三原色光模式

三原色光模式（RGB color model），又稱RGB顏色模型或紅綠藍顏色模型，是一種加色模型，將紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色的色光以不同的比例相加，以產生多種多樣的色光。

基本介紹

• 中文名：三原色光模式
• 外文名：RGB color model
• 別稱：RGB顏色模型或紅綠藍顏色模型
• 屬性：加色模型
• 學科：光學
• 領域：光學

簡介

三原色光模式（RGB color model），又稱RGB顏色模型或紅綠藍顏色模型，是一種加色模型，將紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色的色光以不同的比例相加，以產生多種多樣的色光。(且三原色的紅綠藍不可能用其他單色光合成)

RGB顏色模型的主要目的是在電子系統中檢測，表示和顯示圖像，比如電視和計算機，但是在傳統攝影中也有套用。在電子時代之前，基於人類對顏色的感知，RGB顏色模型已經有了堅實的理論支撐。

RGB是一種依賴於設備的顏色空間：不同設備對特定RGB值的檢測和重現都不一樣，因為顏色物質（螢光劑或者染料）和它們對紅、綠和藍的單獨回響水平隨著製造商的不同而不同，甚至是同樣的設備不同的時間也不同。

相加原色

光的三原色是紅色、綠色和藍色，三種光相加會成為白色光。這是由於人類有三種視錐細胞分別對紅、綠和藍光最敏感。

三原色光和繪畫中的“三原色”不同。繪畫時用三種顏色洋紅色、黃色和青色以不同的比例配合，會產生許多種顏色。如果三種色料相加，理論上會成為黑色，但實際上是深灰色，因此需要獨立的黑色顏料。三色顏料加上黑色(K)便是“CMYK色彩空間”。

選擇紅綠藍的生理原因

三原色的原理不是出於物理原因，而是由於生理原因造成的。人的眼睛內有幾種辨別顏色的錐形感光細胞，分別對黃綠色、綠色和藍紫色（或稱紫羅蘭色）的光最敏感（波長分別為564、534和420納米），如果辨別黃綠色的細胞受到的刺激略大於辨別綠色的細胞，人的感覺是黃色；如果辨別藍紫色的細胞受到的刺激大大高於辨別藍色的細胞，人的感覺是紅色。雖然三種細胞並不是分別對紅色、綠色和藍色最敏感，但這三種光可以分別對三種錐形細胞產生刺激。

不同的生物眼中辨別顏色的細胞並不相同，例如鳥類眼中有四種分別對不同波長光線敏感的細胞，而一般哺乳動物只有兩種，所以對它們來說只有兩種原色光。

既然“三原色的原理不是出於物理原因，而是由於生理原因造成的”，那么前段所說的“用三種原色的光以不同的比例加和到一起，形成各種顏色的光”顯然就不大合適。使用三原色並不足以重現所有的色彩，準確地說法應該是“將三原色光以不同的比例複合後，對人的眼睛可以形成與各種頻率的可見光等效的色覺。”只有那些在三原色的色度所定義的顏色三角內的顏色，才可以利用三原色的光以非負量相加混合得到。

例如，紅光與綠光按某種比例複合，對三種錐狀細胞刺激後產生的色覺可與眼睛對單純的黃光的色覺等效。但決不能認為紅光與綠光按某種比例複合後生成黃光，或黃光是由紅光和綠光複合而成的。

RGB設備

三原色光顯示

三原色光顯示主要用於電視和計算機的顯示器，有陰極射線管顯示、液晶顯示和等離子顯示等方法，將三種原色光在每一象素中組合成從全黑色到全白色之間各種不同的顏色光，目前在計算機硬體中採取每一象素用24比特（比特）表示的方法，所以三種原色光各分到8比特，每一種原色的強度依照8比特的最高值2分為256個值。用這種方法可以組合16777216種顏色，但人眼實際只能分辨出1000萬種顏色。（不同的人分辨能力並不相同，這只是最大值）。

近年，有鑒於傳統RGB技術呈現純白色時不夠光亮及較為耗電，不少公司紛紛研發出沒有顏色過濾物料的子像素，形成純白色，並把有關技術稱為RGBW，如三星的PenTile和索尼的WhiteMagic。

非線性

由於gamma校正，在計算機顯示設備上的顏色輸出的強度通常不是直接正比於在圖象檔案中R, G和B值。就是說，即使值0.5非常接近於0到1.0（完全強度）的一半，計算機顯示器在顯示 (0.5, 0.5, 0.5)時候的光強度通常（在標準2.2-gamma CRT/LCD上）是在顯示 (1.0, 1.0, 1.0)時候的大約22%，而不是50%。

數值表示

一個顏色顯示的描述是由三個數值控制的，他分別為R、G、B。但三個數值位為最大時，顯示為白色，當三個數值最小時，顯示為黑色。

數值表示可以使用以下幾種不同的方式:

從0到1之間可用的數來表示----浮點從0%到100%----百分比使用0到255之間的整數，八位數字表示，通常表示為十進制和十六進制的數值 高端數字圖像設備通常會使用更大的整數來表示，比如0 . . 1023(10位),0 . . 65535(16位)或更大 例如紅色在不同方式下的表示

方式	RGB 表示
浮點	(1.0, 0.0, 0.0)
百分比	(100%, 0%, 0%)
八位數字	(255, 0, 0) 或; #FF0000 (十六進制)
十六位數字	(65535, 0, 0)

幾何表示

顏色通常都是用三種成分來定義的，不僅RGB顏色模型是這樣，其它比如CIELAB和YUV也是如此。於是便採用三維空間來進行描述，把三種成分的數值當做歐幾里得空間中普通笛卡爾坐標系的坐標值。在RGB模型中使用0到1之間的非負數作為立方體的坐標值，將原點（0,0,0）作為黑色，強度值沿坐標軸方向遞增到達位於對角線（1,1,1）處的白色。

一個RGB組合（r,g,b）表示代表一個給定顏色的點在立方體內部、表面或者邊上的三維坐標。這種表示方法使得在計算兩個顏色相近程度時只需簡單計算它們之間的距離：距離越短顏色越接近。