【劍橋攝影協會】色彩管理之色彩空間

       “色彩空間”是一種有用的概念工具,它可以用於瞭解特定設備或者數字文件的顏色特性。當你想要在另一臺設備上重現顏色時,色彩空間可以幫助你進行陰影/高光細節與顏色飽和度之間的取捨判斷。

數字調色板

       類似於畫家所使用的調色板,色彩空間等同於一個數字調色板,而且可以組合出更加精細的顏色。

       但是,與看得見摸得着的畫家的調色板不同,色彩空間通常是不可見的,其計算過程僅在幕後完成。儘管如此,學習如何可視化色彩空間仍然可以幫助你爲給定的任務選出最爲合適的色彩空間。

色彩空間的可視化

       色彩空間是一個將數字與實際顏色相關聯的三維空間,其中包含了可以實現的所有顏色組合。色彩空間中的每個方向通常代表顏色的某種特性,比如亮度/飽和度/色相(主要取決於色彩空間的類型)。

       下圖展示了從兩個不同視角看到的某個三維形狀色彩空間的外表面。該表面代表此色彩空間(“色域”)能夠表達的最極端顏色,其形狀內部的各種顏色內容均爲表面顏色的更爲精細的組合。

       上圖主要是能夠讓你直觀可見地定性理解色彩空間,對於實際的色彩管理而言,必須要進行兩個不同的色彩空間的比較。

色彩空間的比較

       出於可視的便利性以及多個色彩空間同時顯示的考慮,通常使用上述三維形狀的二維切面映射來表示色彩空間。使用二維圖可以快速地查看給定橫截面的整個邊界,除非特別定義,否則該二維圖通常會顯示所有亮度爲50%的顏色的橫截面。

       下圖中包含有三個色彩空間:sRGB、寬色域RGB、與設備無關的參考空間。sRGB和寬色域RGB是兩個工作空間,它們有時用於圖像編輯。

       從二維圖中,我們可以推斷出某個色彩空間所能夠表達的顏色範圍。圖中的白線和黑線分別框出了sRGB和寬色域RGB的顏色範圍,其均屬於參考空間的子集。參考空間中顯示的顏色僅用於定性可視化,因爲這些顏色取決於顯示設備呈現顏色的方式。另外,參考空間中包含的顏色比電腦顯示器能夠顯示的要更多。

       從圖中可以看到,寬色域RGB包含更多的紅色、紫色和綠色,而sRGB則包含更多的藍色。圖中的二維橫截面對應的亮度爲50%,如果需要處理陰影或者高光的色域,可以改取亮度爲25%或者75%的二維橫截面。

色彩空間的類型

       色彩空間具有許多不同的類型和應用。常用術語包括:

       依賴於設備的空間(Device-dependent spaces)--表達相對於其他參考空間的顏色,可以反映特定顯示器或者打印機能夠顯示的顏色子集信息,以及使用特定的數碼相機或者掃描儀獲取的顏色子集信息。

       與設備無關的空間(Device-independent spaces)--表達作爲標準參考色的顏色,通常作爲與其他色彩空間的比對標準。

       工作空間(Working spaces)--在圖像編輯工具和文件格式中,用於將顏色範圍對應到標準調色板。數碼攝影中最常用的兩個工作空間是Adobe RGB 1998和sRGB IEC61966-2.1。(詳見《sRGB vs. Adobe RGB 1998》)

       “廣色域”(Wide gamut)意味着能夠展現更爲顏色範圍的設備或者工作空間,而“窄色域”(Narrow gamut)則剛好相反。

參考空間

       如今,幾乎所有的色彩管理軟件都使用由國際照明委員會(CIE)在1931年定義的與設備無關的空間。該空間旨在,根據一組視力正常的觀察者(稱爲“標準色度觀察者”)的平均反應,來描述人眼可見的所有顏色。

       注意:實際上,所有設備(包括顯示設備)的色域範圍都是由CIE指定的可見顏色的子集,因此,在監視器上對於此色彩空間的任何表示都應該被視爲定性且高度不準確的。

       可見顏色的CIE空間通常具有以下幾種表現形式:CIE xyz(1931),CIE L*a*b*和CIE Lu'v'(1976)。雖然其中每個都包含相同的顏色,但是它們分配這些顏色的方式是不同的,如下圖所示。

       CIE xyz--基於人眼對三原色的刺激響應曲線,也稱爲XYZ三刺激函數(創建於1931年)。該方法給綠色分配了大多數的區域,明顯地限制了顏色變化範圍。

       CIE L u'v'--依據顏色的感知色差來進行分配,從而校正CIE xyz的失真,具有視覺統一性。因此,對於兩倍大的u'v'區域,也將具有兩倍的顏色多樣性,這使得它在可視化和比較不同的顏色空間時更加有用。

       CIE L*a*b*--重新映射可見顏色,使其在a/b兩軸上均等延伸。L*a*b*顏色空間中的每個軸還代表了易於識別的顏色屬性,例如紅綠色和藍黃色的偏移。 這些特徵使得L*a*b*色彩空間能夠更好地用於數字圖像編輯(例如使用Adobe Photoshop/GIMP/...)。

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