混合模式的原理

理解混合模式的原理，需熟知這些概念：像素、圖層、通道、RGB模式基本原理

我們先建立兩個圖層：

當前選中層（Active Layer）為A層，或稱“混合色 blend color”

下層（Background Layer）為B層，或稱“基色 base color”，兩者混合得到“結果色 Result color”

混合模式的基本原理

取A層任意一個像素a [R1, G1, B1]，與B層對應位置的像素b [R2, G2, B2] 進行數學運算，得到c [R3, G3, B3]

• R1 某種運算 R2 = R3
• G1 某種運算 G2 = G3
• B1 某種運算 B2 = B3

A、B兩層所有像素都獨立進行同樣的運算，即得到混合后的結果C，即新的A層（注意雖然A層縮略圖沒有變，但直方圖已經變了），而B保持不變

舉一個簡單例子，PS默認的圖層混合模式是“正常”，在不透明度為100%時，

• R1 正常 R2 = R1
• G1 正常 G2 = G1
• B1 正常 B2 = B1

也就是說，“正常”模式下，A層在B層之上，看到的只有A層，看不到B層

混合模式的分類

一般系：正常、溶解

變暗系：變暗、深色、正片疊底、顏色加深、線性加深

變亮系：變亮、淺色、濾色、顏色減淡、線性減淡

對比系：疊加、強光、柔光、亮光、線性光、點光、實色混合

• 該組特點是讓亮的更亮，暗的更暗，每一個“對比系”的混合模式都可看作“變暗系”和“變亮系”的結合，如“疊加”是對較暗的像素進行“正片疊底”，對較亮的像素進行“濾色”

 

負片系：差值、排除

相消系：減去、划分

HSL系：色相、飽和度、顏色、明度

混合模式彼此之間的聯系

1. 對於大多數混合模式，圖層“不透明度”和“填充度”對混合效果影響是一樣的，也就是說，60%的不透明度，與60%的填充度，得到的效果一樣；但以下8種混合模式是例外

• 顏色加深、顏色減淡
• 線性加深、線性減淡
• 亮光、線性光、實色混合
• 差值

 

2. 以下5組混合模式是相反對應關系（從后面的公式就可以看出）

• 變暗 - 變亮
• 深色 - 淺色
• 正片疊底 - 濾色
• 顏色加深 - 顏色減淡
• 線性加深 - 線性減淡

 

3. 具有“互逆”關系的混合模式有兩組，舉例，A層在上，對A“疊加”；B層在上，對B“強光”：兩種情況得到的效果是一樣的

• 疊加  強光
• 顏色  明度

每一種混合模式的運算方法

當通道位深度為8位時，R、G、B三通道數值范圍在0到255，我們除以255，得到0~1范圍內的數值

我們用下圖所示的兩個100像素的圖層做實驗

A層有一個顏色， [R, G, B]值分別是 [102, 153, 204]，即[0.4, 0.6, 0.8]

B層有兩個顏色，[0, 51, 102] 和 [255, 204, 153]，即 [0, 0.2, 0.4] 和 [1, 0.8, 0.6]

選中A層，調節混合模式

I 正常系

正常 Normal

設不透明度為n

c = n*a + (1-n)*b

當不透明度為100%

c = a

溶解 Dissolve

對每個像素而言，其結果色是基色或混合色的隨機值，取決於其“不透明度”：“不透明度”高時，更多像素取自當前層；低時，更多像素取自背景層

II 變暗和變亮系

變暗 Darken

c = min(a,b) 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

 

C: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [0.4, 0.6, 0.6]

 

 

 

得到變暗的效果

 

變亮 Lighten

c = max(a,b) 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.6, 0.8] 顏色2 [1, 0.8, 0.8]

得到變亮的效果

深色 Darker Color

c = min(a, b) 三通道整體進行運算，不會產生新的顏色

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [0.4, 0.6, 0.8]

該混合模式不會產生新的顏色，注意與“變暗”的區別

淺色 Lighter Color

c = max(a, b) 三通道整體進行運算，不會產生新的顏色

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.6, 0.8] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

該混合模式不會產生新的顏色，注意與“變亮”的區別

正片疊底 Multiply

c = a*b 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.12, 0.32] 顏色2 [0.4, 0.48, 0.48]

常用的加深模式，用於產生陰影、去除白色和其他淺色。如同將所有的圖層都疊在一起，上方一束光投下來到屏幕上；“顏色加深”和“線性加深”比“正片疊底”效果更為強烈

任何顏色和黑色混合結果都是黑的，任何顏色跟白色混合結果都是原來的顏色

“正片疊底”即所謂“減色”或“CMYK”模式，現實中相當於用染料、水彩筆繪畫效果，如圖所示

濾色 Screen

c = 1 − (1−a)*(1−b)逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.68, 0.88] 顏色2 [1, 0.92, 0.92]

常用的減淡方法，產生發光效果。如同將所有圖層分開擺放，各有一束光通過各圖層，匯聚在一塊屏幕上

基色或混合色為白色時，結果會是白色；任何顏色和黑色混合，結果仍原來的顏色

“濾色”即所謂“加色”模式，現實中相當於發光體發光的疊加效果，如圖所示

顏色加深 Color Burn

c = 1 − (1−b)/a 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0, 0.25] 顏色2 [1, 0.67, 0.5]

得到的效果比“正片疊底”更深，中調更高飽和，高光減弱

任何顏色跟白色（B=1）混合結果都是白色

顏色減淡 Color Dodge

c = b / (1−a)逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.5, 1] 顏色2 [1, 1, 1]

得到的效果比“濾色”更亮，色彩對比更加強烈，中調更高飽和，高光增強

任何顏色跟黑色（B=0）混合結果都是黑色

線性加深 Linear Burn

c = a + b − 1 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0, 0.2] 顏色2 [0.4, 0.4, 0.4]

得到的效果比“顏色加深”更深，比顏色加深飽和度低

任何顏色跟白色（B=1）混合結果都是原來的顏色

線性減淡 Linear Dodge

c = a+b 逐通道進行運算

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.8, 1] 顏色2 [1, 1, 1]

得到的效果比“顏色減淡”更亮，但對比稍弱

任何顏色跟黑色（B=0）混合結果都是原來的顏色

III 對比系

該組特點是讓亮的更亮，暗的更暗，每一個“對比系”的混合模式都可看作“變暗系”和“變亮系”的結合，如“疊加”是對較暗的像素進行“正片疊底”，對較亮的像素進行“濾色”

 

疊加 Overlay

逐通道進行運算

若 b <= 0.5: c = 2ab

若 b > 0.5: c = 1 - 2(1-a)(1-b)

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.24, 0.64] 顏色2[1, 0.84, 0.84]

類似於 “正片疊底”+“濾色”的結合，但效果更柔和

 

A層在上，對A“疊加”；B層在上，對B“強光”：兩種情況得到的效果是一樣的

強光 Hard Light

逐通道進行運算

若 a <= 0.5: c = 2ab

若 a > 0.5: c = 1 - 2(1-a)(1-b)

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.36, 0.76] 顏色2 [0.8, 0.84, 0.84]

類似於 “正片疊底”+“濾色”的結合，但效果更柔和

 

A層在上，對A“疊加”；B層在上，對B“強光”：兩種情況得到的效果是一樣的

柔光 Soft Light

逐通道進行運算

若 a <= 0.5, c = 2ab + (1-2a)

若 a > 0.5, c = 2b(1-a) + (2a-1)

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.25, 0.54] 顏色2 [1, 0.82, 0.71]

效果類似於“疊加”，但效果更柔和，有透明的光線和陰影

類似於 “淺色”+“深色”的結合

亮光 Vivid Light

逐通道進行運算，近似公式

若 a <= 0.5, c = 1 + (b-1)/2a

若 a > 0.5, c = b / 2(1-a)

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.25, 1] 顏色2 [1, 0.996, 1]

類似於“實色混合”，但效果通常更加劇烈

類似於 “顏色減淡”+“顏色加深”的結合

線性光 Linear Light

c = b + 2a -1 逐通道進行運算，近似公式

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.4, 0.996] 顏色2 [0.8, 0.996, 1]

類似於“亮光”，但效果通常更加劇烈

類似於 “線性加深”+“線性減淡”的結合

點光 Pin Light

逐通道進行運算

若 a > 0.5, c = max ( 2(a-0.5) , b )

若 a <= 0.5, c = min ( 2a , b )

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.2, 0.6] 顏色2 [0.796, 0.8, 0.6]

該混合模式較為強烈，容易形成色塊色斑和噪點

類似於 “變亮”+“變暗”的結合

實色混合 Hard Mix

若 a+b >= 1, c = 1; 否則 c=0 逐通道進行運算

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0, 1] 顏色2 [1, 1, 1]

結果只有8個顏色：R、G、B、C、M、Y 、K、White

如果“填充度”不為100，結果色會多於8

IV 負片系

差值 Difference

c = |b - a| 逐通道進行運算

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.4, 0.4] 顏色2 [0.6, 0.2, 0.2]

會有一定負片效果

排除 Exclusion

c = a + b - 2ab 逐通道進行運算

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0.4, 0.56, 0.56] 顏色2 [0.6, 0.44, 0.44]

會有一定負片效果

V 相消系

減去Subtract

c = b−a逐通道進行運算

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0, 0] 顏色2 [0.6, 0.2, 0]

變深效果

常結合“應用圖像”，用於高低頻法調色

划分Divide

c = b/a 逐通道進行運算

 

B: 顏色1 [0, 0.2, 0.4] 顏色2 [1, 0.8, 0.6]

A: [0.4, 0.6, 0.8]

C: 顏色1 [0, 0.33, 0.5] 顏色2 [1, 1, 0.75]

變亮效果

匯總在一張A4紙上

 

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