PS混合模式原理与示例

模式官方介绍

正片叠底

查看每个通道中的颜色信息,并将基色与混合色进行正片叠底。结果色总是较暗的颜色。任何颜色与黑色正片叠底产生黑色。任何颜色与白色正片叠底保持不变。当您用黑色或白色以外的颜色绘画时,绘画工具绘制的连续描边产生逐渐变暗的颜色。这与使用多个标记笔在图像上绘图的效果相似。

image-20200519225738854

如图,重点是分通道,所有的模式混合都是基于通道的。即红色的底色,往上加蓝色和绿色结果都是黑色。因为RGB通道相互间的暗色都是黑色。当然,它们与黑色叠加也是黑色的。

滤色

查看每个通道的颜色信息,并将混合色的互补色与基色进行正片叠底。结果色总是较亮的颜色。用黑色过滤时颜色保持不变。用白色过滤将产生白色。此效果类似于多个摄影幻灯片在彼此之上投影。

正常

编辑或绘制每个像素,使其成为结果色。这是默认模式。(在处理位图图像或索引颜色图像时,“正常”模式也称为阈值。)

溶解

编辑或绘制每个像素,使其成为结果色。但是,根据任何像素位置的不透明度,结果色由基色或混合色的像素随机替换。

背后

仅在图层的透明部分编辑或绘画。此模式仅在取消选择了“锁定透明区域”的图层中使用,类似于在透明纸的透明区域背面绘画。

清除

编辑或绘制每个像素,使其透明。此模式可用于形状工具(当选定填充区域 img 时)、油漆桶工具 img、画笔工具 img、铅笔工具 img、“填充”命令和“描边”命令。您必须位于取消选择了“锁定透明区域”的图层中才能使用此模式。

变暗

查看每个通道中的颜色信息,并选择基色或混合色中较暗的颜色作为结果色。将替换比混合色亮的像素,而比混合色暗的像素保持不变。

颜色加深

查看每个通道中的颜色信息,并通过增加二者之间的对比度使基色变暗以反映出混合色。与白色混合后不产生变化。

线性加深

查看每个通道中的颜色信息,并通过减小亮度使基色变暗以反映混合色。与白色混合后不产生变化。

变亮

查看每个通道中的颜色信息,并选择基色或混合色中较亮的颜色作为结果色。比混合色暗的像素被替换,比混合色亮的像素保持不变。

颜色减淡

查看每个通道中的颜色信息,并通过减小二者之间的对比度使基色变亮以反映出混合色。与黑色混合则不发生变化。

线性减淡(添加)

查看每个通道中的颜色信息,并通过增加亮度使基色变亮以反映混合色。与黑色混合则不发生变化。

叠加

对颜色进行正片叠底或过滤,具体取决于基色。图案或颜色在现有像素上叠加,同时保留基色的明暗对比。不替换基色,但基色与混合色相混以反映原色的亮度或暗度。

柔光

使颜色变暗或变亮,具体取决于混合色。此效果与发散的聚光灯照在图像上相似。如果混合色(光源)比 50% 灰色亮,则图像变亮,就像被减淡了一样。如果混合色(光源)比 50% 灰色暗,则图像变暗,就像被加深了一样。使用纯黑色或纯白色上色,可以产生明显变暗或变亮的区域,但不能生成纯黑色或纯白色。

强光

对颜色进行正片叠底或过滤,具体取决于混合色。此效果与耀眼的聚光灯照在图像上相似。如果混合色(光源)比 50% 灰色亮,则图像变亮,就像过滤后的效果。这对于向图像添加高光非常有用。如果混合色(光源)比 50% 灰色暗,则图像变暗,就像正片叠底后的效果。这对于向图像添加阴影非常有用。用纯黑色或纯白色上色会产生纯黑色或纯白色。

亮光

通过增加或减小对比度来加深或减淡颜色,具体取决于混合色。如果混合色(光源)比 50% 灰色亮,则通过减小对比度使图像变亮。如果混合色比 50% 灰色暗,则通过增加对比度使图像变暗。

线性光

通过减小或增加亮度来加深或减淡颜色,具体取决于混合色。如果混合色(光源)比 50% 灰色亮,则通过增加亮度使图像变亮。如果混合色比 50% 灰色暗,则通过减小亮度使图像变暗。

点光

根据混合色替换颜色。如果混合色(光源)比 50% 灰色亮,则替换比混合色暗的像素,而不改变比混合色亮的像素。如果混合色比 50% 灰色暗,则替换比混合色亮的像素,而比混合色暗的像素保持不变。这对于向图像添加特殊效果非常有用。

实色混合

将混合颜色的红色、绿色和蓝色通道值添加到基色的 RGB 值。如果通道的结果总和大于或等于 255,则值为 255;如果小于 255,则值为 0。因此,所有混合像素的红色、绿色和蓝色通道值要么是 0,要么是 255。此模式会将所有像素更改为主要的加色(红色、绿色或蓝色)、白色或黑色。

差值

查看每个通道中的颜色信息,并从基色中减去混合色,或从混合色中减去基色,具体取决于哪一个颜色的亮度值更大。与白色混合将反转基色值;与黑色混合则不产生变化。

排除

创建一种与“差值”模式相似但对比度更低的效果。与白色混合将反转基色值。与黑色混合则不发生变化。

减去

查看每个通道中的颜色信息,并从基色中减去混合色。在 8 位和 16 位图像中,任何生成的负片值都会剪切为零。

划分

查看每个通道中的颜色信息,并从基色中划分混合色。

色相

用基色的明亮度和饱和度以及混合色的色相创建结果色。

饱和度

用基色的明亮度和色相以及混合色的饱和度创建结果色。在无 (0) 饱和度(灰度)区域上用此模式绘画不会产生任何变化。

颜色

用基色的明亮度以及混合色的色相和饱和度创建结果色。这样可以保留图像中的灰阶,并且对于给单色图像上色和给彩色图像着色都会非常有用。

明度

用基色的色相和饱和度以及混合色的明亮度创建结果色。此模式创建与“颜色”模式相反的效果。

浅色

比较混合色和基色的所有通道值的总和并显示值较大的颜色。“浅色”不会生成第三种颜色(可以通过“变亮”混合获得),因为它将从基色和混合色中选取最大的通道值来创建结果色。

深色

比较混合色和基色的所有通道值的总和并显示值较小的颜色。“深色”不会生成第三种颜色(可以通过“变暗”混合获得),因为它将从基色和混合色中选取最小的通道值来创建结果色。

公式

img

注释:

1.混合模式的数学计算公式,另外还介绍了不透明度。

2.这些公式仅适用于RGB图像,对于Lab颜色图像而言,这些公式将不再适用。

3.在公式中——

A 代表下面图层的颜色值,也称为基色;

B 代表上面图层的颜色值,也成为混合色;

C 代表混合图层的颜色值,也称为结果色;

D 表示该层的透明度。

详细举例推理

我们先建立两个图层:

当前选中层(Active Layer)为A层,或称“混合色 blend color”

下层(Background Layer)为B层,或称“基色 base color”,两者混合得到“结果色 Result color”

img

混合模式的基本原理

取A层任意一个像素a [R1, G1, B1],与B层对应位置的像素b [R2, G2, B2] 进行数学运算,得到c [R3, G3, B3]

  • R1 某种运算 R2 = R3
  • G1 某种运算 G2 = G3
  • B1 某种运算 B2 = B3

A、B两层所有像素都独立进行同样的运算,即得到混合后的结果C,即新的A层(注意虽然A层缩略图没有变,但直方图已经变了),而B保持不变

举一个简单例子,PS默认的图层混合模式是“正常”,在不透明度为100%时,

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

也就是说,“正常”模式下,A层在B层之上,看到的只有A层,看不到B层

混合模式的分类

一般系:正常、溶解

变暗系:变暗、深色、正片叠底、颜色加深、线性加深

变亮系:变亮、浅色、滤色、颜色减淡、线性减淡

对比系:叠加、强光、柔光、亮光、线性光、点光、实色混合

    • 该组特点是让亮的更亮,暗的更暗,每一个“对比系”的混合模式都可看作“变暗系”和“变亮系”的结合,如“叠加”是对较暗的像素进行“正片叠底”,对较亮的像素进行“滤色”

负片系:差值、排除

相消系:减去、划分

HSL系:色相、饱和度、颜色、明度

混合模式彼此之间的联系

  1. 对于大多数混合模式,图层“不透明度”和“填充度”对混合效果影响是一样的,也就是说,60%的不透明度,与60%的填充度,得到的效果一样;但以下8种混合模式是例外

    • 颜色加深、颜色减淡
    • 线性加深、线性减淡
    • 亮光、线性光、实色混合
    • 差值
  2. 以下5组混合模式是相反对应关系(从后面的公式就可以看出)

    • 变暗 - 变亮
    • 深色 - 浅色
    • 正片叠底 - 滤色
    • 颜色加深 - 颜色减淡
    • 线性加深 - 线性减淡
  3. 具有“互逆”关系的混合模式有两组,举例,A层在上,对A“叠加”;B层在上,对B“强光”:两种情况得到的效果是一样的

    • 叠加 [公式] 强光
    • 颜色 [公式] 明度

每一种混合模式的运算方法

当通道位深度为8位时,R、G、B三通道数值范围在0到255,我们除以255,得到0~1范围内的数值

我们用下图所示的两个100像素的图层做实验

A层有一个颜色, [R, G, B]值分别是 [102, 153, 204],即[0.4, 0.6, 0.8]

B层有两个颜色,[0, 51, 102] 和 [255, 204, 153],即 [0, 0.2, 0.4] 和 [1, 0.8, 0.6]

img

选中A层,调节混合模式

I 正常系

正常 Normal

设不透明度为n

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

当不透明度为100%

c = a

溶解 Dissolve

对每个像素而言,其结果色是基色或混合色的随机值,取决于其“不透明度”:“不透明度”高时,更多像素取自当前层;低时,更多像素取自背景层

II 变暗和变亮系

变暗 Darken

c = min(a,b) 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

得到变暗的效果

变亮 Lighten

*c = max(a,b)* 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

得到变亮的效果

深色 Darker Color

c = min(a, b) 三通道整体进行运算,不会产生新的颜色

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

该混合模式不会产生新的颜色,注意与“变暗”的区别

浅色 Lighter Color

c = max(a, b) 三通道整体进行运算**,不会产生新的颜色

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

该混合模式不会产生新的颜色,注意与“变亮”的区别

正片叠底 Multiply

c = a*b 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

常用的加深模式,用于产生阴影、去除白色和其他浅色。如同将所有的图层都叠在一起,上方一束光投下来到屏幕上;“颜色加深”和“线性加深”比“正片叠底”效果更为强烈

任何颜色和黑色混合结果都是黑的,任何颜色跟白色混合结果都是原来的颜色

“正片叠底”即所谓“减色”或“CMYK”模式,现实中相当于用染料、水彩笔绘画效果,如图所示

img

滤色 Screen

***c = 1 − (1−a)*(1−b)***逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

常用的减淡方法,产生发光效果。如同将所有图层分开摆放,各有一束光通过各图层,汇聚在一块屏幕上

基色或混合色为白色时,结果会是白色;任何颜色和黑色混合,结果仍原来的颜色

“滤色”即所谓“加色”模式,现实中相当于发光体发光的叠加效果,如图所示

img

颜色加深 Color Burn

c = 1 − (1−b)/a 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

得到的效果比“正片叠底”更深,中调更高饱和,高光减弱

任何颜色跟白色(B=1)混合结果都是白色

颜色减淡 Color Dodge

***c = b / (1−a)***逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

C: 颜色1 [0, 0.5, 1] 颜色2 [1, 1, 1]

img

得到的效果比“滤色”更亮,色彩对比更加强烈,中调更高饱和,高光增强

任何颜色跟黑色(B=0)混合结果都是黑色

线性加深 Linear Burn

c = a + b − 1 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

得到的效果比“颜色加深”更深,比颜色加深饱和度低

任何颜色跟白色(B=1)混合结果都是原来的颜色

线性减淡 Linear Dodge

c = a+b 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

C: 颜色1 [0.4, 0.8, 1] 颜色2 [1, 1, 1]

img

得到的效果比“颜色减淡”更亮,但对比稍弱

任何颜色跟黑色(B=0)混合结果都是原来的颜色

III 对比系

该组特点是让亮的更亮,暗的更暗,每一个“对比系”的混合模式都可看作“变暗系”和“变亮系”的结合,如“叠加”是对较暗的像素进行“正片叠底”,对较亮的像素进行“滤色”

叠加 Overlay

逐通道进行运算

*若 b <= 0.5: c = 2ab*

*若 b > 0.5: c = 1 - 2(1-a)(1-b)*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

类似于 “正片叠底”+“滤色”的结合,但效果更柔和

A层在上,对A“叠加”;B层在上,对B“强光”:两种情况得到的效果是一样的

强光 Hard Light

逐通道进行运算

*若 a <= 0.5: c = 2ab*

*若 a > 0.5: c = 1 - 2(1-a)(1-b)*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

类似于 “正片叠底”+“滤色”的结合,但效果更柔和

A层在上,对A“叠加”;B层在上,对B“强光”:两种情况得到的效果是一样的

柔光 Soft Light

逐通道进行运算

*若 a <= 0.5, c = 2ab + [公式](1-2a)*

*若 a > 0.5, c = 2b(1-a) + [公式](2a-1)*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

效果类似于“叠加”,但效果更柔和,有透明的光线和阴影

类似于 “浅色”+“深色”的结合

亮光 Vivid Light

逐通道进行运算,近似公式

*若 a <= 0.5, c = 1 + (b-1)/2a*

*若 a > 0.5, c = b / 2(1-a)*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

C: 颜色1 [0, 0.25, 1] 颜色2 [1, 0.996, 1]

img

类似于“实色混合”,但效果通常更加剧烈

类似于 “颜色减淡”+“颜色加深”的结合

线性光 Linear Light

*c = b + 2a -1* 逐通道进行运算,近似公式

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

类似于“亮光”,但效果通常更加剧烈

类似于 “线性加深”+“线性减淡”的结果

点光 Pin Light

逐通道进行运算

*若 a > 0.5, c = max ( 2(a-0.5) , b )*

*若 a <= 0.5, c = min ( 2a , b )*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

该混合模式较为强烈,容易形成色块色斑和噪点

类似于 “变亮”+“变暗”的结合

实色混合 Hard Mix

*若 a+b >= 1, c = 1; 否则 c=0* 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

C: 颜色1 [0, 0, 1] 颜色2 [1, 1, 1]

img

结果只有8个颜色:R、G、B、C、M、Y 、K、White

如果“填充度”不为100,结果色会多于8

IV 负片系

差值 Difference

c = |b - a| 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

会有一定负片效果

排除 Exclusion

c = a + b - 2ab 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

会有一定负片效果

V 相消系

减去Subtract

c = b−a*逐通道进行运算*

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

C: 颜色1 [0, 0, 0] 颜色2 [0.6, 0.2, 0]

img

变深效果

常结合“应用图像”,用于高低频法调色

划分Divide

*c = b/a* 逐通道进行运算

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

img

A: [0.4, 0.6, 0.8]

img

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

img

变亮效果

汇总在一张A4纸上

preview

参考文献

  • Adobe中文官网
  • Photoshop图层混合模式详解
  • 另外一篇知乎文章,由于写的时候忘了,现在实在找不到了。。要是引用部分原作者来了请找我claim。