使用图片处理软件，就不可避免的要用到计算机（不管是手机还是电脑，原理都是一样）。今天潘老师从科学的角度解剖图片，了解图片背后的一些机制，再使用Photoshop就会更明白些。

今天的文章侧重科普，没有很多操作上的东西。即使读者没有任何计算机相关知识也可以看懂这篇推文~~但愿吧。~~

摘要

主要讨论了计算机中图片的存储方式和颜色显示机制。

首先的首先，需要树立如下的观念，**计算机内存储的所有东西都是一个一个的点（离散的），**阅读整篇文章都请坚持此思想，并且以后在和电脑打交道时此规律同样适用。没错很绝对就是所有。

矩阵

矩阵，就是一个由数字排列成的方块。

（图1，一个矩阵）

计算机存储图片时，实质也是上图这么一个东西。那么会有人纳闷“我看到的是图，也不是一屏幕的数字啊”，这是因为，（以普通的黑白照片为例）在计算机内，从黑到白的范围被等距的划分成了256份，最暗的地方数字是0，最白的地方数字是255，在硬盘里，存储的只是数字，而我们看到的是电脑根据这个矩阵“翻译”后的结果。

（图2，放大的黑白照片，可以清楚看到一个一个的小方格。一个小方格就对应了矩阵里的一个数。这个数越大，这个方格就越白。）

（图3，灰阶图，左上角为0，右下角为255。这个相当于电脑翻译矩阵和图片的词典。Tips：灰阶图通常在印刷业用来校色，检查印刷机有没有色偏。）

像素/分辨率

接着上面的继续说，像素，就是照片里的小方格，不论黑白照片还是彩色照片，放大后都会看到这样的方格。

（图4，放大的彩色照片）

**分辨率的值（多少乘多少）代表这个照片由几个方格拼成的。**分辨率越大的图片，看起来越清晰，分辨率低，则看起来有马赛克感。如果做设计的同学还会听说分辨率有72和300，这代表的是在一英寸平方内有多少个像素点。

（图5，一个分辨率是1920x1080的图片所代表的含义是，横向有1920列方格，纵向有1080行方格）

三原色

不论你小学有没有上过美术课，都应该知道三原色的知识，红黄蓝颜料，互相掺和在一块，会有各种不同的颜色。要是全搅在一起，就会成一坨黑乎乎的东西（但是并不会是纯黑）。在电脑里有一种色彩模式称为CMYK，是和彩色印刷相衔接的一种色彩模式，他的颜色混合状态如下图：

（图6，CMYK）

老潘你先等等，不是三原色吗，我知道CMY分别代表了Cyan青色，Magenta品红色，Yellow黄色，K是啥，咋多了一个？

K是Key Plate，定位套版色，就是黑色。那么为什么不用三原色，还多加了一个黑色？就算加了黑色进来，为什么不干脆再加一个White白色呢？

刚刚潘老师说，三原色可以互相调配得到其他颜色，然而三种颜色全混在一起，实际并不会得到纯黑，而印刷中需要用到大量纯黑，所以为他专门调了一种油墨。纸张一般都是白色的，图片里白色的地方不印任何油墨就行，没必要做白色油墨（这也是为什么牛皮纸上印的照片都发黄）（当然在极特殊的情况下需要白色油墨也能造出来，比如会带银色反光的特种油墨）。

（图7，印在牛皮纸上的图片）

嗯，说完了CMYK，下面还有另一种色彩模式，称为RGB，是和显示屏显示彩色相关的一种色彩模式。RGB，就是Red，Green和Blue。

（图8，RGB）

诶老潘你再等一会儿，这咋三原色不是红黄蓝变成红绿蓝了？而且，就算是红绿蓝，咋全掺在一起成了白色？

印刷的染料，水彩颜料，油漆等是反射光显色的，而显示屏，灯泡，阳光是发光显色的。颜料的三原色确实是“红黄蓝”，而光学的三原色是“红绿蓝”，大家都知道白光可以分解出七色光，所以光学三原色组合在一起自然也就是白色。

（图9，白光由于折射分解为原色光）

光学的三原色是红绿蓝的原因，是人眼细胞对红绿蓝三种光最敏感，我们看到的各种彩色与眼睛对三种光的混合感知到的等效。比如我们看到了黄光，我们看到红光加绿光也是黄光。但是黄光并不能分解出红和绿光。显示屏实际上只是一种仿生学的应用。相关具体知识请学习医学的同学以及光学的同学作答。

通道

现在就该考虑一下让电脑存储的照片由黑白照片向彩色照片进化了。刚刚说到，黑白照片可以将他的灰度域（就是从黑到白的这个范围）划分成200多段，那彩色怎么划分呢？七彩颜色而且还有深浅变化，这能划分吗？

刚刚又提到，三原色（不论是印刷三原色还是光学三原色）都可以组合出任何颜色，那么想要将一副彩色图片也想黑白图那样分段（离散）并且用数字表示（量化），完全可以对三原色分段并且和数字表示，表示完之后，将三个矩阵叠起来。比如**对图片最左上角的小方格，规定红色加多少，绿色加多少，蓝色加多少，然后混在一起，就会形成一种颜色。**所有的小方格都这样办，一幅图就完成了。这也就是通道的原理。