【色彩理论】HSV色彩空间的“里技”

多数人接触到电子绘画时，首先都会接触HSV色彩空间，因为这是多数软件提供的默认取色方法。所谓HSV（在photoshop中为HSB），是指一个颜色可以由三个参数定义：色相（Hue）、饱和度（Saturation）以及亮度（Value/Brightness/Lightness）。以Photoshop为例，右边的颜色表示的是色相，也就是哪一种颜色。而在左边的方形中，向上移动表示增加亮度，向下移动则是减少亮度；向左移动表示减少饱和度，向右则是增加饱和度。

HSV(HSB)取色器

HSV的特点是，它非常直观地表现了艺术创作中需要考虑的要素。如果你是一个使用传统颜料作画的艺术家，在混色时，首先你会考虑要使用哪种颜色，然后决定是否要混入其他颜料来调整颜色的亮度和纯度。

不过，HSV是有一些小问题的。

让我们来考虑这样一个问题：你现在任意选取了一种颜色，而你想要选取一个比这个颜色更暗的颜色，你应该怎么做？

答案或许很明显，因为HSV中，V表示亮度，因此只要减少亮度——向下移动就行了！没有错，当保持其他两个参数不变时，降低亮度确实能够取到一个更暗的颜色。然而这并不是唯一的方法。实际上，只改变饱和度或色相，也可以获得更暗的颜色！

要想理解这个概念，就需要了解究竟什么是“亮度”。在电子绘画中，定义亮度最好的方式或许是使用CIELAB (L*a*b*)颜色模式。所谓CIELAB，就是将颜色分为三个通道：第一个L*代表人眼感受到的相对亮度，第二个a*指的是颜色是偏绿还是偏洋红，第三个b*指的是颜色是偏蓝还是偏黄。至于为什么是这四个颜色，是因为它们组成了色环上两组相互垂直的补色，可以理解成平面直角坐标系中的X轴和Y轴。

CIELAB的基本颜色

CIELAB表示颜色的方式

那么，HSV中的亮度与CIELAB的亮度通道是否是同一回事呢？

让我们首先绘制一个长方形，并让长方形的颜色从（H=250，S=0，B=80）渐变到（H=250，S=100，B=80）。可以看到，在HSV（HSB）中，这个长方形的亮度是没有发生变化的。

然而，如果我们忽略数值，其实可以明显感觉到饱和度高的一端其实更暗。

（H=250，S=0，B=80）渐变到（H=250，S=100，B=80）

此时，让我们关闭长方形的a*和b*通道，只剩下L*通道……

只剩下L*通道的长方形

没错！饱和度高的一端确实更暗！

因此，HSV中的饱和度，是会影响到亮度感知的！人眼感知到的亮度，和HSV中定义色彩的亮度，并不是同一回事！

更复杂的是，不同的色相，在饱和度变化时，对亮度产生的影响也不一样。这一次，我们对黄色（H=50）重复同样的操作：

黄色系渐变

关闭a*和b*通道后：

L*通道

饱和度增加时，亮度仍然降低了。不过这一次，亮度降低的程度明显不如第一次实验时的蓝色！

接下来我们继续研究色相对亮度的影响。这一次我们保持亮度和饱和度不变，让色相从0变换到180：

不同色相渐变

L*通道

可以看到，红色一端的亮度是低于水色一端的。这其实说明了每一种颜色的亮度本身就存在差距。

总结：

1. 在HSV中，改变人眼感受到的亮度最直观的方式是改变亮度V值

2. 色相H和亮度V值不变时，饱和度S越高，人眼感受到的亮度越低

3. 不同色相H时，饱和度S对人眼感受亮度的影响剧烈程度不同

4. 人眼对不同色相的颜色感受到的亮度不同

那么，这些结论应该如何去使用呢？

1. 由于改变饱和度能够降低亮度，因此可以用高饱和度的颜色来涂反光。这样不仅能够让反光的亮度低于亮面的亮度，保证光影的正确性，还能够使得反射光的颜色更有冲击力。

2. 利用不同颜色本身的亮度差异，可以用间色甚至补色来描绘暗部细节。由于颜色对比，这些细节会突出，但是因为细节本身的亮度仍然符合光影限制，因此不会显得反常。

3. 不确定色相对亮度产生的影响的时候，可以看一眼完整的色环，你的眼睛能够告诉你哪一种颜色实际上更暗。眼睛有时候比数学好用！

以下是一个使用高饱和度颜色涂反光的例子：

简单的球体

反光和整体色调的对比非常明显，但是在关闭a*和b*通道之后，可以发现，反光的亮度仍然低于亮面的最低亮度（或许看起来很亮，但是其实是因为与暗面产生了对比，实际上并没有多亮）。

L*通道

希望这些技巧能让大家更大胆地使用颜色！