揭秘色彩學(xué)中的XYZ色彩空間

XYZ模型是什么

CIE 1931 XYZ色彩空間(也叫做CIE 1931色彩空間)是其中一個(gè)最先采用數(shù)學(xué)方式來(lái)定義的色彩空間左痢,它由國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)于1931年創(chuàng)立。

XYZ 色彩空間作用

XYZ 色彩空間是為了解決更精確地定義色彩而提出來(lái)的盏求, XYZ 三個(gè)分量中抖锥, XY代表的是色度亿眠, 其中Y分量既可以代表亮度也可以代表色度碎罚, 三個(gè)分量的單位都是 cd/m2 , (或者叫做nit)纳像。我們無(wú)法用RGB來(lái)精確定義顏色荆烈, 因?yàn)椋煌脑O(shè)備顯示的RGB都是不一樣的竟趾,不同的設(shè)備憔购, 顯示同一個(gè)RGB, 在人眼看出來(lái)是千差萬(wàn)別的岔帽, 如果我們用XYZ定義一個(gè)設(shè)備的色彩空間玫鸟, 這樣就精確多了!

打個(gè)比方犀勒,如果一個(gè)顏色由XYZ表示屎飘,例如X=19 cd/m2 , Y=20 cd/m2 贾费, Z=21 cd/m2 钦购, 則這個(gè)顏色的亮度為 20 cd/m2 , 則色度可以由 x=X/(X+Y+Z) = 19/60, y=Y/(X+Y+Z) = 20/30 來(lái)表示。

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如何準(zhǔn)確地將R'G'B'電信號(hào)轉(zhuǎn)為XYZ

  • 首先需要知道R'G'B' 的EOTF曲線褂萧,這里可以簡(jiǎn)單理解為Gamma押桃, 然后根據(jù)Gamma 來(lái)將R'G'B' 轉(zhuǎn)換為 RGB 線性信號(hào), 比如按照如下方式
    R = powf(R', 2.2)
    G = powf(G', 2.2)
    B = powf(B', 2.2)

  • 然后需要知道RGB線信信號(hào)所在的色彩空間导犹, 我們這里假設(shè)他是sRGB(如果沒(méi)有特別說(shuō)明唱凯,大部分都是這個(gè))

  • 利用RGB->XYZ 的轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)轉(zhuǎn)換即可, 比如在sRGB中我們使用如下矩陣:
    RGB2XYZ Matrix:
    0.4124, 0.3576, 0.1805
    0.2126, 0.7152, 0.0722
    0.0193, 0.1192, 0.9505

  • 對(duì)于其他的色彩空間谎痢, 需要不一樣的轉(zhuǎn)換矩陣磕昼, 具體可以通過(guò)r177 協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 我在這篇文章中寫(xiě)出了常見(jiàn)色彩轉(zhuǎn)換矩陣舶得,供大家參考:http://www.reibang.com/p/db1caf7f2920

XYZ如何轉(zhuǎn)換為RGB

將上述矩陣求逆矩陣即可掰烟, 比如sRGB可以使用如下矩陣:
XYZ2RGB Matrix:
3.2410, -1.5374, -0.4986
-0.9692, 1.8760, 0.0416
0.0556, -0.2040, 1.0570

XYZ 的衍生色彩空間 L*a*b* L*u*v*

由于XYZ色彩空間所描述的色彩并不是均勻的, 如藍(lán)色的區(qū)域就會(huì)很密, x從0.2變到0.3纫骑, 顏色會(huì)有很大的不同蝎亚, 綠色的y分量從0.7變到0.8 顏色只改變了一點(diǎn)點(diǎn), 所以我們需要一個(gè)更加均勻的色彩空間CIE 1976 Lab 和 CIE 1976 Luv先馆, 其中发框, Lab 計(jì)算起來(lái)會(huì)比Luv復(fù)雜一些, Lab一般用于印刷紡織行業(yè)煤墙, Luv主要用于電視工業(yè)

CIE 1976 L*u*v*

XYZ轉(zhuǎn)L*a*b*方法

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XYZ轉(zhuǎn)L*u*v*方法

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