RGB顏色空間

RGB顏色空間以R(Red:紅)、G(Green:綠)、B(Blue:藍)三種基本色為基礎，進行不同程度的疊加，產生豐富而廣泛的顏色，所以俗稱三基色模式。

RGB空間是生活中最常用的一個模型，電視機、電腦的CRT顯示器等大部分都是採用這種模型。自然界中的任何一種顏色都可以由紅、綠、藍三種色光混合而成，現實生活中人們見到的顏色大多是混合而成的色彩。

基本介紹

• 中文名：RGB顏色空間
• 外文名：RGB Color Space
• 套用：視頻、多媒體與網頁設計等
• 優點：直觀、容易理解
• 基本色：紅、綠、藍
• 原理：三刺激理論

基本概念

RGB顏色空間以R(Red:紅)、G(Green:綠)、B(Blue:藍)三種基本色為基礎，進行不同程度的疊加，產生豐富而廣泛的顏色，所以俗稱三基色模式。在大自然中有無窮多種不同的顏色，而人眼只能分辨有限種不同的顏色，RGB模式可表示一千六百多萬種不同的顏色，在人眼看來它非常接近大自然的顏色，故又稱為自然色彩模式。紅綠藍代表可見光譜中的三種基本顏色或稱為三原色，每一種顏色按其亮度的不同分為256個等級。當色光三原色重疊時，由於不同的混色比例能產生各種中間色，例如，三原色相加可產生白色。所以RGB模式是加色過程。螢幕顯示的基礎是RGB模式，彩色印刷品卻無法用RGB模式來產生各種彩色，所以，RGB模式常用於視頻、多媒體與網頁設計。

空間模型

對圖像處理而言，RGB是最為重要和常見的顏色模型，它建立在笛卡爾坐標系中，以紅、綠、藍三種
基本色為基礎，進行不同程度的疊加，產生豐富而廣泛的顏色，俗稱三基色模式。

RGB顏色空間是用一個單位長度的立方體來表示顏色的，黑藍綠青紅紫黃白8種常見顏色分別位居立方體的8個頂點，通常將黑色置於三維直角坐標系的原點，紅綠藍分別置於3根坐標軸土，整個立方體放在第1卦限內。如下圖所示。而其中的青色與紅色、紫色(或稱品紅色)與綠色、黃色與藍色是互補色。各參數的取值範圍是：R：0-255；G：0-255；B：0-255。參數值也稱為三色係數或基色係數或顏色值，除以255後歸一到0-1之間，但不是無窮多個而是有限多個值。由於每個灰度級都定為256，所以，紅綠藍分量全部組合起來共可表示256=2=16777216種不同的顏色。它比人眼能分辨的顏色種數多得多。因此，雖然自然界中的顏色非常多，但用RGB顏色空間來近似表達自然界中的顏色是完全夠用了。

模型原理

RGB模型的原理來自於顏色的三刺激理論，它基於以下假設:在眼睛的中央部位有3種類型的對色彩敏感的錐狀細胞。其中一類對位於可見光譜中間位置的光波敏感，這種光波經人的視覺系統轉換產生綠色感。而其他兩種錐狀細胞對位於可見光波的上、下端即較長和較短的波長的光波敏感，它們分別被識別為紅色和藍色。從生理學的角度來看，由於眼睛僅包含3種不同類型的錐狀細胞，因而對任意3種顏色適當混合均可產生白光視覺，條件是這3中顏色中任意兩種的組合都並不能產生第3種顏色，則這三種顏色就被稱為三原色。

表達方式

RGB空間是目前最常用的彩色信息表達方式，使用紅、綠、藍三原色的亮度來定量表示顏色，是以RGB三色光互相疊加來實現混色的方式。三種顏色所占比例不同，得到的顏色就不同。變換混合的比例，就會得到各種各樣的混合效果。RGB顏色空間可以看作是三維直角坐標系中的一個單位正方體。任何一種顏色在RGB顏色空間中都可以用三維空間中的一個點來表示。在RGB顏色空間，任意色光F都可以用RGB三種顏色不同分量的相加混合而成：

F=r[R]+g[G]+b[B]

色度學規則：
(1)通過R,G,B這三種顏色能產生任何顏色，並且這三種顏色混合後產生的顏色是唯一的。
(2)如果兩個顏色相等，這三個顏色分量再乘以或者除以相同的數，得到的顏色仍然相等。
(3)混合色的亮度等於每種顏色亮度的和。

優點與缺點

RGB顏色空間最大的優點就是直觀，容易理解。缺點是R,G,B這3個分量是高度相關的，即如果一個顏色的某一個分量發生了一定程度的改變，那么這個顏色很可能要發生改變；人眼對於常見的紅綠藍三色的敏感程度是不一樣的，因此RGB顏色空間的均勻性非常差，且兩種顏色之間的知覺差異色差不能表示為該顏色空間中兩點間的距離，但是利用線性或非線性變換，則可以從RGB顏色空間推導出其他的顏色特徵空間。