浅谈Photoshop中图层混合模式的计算及应用

2015-06-05李红睿王丽邵敏

石家庄理工职业学院学术研究 2015年2期

关键词：基色效果图计算公式

李红睿，王丽，邵敏

（石家庄理工职业学院，河北石家庄 050228）

浅谈Photoshop中图层混合模式的计算及应用

李红睿，王丽，邵敏

（石家庄理工职业学院，河北石家庄 050228）

图层混合模式在图像处理及效果制作中被广泛应用，本文详细介绍了在photoshopcs5中各类图层混合模式的计算公式并通过实例来展示不同的模式对图像处理所产生的不同的效果。

photoshop；图层混合模式；基色；混合色

图层混合模式被广泛应用于图像处理及效果制作中，特别是在多个图像合成方面更有其独特的作用及灵活性[1]167。图像混合是指图像处理过程，将多个图层透叠[2]182。图层混合模式是图层叠加的模式，采用不同的混合模式产生的效果也不尽相同。

1 图层混合模式的分类及功能

打开photoshopcs5的“图层”面板，在“模式”的下拉列表中可以设置图层的混合模式，如下图1-1所示。图层混合模式可以分为六大类[3]19：组合模式组、加深模式组、减淡模式组、对比模式组、对照模式组和颜色模式组。

其中组合模式组包括正常模式和溶解模式,它不依赖底层图像。加深模式组包括变暗模式、正片叠底模式、颜色加深模式、线性加深模式、深色模式。加深模式组可以使图层变暗，当前图层的颜色与白色混合后不产生变化。减淡模式组包括变亮模式、滤色模式、颜色减淡模式、线性减淡模式、浅色模式。减淡模式组可以使图层变亮，当前图层的颜色与黑色混合后不产生变化。对比模式组包含叠加模式、柔光模式、强光模式、亮光模式、线性光模式、点光模式和实色混合模式。对比模式组可以使图层颜色亮的地方更亮，颜色暗的地方更暗，灰色区域在混合时不受影响。对照模式组包括差值模式、排除模式、减去模式、划分模式，它可以将目标图层与下面图层的色彩进行对比，排除任意图层中某些色彩。颜色模式组包括色相模式、饱和度模式、颜色模式以及明度模式。颜色模式组的主要功能是改善当前图层的颜色。

图1-1 “图层”面板

2 图层混合模式的计算及应用

图层混合以后得到的色彩通常称为结果色，它主要是由基色和混合色计算所得。基色指背景图层的颜色或指下方图层的颜色。混合色指的是当前图层的颜色。

为了对照这六组混合模式的效果，下文以相同的基色和混合色来进行展示。背景图层及当前图层如下图所示。

图2-1 背景图层

图2-2 当前图层

2.1 组合模式组的计算及应用

2.1.1 正常模式在图层中的计算及应用

正常模式是Photoshop默认的模式。在这种模式下，当混合色的不透明度及填充都是100%的时候，看不到基色图层。只有降低混合色图层的不透明度，才能显示基色图层，这时结果色就是基色与带有一定透明度混合色混合所展示的颜色。当前图层的透明度为50%时，查看正常模式下图像的效果如下图2-3所示。

图2-3 正常模式的效果图

2.1.2 溶解模式在图层中的计算及应用

溶解模式与正常模式类似，当混合色的不透明度及填充都为100%时，看不到基色图层。当降低混合色的透明度及填充时，结果色中会产生随机分布的彩色颗粒[4]60，这些颗粒会随着混合色的不透明度变化。不透明度越低，混合色图层就被溶解的越多。不透明度越高，混合色图层被溶解的部分就越少，剩下的部分就越多，结果色就越接近混合色。当前图层的透明度为50%时，查看溶解模式下图像的效果如下图2-4所示。

图2-4 溶解模式的效果图

2.2 加深模式组的计算及应用

2.2.1 变暗模式在图层中的计算及应用

变暗混合模式下，将混合色与基色进行对比，分别选择红分量R，绿分量G，蓝分量B三组数值中最小的数值，也就是最暗的颜色作为结果色的数值，这样整个画面会变得更暗。

计算公式：

结果色R=MIN(基色R,混合色R)

结果色G=MIN(基色G,混合色G)

结果色B=MIN(基色B,混合色B)

以当前图层的透明度及填充为100%时，查看变暗模式下图像的效果如下图2-5所示。从图中可以看出，由于当前图层中的马颜色较暗则显示出来，当前图层中的太阳颜色较亮则被基色代替，显示为基底图层的花纹。

图2-5 变暗模式的效果图

2.2.2 正片叠底模式在图层中的计算及应用

正片叠底混合原理是按照混合色与基色的红分量R、绿分量G、蓝分量B值进行计算。

计算公式：

结果色R=混合色R*基色R/255

结果色G=混合色G*基色G/255

结果色B=混合色B*基色B/255

最后计算所得的R,G,B值就是结果色的颜色。由于各分量的取值范围是0~255，因此结果色的数值比混合色及基色的数值都要小，结果色会变暗。正片叠底图层混合模式的效果比变暗图层混合模式还要暗,如下图2-6所示。

图2-6 正片叠底模式的效果图

2.2.3 颜色加深模式在图层中的计算及应用

颜色加深图层混合模式会快速增加图片的暗部。

计算公式：

结果色=（基色+混合色-255）*255/混合色

如果（基色+混合色-255）出现负数就直接归0。因此在基色与混合色都较暗的时候，结果色直接变成黑色。这样就会增加结果色的暗部。从下图2-7可以看出当前图层的下部变得更暗，图片整体颜色对比较为强烈。

图2-7 颜色加深模式的效果图

2.2.4 线性加深模式在图层中的计算及应用

线性加深图层混合模式会使画面整体变得更暗。

计算公式：

结果色=基色+混合色-255

如果基色+混合色的数值小于255，结果色就为0。

从这个公式可以看出，当基色+混合色的数值小于255时，结果色会直接变成黑色。与颜色加深模式的计算相比，线性加深模式计算公式中并没有乘以（255/混合色，取值范围>1），因此线性加深模式计算结果色的数值会更小，图像色彩变得更暗。由公式分析可知：白色与基色混合计算得到基色，黑色与基色混合计算得到黑色。

图2-8 线性加深模式的效果图

2.2.5 深色模式在图层中的计算及应用

深色图层混合模式是将混合色与基色所有通道的数值总和比较，将数值小的选为结果色。它是一种不会产生除基色和混合色以外颜色的变暗模式。

计算公式：

如果（基色R+基色G+基色B）＜（混合色R+混合色G+混合色B）

结果色=基色

否则

结果色=混合色

从下图2-9可以看出：结果色中只包含基色的花纹和混合色中比较暗的颜色，不会产生其他的颜色。由公式分析可知：白色与基色混合计算得到基色，黑色与基色混合计算得到黑色。在深色图层混合模式中，混合色与基色的数值是固定的，即便颠倒基底图层和混合图层的位置，结果色也不会发生变化。

图2-9 深色模式的效果图

2.3 减淡模式组的计算及应用

2.3.1 变亮模式在图层中的计算及应用

变亮图层混合模式是通过比较混合色与基色的各通道数值，选择较大的数值作为结果色。因此结果色会更亮，颜色也会随之相应变化。如下图2-10所示。

计算公式：

结果色R=MAX(基色R,混合色R)

结果色G=MAX(基色G,混合色G)

结果色B=MAX(基色B,混合色B)

图2-10 变亮模式的效果图

2.3.2 滤色模式在图层中的计算及应用

滤色图层混合模式的计算公式：

结果色R=255-（255-混合色R）*(255-基色R)/255

结果色G=255-（255-混合色G）*(255-基色G)/255

结果色B=255-（255-混合色B）*(255-基色B)/255

分析滤色模式计算公式可得出：结果色会比混合色、基色数值更大，因此结果色会更亮。从计算公式也可得出：基色或混合色任何一个颜色数值为255，结果色数值就是255（白色）。任何一个颜色数值为0（黑色），结果色就跟数值不为0的一致。

图2-11 滤色模式的效果图

2.3.3 颜色减淡模式在图层中的计算及应用

颜色减淡图层混合模式的计算公式:

结果色R=基色R+(混合色R*基色R)/ (255-混合色R)

结果色G=基色G+(混合色G*基色G)/ (255-混合色G)

结果色B=基色B+(混合色B*基色B)/ (255-混合色B)

由公式可以推算出，当混合色为0(黑色)时，结果色就等于基色。当混合色为255(白色)时，结果色就为白色。基色为0(黑色),结果色就为黑色。

图2-12 颜色减淡模式的效果图

2.3.4 线性减淡模式在图层中的计算及应用

线性减淡图层混合模式与线性加深图层混合模式的效果相反，线性减淡图层混合模式是通过查看每个通道的颜色信息，并通过增加亮度使基色变亮以反映混合色。

计算公式：

结果色=基色+混合色

其中基色+混合色的数值总和大于255，系统就默认最大值为255。由公式可以分析得出：混合色为黑色，结果色就等于基色；混合色为白色，结果色就为白色。同理，基色为黑色，结果色就等于混合色；基色为白色，结果色就为白色。颠倒混合色、基色的位置，结果色也不会变化。

图2-13 线性减淡模式的效果图

2.3.5 浅色模式在图层中的计算及应用

与深色图层混合模式效果相反，浅色图层混合模式通过计算混合色、基色所有通道的数值总和，选总和数值大的为结果色。因此结果色只能在混合色与基色中选择，不会产生第三种颜色。

计算公式：

如果（基色R+基色G+基色B）＜（混合色R+混合色G+混合色B）

结果色=基色

否则

结果色=混合色

图2-14 浅色模式的效果图

2.4 对比模式组的计算及应用

2.4.1 叠加模式在图层中的计算及应用

叠加图层混合模式可以增加图片的对比度，它是通过分析基色各通道的数值，对颜色进行叠加或滤色混合。结果色保留基色的明暗对比，因此结果色以基色为主导。

计算公式：

如果基色＜=128

结果色=混合色*基色/128

如果基色＞128

结果色=255-（255-混合色）*(255-基色)/ 128

图2-15 叠加模式的效果图

2.4.2 柔光模式在图层中的计算及应用

柔光模式计算公式：

如果混合色＜=128

结果色=基色+(2*混合色-255)*(基色-基色*基色/255)/255

如果混合色＞128

结果色=基色+(2*混合色-255)*(Sqrt(基色/255)*255-基色)/255

柔光图层混合模式是调制图像对比度的一种混合模式，用当前图层调制基底图层的对比度。根据当前图层的明暗，调整结果色变亮、变暗。当混合色数值为0（黑色），结果色数值不为0（黑色），结果色颜色比基色稍暗。混合色为中性色，结果色色彩与基色一样。

图2-16 柔光模式的效果图

2.4.3 强光模式在图层中的计算及应用

强光图层混合模式是混合色起主导作用的一种图层混合模式，当混合色的数值小于或等于128的时候，结果色计算数值小于基色，颜色会变暗；混合色的数值大于128的时候，颜色会变亮。从下面计算公式可以看出，混合色数值为255（白色）时，结果色就为白色。当混合色数值为0（黑色）时，结果色为黑色。

计算公式：

如果混合色＜=128

结果色=混合色*基色/128

如果混合色＞128

结果色=255-（255-混合色）*(255-基色)/ 128

图2-17 强光模式的效果图

2.4.4 亮光模式在图层中的计算及应用

亮光图层混合模式是通过增加或减少对比度，使结果色颜色变暗或变亮。混合色比中性灰色暗，结果色就相应的变暗，混合色比中性灰色亮，结果色就相应的变亮。亮光图层混合模式效果类似颜色加深或颜色减淡图层混合模式效果。亮光图层混合模式会将图像的反差和饱和度夸张处理，使两个图层混合后变得棱角分明、颜色鲜艳。

计算公式：

混合色＜=128

结果色=255-(255-基色)/(2*混合色)*255

混合色＞128

结果色=基色/(2*(255-婚摄))*255

图2-18 亮光模式的效果图

2.4.5 线性光模式在图层中的计算及应用

线性光图层混合模式是通过减少或增加亮度使颜色加深或减淡。混合色数值比中性灰色暗时进行线性加深混合；混合色数值比中性灰色亮时进行线性减淡混合。线性光图层混合模式的过渡比柔光模式更平滑，它可以用来纠正色调不匀。

计算公式：

结果色=2*混合色+基色-255

如果结果色＞255

结果色=255

图2-19 线性光模式的效果图

2.4.6 点光模式在图层中的计算及应用

点光图层混合模式是根据混合色的颜色数值替换相应的颜色。如果混合色数值小于中性灰色，那么就替换比混合色亮的像素；相反，如果混合色的数值大于中性灰色，则替换比混合色暗的像素。点光图层混合模式可以制造明暗两条边界，对构造纹理尤其有用[4]64。

计算公式：

如果基色＜2*混合色-255

结果色=2*混合色-255

如果2*混合色-255＜基色＜2*混合色

结果色=基色

如果基色＞2*混合色

结果色=2*混合色

图2-20 点光模式的效果图

2.4.7 实色混合模式在图层中的计算及应用

实色图层混合模式是把混合色颜色中的红、绿、蓝通道数值，添加到基色的红、绿、蓝通道值中。由下面公式可得出：结果色的R、G、B通道的数值只能是255或0，因此结果色只有八种可能：红、绿、蓝、黄、青、洋红、白、黑。混合后的效果是非常纯、非常干净的颜色。

计算公式：

混合色+基色＜255

结果色=0

混合色+基色＞=255

结果色=255

图2-21 实色混合模式的效果图

2.5 对照模式组的计算及应用

2.5.1 差值模式在图层中的计算及应用

差值图层混合模式是查看每个通道的数值，用基色减去混合色或用混合色减去基色。具体取决于混合色与基色哪个通道的数值更大。白色与任何颜色混合，结果色得到反相色。当混合色数值为0（黑色），结果色为基色。当基色数值为0（黑色），结果色为混合色。

计算公式：

结果色=绝对值ABS（混合色-基色）

图2-22 差值模式的效果图

2.5.2 排除模式在图层中的计算及应用

排除图层混合模式与差值图层混合模式类似，只是排除图层混合模式的结果色对比度没有差值图层混合模式强。白色与基色混合，结果色得到基色补色，黑色与基色混合，结果色得到基色。

计算公式：

结果色=(混合色+基色)-混合色*基色/128

图2-23 排除模式的效果图

2.5.3 减去模式在图层中的计算及应用

减去图层混合模式是查看各通道的颜色信息，并从基色中减去混合色。如果结果色数值出现负数就设定为零。与基色相同的颜色混合，结果色得到黑色；白色与基色混合，结果色得到黑色；黑色与基色混合，结果色得到基色。

计算公式：

结果色=基色-混合色

图2-24 减去模式的效果图

2.5.4 划分模式在图层中的计算及应用

划分图层混合模式是查看每个通道的颜色信息，并用基色分割混合色。基色数值大于或等于混合色数值，结果色为白色。基色数值小于混合色，结果色比基色更暗。划分图层混合模式的效果对比强烈。白色与基色混合，结果色得到基色，黑色与基色混合，结果色得到白色。

计算公式：

结果色=(基色/混合色)*255

图2-25 划分模式的效果图

2.6 颜色模式组的计算及应用

由于色相图层混合模式、饱和度图层混合模式、颜色图层混合模式这三种模式都是和颜色相关，都是在基底图层的基础上，用当前图层的色相、饱和度替换基底图层的色相和饱和度。因此，这三种图层混合模式，在photoshop软件中，可以真切看出颜色变化。但当该图片在非彩色打印时，只能看到基底图层的花纹，无法查看到颜色的变化，因此不再附这三种模式的效果图。

2.6.1 色相模式在图层中的计算及应用

色相、饱和度、明度是一种颜色模式，也称为HSB模式。其中色相代表颜色的相貌，也就是我们看到的红、绿、蓝等。饱和度是颜色的饱和程度，也就是鲜艳度。明度是颜色的明暗程度。其中黑色、灰色、白色是没有颜色饱和度的，也就是饱和度数值为0。

色相图层混合模式是用混合色的色相替换基色图层的色相，结果色保留基色的饱和度与亮度。基底花纹图层与当前图层混合后，颜色被替换为落日的颜色。其中，当前图层中马和太阳为黑色和白色，因此混合后变为灰色。

2.6.2 饱和度模式在图层中的计算及应用

饱和度图层混合模式是用混合色的饱和度替换基色图像的饱和度，而色相与亮度保持不变。饱和度只控制颜色的鲜艳程度，因此混合色只改变图片的鲜艳度，并不影响颜色。由于黑、白、灰的饱和度为0，与基色混合后只能产生一种灰色效果。

基底花纹图层与当前图层混合后，由于当前图层颜色鲜艳，因此混合后结果色也展现为鲜艳的绿色花纹。其中当前图层中马、太阳为黑色和白色，混合后依然为灰色。

2.6.3 颜色模式在图层中的计算及应用

颜色图层混合模式兼有色相和饱和度模式，是用混合色的色相和饱和度替换基色图层的色相和饱和度，而结果色保留基色的亮度。这种模式下混合色控制整个画面的颜色，是黑白图片上色的绝佳模式。因为这种模式会保留基色图片，即黑白图片的明度。由于黑、白、灰这三种颜色的色相、饱和度数值为0，这三种颜色与基色混合会产生相同的灰色效果。

基底花纹图层与当前图层混合后，结果色除当前图层中的马、太阳以及图像下部较暗区域外，颜色均与当前图层落日颜色相同。而马、太阳以及图像下部较暗区域展现为灰色。

2.6.4 明度模式在图层中的计算及应用

明度图层混合模式是用混合图层的亮度替换基色图像的亮度，结果色保留基色的色相和饱和度。与颜色图层混合模式效果相反，混合色图层（除黑、白、灰颜色外）只影响结果色的明暗度，不会对基色的颜色产生影响。黑色与基色混合，结果色得到黑色；白色与基色混合，结果色得到白色；灰色与基色混合，结果色得到明暗不同的基色。