色彩空間

色彩是人的眼睛對於不同頻率的光線的不同感受，色彩既是客觀存在的（不同頻率的光）又是主觀感知的，有認識差異。所以人類對於色彩的認識經歷了極為漫長的過程，直到近代才逐步完善起來，但至今，人類仍不能說對色彩完全了解並準確表述了，許多概念不是那么容易理解。“色彩空間”一詞源於西方的“Color Space”，又稱作“色域”，色彩學中，人們建立了多種色彩模型，以一維、二維、三維甚至四維空間坐標來表示某一色彩，這種坐標系統所能定義的色彩範圍即色彩空間。我們經常用到的色彩空間主要有RGB、CMYK、Lab等。

基本介紹

• 中文名：色彩空間
• 外文名：Color Space
• 常見類型：RGB、CMYK、Lab等
• 別名：色域

概念

色彩模型是描述使用一組值（通常使用三個、四個值或者顏色成分）表示顏色方法的抽象數學模型。例如 三原色光模式(RGB) 和印刷四分色模式(CMYK) 都是色彩模型。但是一個與絕對色彩空間沒有函式映射關係的色彩模型或多或少地都是與特定套用要求幾乎沒有關係的任意色彩系統。在色彩模型和一個特定的參照色彩空間之間加入一個特定的映射函式就在參照色彩空間中出現了一個明確的"footprint"。這個 "footprint" 稱為色域，並且與色彩模型一起定義為一個新的色彩空間。例如 Adobe RGB 和 sRGB 是兩個基於 RGB 模型的不同絕對色彩空間。

色彩輪廓

比較

許多人都知道在繪畫時可以使用紅色、黃色和藍色這三種原色生成不同的顏色，這些顏色就定義了一個色彩空間。我們將品紅色的量定義為 X坐標軸、黃色的量定義為 Y 坐標軸、藍色的量定義為 Z 坐標軸，這樣就得到一個三維空間，每種可能的顏色在這個三維空間中都有唯一的一個位置。

但是，這並不是唯一的一個色彩空間。例如，當在計算機監視器上顯示顏色的時候，通常使用 RGB（紅色、綠色、藍色）色彩空間定義，這是另外一種生成同樣顏色的方法，紅色、綠色、藍色被當作 X、Y 和 Z坐標軸。另外一個生成同樣顏色的方法是使用色相（X 軸）、飽和度（Y 軸）和明度（Z 軸）表示，這種方法稱為 HSB 色彩空間。另外還有許多其它的色彩空間，許多可以按照這種方法用三維（X、Y、Z）、更多或者更少維表示，但是有些根本不能用這種方法表示。

注釋

正式定義一個色彩空間時通常採用的標準是CIELAB 或 CIEXYZ 色彩空間，他們是為了涵蓋正常人可見範圍所有色彩所設計提出的，因此是最精確的色彩空間，但過於複雜，不適合於日常使用。

除了上述定義，在一般情況下色彩空間可以不使用色彩模型定義。這類空間，比如潘通（PANTONE），通過一套名稱或者數字來定義，並有實際存在的配套的物理色板。

由於每個色彩空間都是用絕對參考框架的功能來定義顏色，色彩空間及設備檔案可以通過模擬和數字呈現將使顏色再現出來。

RGB 和 CMYK 色彩空間的比較

密度

RGB色彩空間根據實際使用設備系統能力的不同，有各種不同的實現方法。截至2006年，最常用的是24-位實現方法, 也就是紅綠藍每個通道有8位或者256色級。基於這樣的24-位RGB 模型的色彩空間可以表現 256×256×256 ≈ 1680萬色。一些實現方法採用每原色16位，能在相同範圍內實現更高更精確的色彩密度。這在寬域色彩空間中尤其重要，因為大部分通常使用的顏色排列的相對更緊密。

列表

CIE 1931 XYZ 色彩空間是第一次基於人眼對於色彩感知度量建立色彩空間的嘗試，它是幾乎所有其它色彩空間的基礎，CIE色彩空間的變體有：

CIELUV 色彩空間 - 修改來更加方便的顯示顏色差異，替代:

CIE 1964 U*V*W* 統一色彩空間

CIELAB 色彩空間

概念

HSV (色相hue,飽和度saturation, 明度value), 也稱HSB (B指brightness) 是藝術家們常用的，因為與加法減法混色的術語相比，使用色相，飽和度等概念描述色彩更自然直觀。HSV 是RGB色彩空間的一種變形，它的內容與色彩尺度與其出處——RGB色彩空間有密切聯繫。

HSL (色相hue, 飽和度saturation,亮度lightness/luminance), 也稱HLS 或 HSI (I指intensity) 與 HSV非常相似，僅用亮度（lightness）替代了明度（brightness）。二者區別在於，一種純色的明度等於白色的明度，而純色的亮度等於中度灰的亮度.

減法混色

相混

加法混色

減法混色

加法混色

RGB 採用加法混色法,因為它是描述各種“光”通過何種比例來產生顏色。光線從暗黑開始不斷疊加 產生顏色。 RGB描述的是紅綠藍三色光的數值。RGBA是在RGB上增加阿爾法通道實現透明效果。

基於RGB模式的普通色彩空間有 sRGB, Adobe RGB 和 Adobe Wide Gamut RGB。

CMYK 印刷過程中使用減法混色法，因為它描述的是需要使用何種油墨，通過光的反射顯示出顏色。它是在一種白色介質(畫板,頁面等)上使用油墨來體現圖像。CMYK描述的是青，品紅，黃和黑四種油墨的數值。根據不同的油墨，介質，和印刷特性，存在多種CMYK色彩空間。(可以通過色點擴張或者轉換各種油墨數值從而得到不同的外觀).

常用

電視常用色彩空間

xvYCC是一個新的國際數字視頻顏色空間標準，基於孟塞爾顏色系統系統創製，並已被國際電子技術委員會接受。

一旦你決定採用何種色彩模式，只要你是用電腦工作，就必須先聲明定義色彩空間編碼問題。

商用色彩空間

孟塞爾顏色系統

色票

美國的PMS色票（Pantone Matching System®）

瑞典的NCS色票（Natural Color System®）

德國的RAL色票（Reichsausschuß für Lieferbedingungen）

日本的DIC色票（大日本油墨化工）

特殊用途的色彩空間

RG Chromaticity 是用於計算機視覺的色彩空間，它可以顯示光線的顏色，如紅、黃、綠等，但是不能顯示它的亮度如暗與亮。

過時的色彩空間

早期的色彩空間有兩個成分，大部分放棄了藍色的成分這是因為三個成分將會使得處理過程變得複雜，但是得到的結果僅僅是圖像真實度的少許提升，而不能象從單色到兩個成分彩色那樣有大幅提升。

早期 Technicolor 電影用的 RG

早期彩色列印用的 RGK

電影色彩空間

電影色彩空間最初以黑白，發展彩色，到3D，3.5D,4D

電影色彩發揮了很大的立體空間。而不是單色形成，更加立體。