希望大家都看懂了。。。

下面！是高能思考題！32位色和下面的32位/通道設(shè)置，是不是有點傻傻分不清？區(qū)別在哪里？

休息一下，下次詳細破解PS里的8位/通道、16位/通道、32位/通道設(shè)置～

再見～