色彩空間

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色彩模型或色彩空間(Color Space 或 Color System)是描述使用一组值（通常使用三个、四个值或者颜色成分）表示颜色方法的抽象数学模型。例如 三原色光模式(RGB) 和印刷四分色模式(CMYK) 都是色彩模型。但是一个与绝对色彩空间没有函数映射关系的色彩模型或多或少地都是与特定应用要求几乎没有关系的任意色彩系统。

在色彩模型和一个特定的参照色彩空间之间加入一个特定的映射函数就在参照色彩空间中出现了一个明确的"footprint"。这个 "footprint" 称为 域，并且与色彩模型一起定义为一个新的色彩空间。例如 Adobe RGB 和 sRGB 是两个基于 RGB 模型的不同绝对色彩空间。

目录 1 概念 2 注释 2.1 色彩空间密度 3 部分色彩空间列表 3.1 利用原色相混的比例表示的色彩空間 3.2 利用不同的概念表示的色彩空間 3.3 電視常用色彩空間 3.4 商用色彩空间 3.5 特殊用途的色彩空间 3.6 过时的色彩空间 4 参考文献 5 参见 6 外部链接

[编辑] 概念

许多人都知道在绘画时可以使用红色、蓝色和黄色这三种原色生成不同的颜色，这些颜色就定义了一个色彩空间。我们将红色的量定义为 X 坐标轴、蓝色的量定义为 Y 坐标轴、黄色的量定义为 Z 坐标轴，这样就得到一个三维空间，每种可能的颜色在这个三维空间中都有唯一的一个位置。

但是，这并不是唯一的一个色彩空间。例如，当在计算机监视器上显示颜色的时候，通常使用 RGB（红、绿、蓝）色彩空间定义，这是另外一种生成同样颜色的方法，红、绿、蓝被当作 X、Y 和 Z 坐标轴。另外一个生成同样颜色的方法是使用色调（X 轴）、饱和度（Y 轴）和亮度（Z 轴）表示，这种方法称为 HSB 色彩空间。另外还有许多其它的色彩空间，许多可以按照这种方法用三维（X、Y、Z）、更多或者更少维表示，但是有些根本不能用这种方法表示。

[编辑] 注释

正式定义一个色彩空间时通常采用的标准是CIELAB 或 CIEXYZ 色彩空间， 他们是为了涵盖正常人可见范围所有色彩所设计提出的，因此是最精确的色彩空间，但过于复杂，不适合于日常使用。

Since "color space" is a more specific term for a certain combination of a color model plus a color mapping function, the term "color space" tends to be used to also identify color models, since identifying a color space automatically identifies the associated color model. Informally, the two terms are often used interchangeably, though this is strictly incorrect. For example, although several specific color spaces 是基于RGB色彩模型, there is no such thing as the RGB color space.

除了上述定义，在一般情况下色彩空间可以不使用色彩模型定义。这类空间，比如 潘通（PANTONE），通过一套名称或者数字来定义，并有实际存在的配套的物理色板。

由于每个色彩空间都是用绝对参考框架的功能来定义颜色，色彩空间及设备档案可以通过analogue 和数字呈现将使颜色再现出来。

[编辑] 色彩空间密度

RGB色彩空间根据实际使用设备系统能力的不同，有各种不同的实现方法。截至2006年，最常用的是24-位 实现方法, 也就是红绿蓝每个通道有 8位或者256色级。基于这样的24-位RGB model的色彩空间可以表现 256×256×256 ≈ 1670万色。一些实现方法采用每原色16位，能在相同范围内实现更高更精确的色彩密度。这在宽域色彩空间中尤其重要，因为大部分通常使用的颜色排列的相对更紧密。 or when a large number of digital filtering algorithms are used consecutively. The same principle applies for any color spaces based on the same color model, but implemented in different bit depths.

[编辑] 部分色彩空间列表

CIE 1931 XYZ 色彩空间是第一次基于人眼对于色彩感知度量建立色彩空间的尝试，它是几乎所有其它色彩空间的基础，CIE色彩空间的变体有：

• CIELUV 色彩空间 - a modification to display color differences more conveniently, replaced by:
• CIELAB 色彩空间
• CIE 1964 色彩空间 - measurements over a larger field of view than the 1931 color space which produces slightly different results.

[编辑] 利用原色相混的比例表示的色彩空間

• RGB 采用 加法混色法,因为它是描述各种“光”通过何种比例来产生颜色。光线从暗黑开始不断叠加 产生颜色。 RGB描述的是红绿蓝三色光的数值。RGBA 是在RGB上增加阿尔法通道实现透明效果。
  • 基于RGB模式的普通色彩空间有 sRGB, Adobe RGB 和 Adobe Wide Gamut RGB.
• CMYK 印刷过程中使用减法混色法，因为它描述的是需要使用何种油墨，通过光的折射显示出颜色。它是在一种白色介质 (画板,页面等)上使用油墨来体现图像。CMYK描述的是青，品红，黄和黑四种油墨的数值。根据不同的油墨，介质，和印刷特性，存在多种CMYK色彩空间。(可以通过dot gain或者转换各种油墨数值从而得到不同的外观).

[编辑] 利用不同的概念表示的色彩空間

• HSV (色相hue, 饱和度saturation, 亮度value), 也称HSB (B指brightness) 是艺术家们常用的，因为与加法减法混色的术语相比，使用色相，饱和度等概念描述色彩更自然直观。HSV 是RGB色彩空间的一种变形，它的内容与色彩尺度与其出处——RGB色彩空间有密切联系。
• HSL (色相hue, 饱和度saturation,明度 lightness/luminance), 也称HLS 或 HSI (I指intensity) 与 HSV非常相似，仅用“明度”（lightness）替代了“亮度”（brightness）。二者区别在于，一种纯色的brightness等于白色的brightness, 而纯色的lightness 等于中度灰的lightness.

[编辑] 電視常用色彩空間

• YIQ is 是出于历史原因在NTSC(北美，日本及其他)电视广播使用的色彩空间。 This system stores a luminance value with two chrominance values, corresponding approximately to the amounts of blue and red in the color. It corresponds closely to the YUV scheme used in PAL (澳大利亚，欧洲（法国使用SECAM除外）) television except that the YIQ color space is rotated 33° with respect to the YUV color space. The YDbDr scheme used by SECAM television is rotated in another way. (work needed)
  • YPbPr is a scaled version of YUV. It is most commonly seen in its digital form, YCbCr, used widely in video and image compression schemes such as MPEG and JPEG.
• xvYCC 是一个新的国际数字视频颜色空间标准，基于孟塞尔颜色系统 系统创制，并已被 国际电子技术委员会接受。

一旦你决定采用何种色彩模式，只要你是用电脑工作，就必须先声明定义色彩空间编码问题。

[编辑] 商用色彩空间

• 孟塞尔颜色系统

• 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）

[编辑] 特殊用途的色彩空间

• RG Chromaticity 是用于计算机视觉的色彩空间，它可以显示光线的颜色，如红、黄、绿等，但是不能显示它的亮度如暗与亮。

[编辑] 过时的色彩空间

早期的色彩空间有两个成分，大部分放弃了蓝色的成分这是因为三个成分将会使得处理过程变得复杂，但是得到的结果仅仅是图像真实度的少许提升，而不能象从单色到两个成分彩色那样有大幅提升。

• 早期 Technicolor 电影用的 RG
• 早期彩色打印用的 RGK

[编辑] 参考文献

• R. W. G. Hunt, The Reproduction of Colour in Photography, Printing & Television, 5th Ed. Fountain Press, England, 1995. ISBN 0863433812
• Mark D. Fairchild, Color Appearance Models, Addison-Wesley, Reading, MA (1998). ISBN 0-201-63464-3
• Charles A. Poynton, Introduction to Video Colour Spaces

[编辑] 参见

• 色彩列表
• 加法混色
• 减法混色
• Pitch space
• 色彩模型

[编辑] 外部链接

• Charles Poynton's Color FAQ
• FAQ about color physics
• Dan Bruton's Color Science
• Color-Scheme - open source color space management package written in Scheme
• RGB-Color Mixer Java Applet Java-Plugin required
• Color Space Conversion Formulas
• Color Space Conversion: conceptual understanding for photographers using detailed visualizations
• yaflaColor: HSL-RGB Conversion and exploration
• Color Space Visualization