搞清Photoshop-PS混合模式原理

理解混合模式原理，需要了解这些概念：像素、图层、通道、RGB模式基本原理。
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”。
混合模式基本原理
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]。

  1. R1 某种运算 R2 = R3

  2. G1 某种运算 G2 = G3

  3. B1 某种运算 B2 = B3

A、B两层所有像素都独立进行同样运算，得到混合后结果C，即新的A层（注意虽然A层缩略图没有变，但直方图变了），而B保持不变。
举一个简单例子，PS默认图层混合模式是“正常”，不透明度为100%时，

  1. R1 正常 R2 = R1

  2. G1 正常 G2 = G1

  3. 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
以上分类特点是让亮的更亮，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”对混合效果影响一样，也就是说，60%不透明度，与60%填充度，得到效果一样；但以下8种混合模式例外。
  1. 颜色加深、颜色减淡

  2. 线性加深、线性减淡

  3. 亮光、线性光、实色混合

  4. 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）

  1. 变暗 - 变亮

  2. 深色 - 浅色

  3. 正片叠底 - 滤色

  4. 颜色加深 - 颜色减淡

  5. 线性加深 - 线性减淡

3. 具有“互逆”关系的混合模式有2组，例如：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。

  1. 叠加

    强光

  2. 颜色

    明度

每一种混合模式运算方法

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。
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]。
选中A层，调节混合模式

一、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。

二、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]

A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.2, 0.4] 颜色2 [0.4, 0.6, 0.6]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.6, 0.8] 颜色2 [1, 0.8, 0.8]
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.
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.2, 0.4] 颜色2 [0.4, 0.6, 0.8]
该混合模式不产生新颜色，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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.6, 0.8] 颜色2 [1, 0.8, 0.6]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.12, 0.32] 颜色2 [0.4, 0.48, 0.48]
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。
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.68, 0.88] 颜色2 [1, 0.92, 0.92]
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。
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0, 0.25] 颜色2 [1, 0.67, 0.5]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.5, 1] 颜色2 [1, 1, 1]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0, 0.2] 颜色2 [0.4, 0.4, 0.4]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.8, 1] 颜色2 [1, 1, 1]
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。

三、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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.24, 0.64] 颜色2[1, 0.84, 0.84]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.36, 0.76] 颜色2 [0.8, 0.84, 0.84]
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 +

(1-2a)

若 a > 0.5, c = 2b(1-a) +

(2a-1)

B: 颜色1 [0, 0.2, 0.4] 颜色2 [1, 0.8, 0.6]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.25, 0.54] 颜色2 [1, 0.82, 0.71]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.25, 1] 颜色2 [1, 0.996, 1]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.4, 0.996] 颜色2 [0.8, 0.996, 1]
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”的结合
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.2, 0.6] 颜色2 [0.796, 0.8, 0.6]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0, 1] 颜色2 [1, 1, 1]
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。

四、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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.4, 0.4] 颜色2 [0.6, 0.2, 0.2]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0.4, 0.56, 0.56] 颜色2 [0.6, 0.44, 0.44]
会有一定负片效果。

五、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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0, 0] 颜色2 [0.6, 0.2, 0]
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]
A: [0.4, 0.6, 0.8]
C: 颜色1 [0, 0.33, 0.5] 颜色2 [1, 1, 0.75]
变亮效果。

混合模式原理汇总

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