rgb颜色模型是哪三色模型,rgb颜色模式是什么模式

2022-07-17 19:26:48 基金研究

　　在巨大的兴奋中，一个大大的问号出现在很多人的脑海里。3354火星是一颗红色星球，但是为什么田文1号拍摄的第一张火星照片是黑白的呢？对于这个问题，国家航天局相关人士给出了最直白的答案：——这种成像模式采用黑白成像。　　

　　以下是田文1号第一张火星照片的着色效果。所谓着色效果图，是指图像颜色不是根据拍摄数据进行处理，而是强行添加的效果。　　

　　那么田文一号能拍出真正的彩色照片吗？　　

　　当然啦！　　

　　想一想，我们的手机随手就能拍出彩色照片，这对于世界水平的田文一号来说是自然而然的事情。在这种情况下，为什么田文1号的第一张火星照片使用黑白成像？　　

　　要把这个问题说清楚，还得从色觉说起。　　

　　我们能看到这个世界是因为有光，特别是可见光。可见光只占据了广阔的电磁波谱中很窄的一部分。波长范围大致在400-700nm，不同的波长对应不同的颜色。三百多年前，牛顿用三棱镜做实验，发现白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成。是可见光打在视网膜上，让我们感知颜色和明暗。　　

　　我们对颜色的感知其实是一个主观的过程。3354光线与视网膜上不同类型的视锥细胞相互作用，刺激使大脑产生反应。所以本质上，不仅不同物种，同一物种的不同个体看到的东西也不一样。是的，你我看到的是不同的世界。　　

　　人类有三种不同光谱敏感度的视锥，根据光谱敏感度的峰值波长分别称为(短)S视锥、(中)M视锥和(长)L视锥。因为它们的光谱灵敏度峰值波长分别在蓝光、绿光和红光附近，所以又称为蓝光受体、绿光受体和红光受体。　　

　　这就产生了三色视觉，这就是三色光模式的原理。三原色光模型又称RGB颜色模型，是一种加色模型，将红绿蓝三原色以不同的比例叠加，产生不同的颜色效果。　　

　　拍摄彩色照片基于RGB色彩模型。　　

　　如果相机直接接收物体发出的光，它就无法识别物体的颜色，所以只能拍摄黑白照片。如果要拍彩色照片，需要分析三原色的信息，然后叠加合成，所以需要加一个滤色器。　　

　　通常手机相机、数码相机等可以直接拍摄彩色照片的设备都使用拜耳彩色滤光片。加入拜耳滤色器后，每个像素只能接收R、G、b三种颜色中的一种，根据人眼对绿光最敏感的特性，拜耳滤色器按照50%为绿色，25%为红色，25%为蓝色的方式排列。　　

　　由于每个像素只过滤记录了RGB三种颜色中的一种，单个像素获得的信息并不能完全代表红绿蓝的组成值。为此，可以使用去马赛克算法来内插每个像素的红色、绿色和蓝色的合成值。这些算法使用周围相同颜色的像素来估计特定像素的合成值。算法的计算复杂度不同，最终的成像质量也不同。当你用手机拍一张彩色照片时，你实际上经历了一系列的操作。　　

　　这种方法虽然可以简单直接的拍出彩色照片，但是牺牲了进光量，一定程度上降低了精度和清晰度，而且在颜色和亮度突变处容易产生噪点。所以这种方式非常适合日常拍照，但无法满足天文、太空探索等科研的要求。　　

　　一般来说，专业天文相机和探测器的高分辨率相机都是黑白相机，这样可以最大限度地增加入射光量，保证尽可能精确地拍摄到被探测物体。当然，科学追求完美，在此基础上，也会捕捉到被探测物体的本来面目。　　

　　怎么做？也是滤色器，但是和拜耳滤色器不一样。这里依次使用红、绿、蓝三色滤光片，得到三张RGB通道的照片，再叠加得到真彩色照片。显然，这种方法相比拜耳滤镜更麻烦，但可以获得更大的进光量。　　

　　让我们以著名的哈勃太空望远镜为例，拍摄土星的真实颜色。　　

　　首先，哈勃太空望远镜在红、绿、蓝三色滤镜下依次拍摄土星的三张照片。请注意，这三张照片的原图都是黑白的，但是分别记录了红、绿、蓝的数值。　　

,rgb颜色模式是什么模式8.jpg">在获得原始图像后，图像处理人员根据各自数值，还原相应的颜色。

然后进行叠加处理。

最终合成土星真实色彩照。

好了，说了这么多，现在回到最初的问题——天问一号的首张火星照为何要采用黑白成像？

据航天科技集团相关专家介绍，天问一号拍摄首张火星照用的是高分辨率相机。拍摄过程大致是这样的——先用光学导航敏感器，在浩瀚的星空中找到火星后，测出相对角度，然后控制天问一号精准指向火星，再用高分相机对火星拍摄。

天问一号当时距离火星约220万公里，而且正处于快速飞行、即将进入火星环绕轨道的关键阶段，对火星只能进行匆匆一瞥。在这种情况下，选择黑白成像模式，“咔嚓”一下方便了事，且能够获取最大进光量，拍摄到最准确清晰的火星。

大家别急，待天问一号顺利进入环绕火星轨道后，就会好好观摩火星。到时它的高分相机在滤色镜配合下，将为我们献上真实色彩的火星！

给火星拍照，只是计划的一部分。

天问一号是中国首次自主火星探测任务，起点非常之高，计划一次性实现对火星环绕、着陆、巡视，即所谓的“绕、落、巡”，全面而深入地探测火星。

公开资料显示，天问一号由一个轨道器和一个着陆器/巡视器组合体组成，重约5吨，共携带了13台科学载荷。其中，轨道器上7台——中分辨率相机、高分辨率相机、次表层探测雷达、火星矿物光谱探测仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪；巡视器上6台——多光谱相机、次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、地形相机。