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一剧辐、色彩是什么？
????色彩主觀來(lái)講就是“光線給人的感覺”邮府。不同顏色的光荧关，其波長(zhǎng)也不一樣！
二褂傀、光
????人眼的可見光波長(zhǎng)范圍大概在400-700nm左右核畴。對(duì)于不同的波長(zhǎng)包警，由于人眼的構(gòu)造丁鹉，能產(chǎn)生不同的神經(jīng)信號(hào)薄翅，傳到大腦“翻譯”成不同的colors。這個(gè)波長(zhǎng)范圍以外的光線人類無(wú)法肉眼感知凌停。
三、單色光 & 混合光
????如果一束光，它所含有的光子都是同一波長(zhǎng)的戴尸，那么就成為單色光，如果恰好波長(zhǎng)還是visible的冤狡，那么稱為光譜光孙蒙。比如700nm一束光人眼看起來(lái)就是大紅的光線。相對(duì)應(yīng)的悲雳，不同波長(zhǎng)的光合在一起就是混合光挎峦。
四、人眼原理
上圖是眼睛識(shí)別光線色彩的構(gòu)造圖合瓢，主要分為兩個(gè)階段：通過視錐細(xì)胞的識(shí)別階段和通過視神經(jīng)的生產(chǎn)神經(jīng)信號(hào)并傳輸?shù)碾A段坦胶。這兩個(gè)階段分別是三原色和四原色的生物學(xué)基礎(chǔ)。
1歪玲、識(shí)別階段
維基百科中顏色定義是：人眼對(duì)于“光的感受”通過“顏色分類”來(lái)表達(dá)出來(lái)的迁央。這里所說的感受是通過不同波長(zhǎng)不同頻率的刺激值來(lái)表示的，而不是指人主觀的感受滥崩。一束光線打在視網(wǎng)膜上岖圈，對(duì)人眼視錐細(xì)胞、視桿細(xì)胞產(chǎn)生一定刺激值钙皮，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號(hào)蜂科。視錐細(xì)胞又分為三種：S-cones（?cones：視錐細(xì)胞）, M-cones and L-cones，分別對(duì)人眼可見范圍內(nèi)的短波短条、中波导匣、長(zhǎng)波敏感，這是由三種不同蛋白質(zhì)決定的茸时，色盲患者正是因?yàn)槿狈铣蛇@些精細(xì)蛋白質(zhì)的基因贡定。下圖中，橫軸為波長(zhǎng)可都，縱軸為S缓待，M，L三種細(xì)胞對(duì)不同波長(zhǎng)應(yīng)激的刺激值渠牲。不過確實(shí)有人天賦異稟的旋炒，會(huì)有XS或者XL的視錐細(xì)胞，不做討論签杈。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)瘫镇，可以用三種波長(zhǎng)的光經(jīng)過各種不同強(qiáng)度下混合刺激人眼，模擬出人眼所能感知到的其他的顏色，對(duì)人眼來(lái)講與直接看到該中波長(zhǎng)的光線相同铣除，這就是三原色RGB原理的來(lái)源谚咬。比如，RGB基色全混合是白色通孽。
人眼的retina（retina：視網(wǎng)膜）中有一大堆的Photoreceptor cell感光細(xì)胞，主要負(fù)責(zé)人眼的視覺成像行剂，它又有三種細(xì)胞秕噪，視桿細(xì)胞，視錐細(xì)胞厚宰，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞：
視桿細(xì)胞: 對(duì)亮度敏感腌巾，低亮度環(huán)境中視桿細(xì)胞起主要作用，夜間視物铲觉，但是不負(fù)責(zé)color vision澈蝙。
視錐細(xì)胞: 視錐細(xì)胞主要對(duì)顏色信息敏感，它的應(yīng)激時(shí)間比rod cell短的多撵幽，對(duì)于細(xì)節(jié)和變化更敏感灯荧。
2、生產(chǎn)信號(hào)
如圖一所示盐杂，人的視神經(jīng)只有三個(gè)通道逗载，兩個(gè)色彩通道藍(lán)-黃和綠-紅和一個(gè)亮度通道，視神經(jīng)的帶寬是有上限的链烈，兩個(gè)色彩會(huì)爭(zhēng)搶視神經(jīng)厉斟，這是Lab色彩空間的理論依據(jù)。
五强衡、顏色屬性
1擦秽、色調(diào)Hue
又叫做色相，這是色彩的首要特征漩勤，也就是我們常說的色彩赤橙黃綠青藍(lán)紫等号涯，改變一個(gè)色相給人的感覺要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于亮度、飽和度锯七。
2、飽和度Saturation
又被稱為彩度誉己、色彩濃度（Chroma）眉尸，稱為色彩濃度很好理解，從色彩最大濃度到無(wú)色彩（黑白或灰）的程度。再直白點(diǎn)理解就是噪猾，光子的純凈程度霉祸，越純凈飽和度越高，也就是越接近單色光袱蜡，越分散飽和度越低丝蹭，越接近黑白灰。
3坪蚁、明度Brightness
從圖中看到改變一個(gè)顏色的亮度奔穿，很可能會(huì)牽連到顏色光譜分布集中程度也就是飽和度。
亮度概括來(lái)說就只是顏色的明亮程度敏晤。
亮度：人對(duì)發(fā)光體或反光體光感受強(qiáng)度的程度贱田；
以 RGB 色彩空間為標(biāo)準(zhǔn)， R（紅）嘴脾、G（綠）男摧、B（藍(lán)），max 為 RGB 中最大值译打，min 為RGB中最小值耗拓。其亮度/明度的定義方式常見的有：
平均值：取 RGB 三值的平均值, μ = (R + G + B)/3, 這最簡(jiǎn)單而又不常用的定義法，因?yàn)槟承╊伾烁兄饋?lái)明顯比另一些要更亮奏司，所以最不準(zhǔn)確乔询。
跨度平均值：取 RGB 中最大值與最小值的平均值, μ = (max + min)/2, HSL 色彩空間的 L : Lightness/亮度 的定義就是跨度平均值。
最大值：取 RGB 中最大值, μ = max, HSB（也被稱為 HSV）色彩空間里的 B : Brightness(HSV 的 V : Value)/明度 的定義就是 RGB 最大值
色覺校正值：由于人對(duì)色彩感知亮度有差異结澄，所以除了以上比較簡(jiǎn)單的亮度定義法哥谷，還有用公式得到更接近人世界感受的定義方法。在使用色覺校正的場(chǎng)合麻献，常常習(xí)慣把校正后的結(jié)果稱為輝度（Luma）们妥，比如視頻領(lǐng)域在ecoding的時(shí)候常做的gamma compression（使用encoding gamma，基本小于1勉吻，變亮）监婶。
輝度（Luma）通常指經(jīng)過色覺校正后的”亮度”，在一些日文和從日文翻譯過來(lái)資料中常見這種稱呼齿桃。
后面會(huì)在色彩空間部分對(duì)比HSL和HSV的LV惑惶，即亮度和明度……
六、CIE color spaces 色彩空間
1短纵、加性模型
根據(jù)加性顏色模型（Additive color model）带污，選定三種原色（primary color），一般來(lái)說是RGB香到，這三種原色根據(jù)一定強(qiáng)度IS鱼冀、IM报破、IL進(jìn)行混合，如果得到的結(jié)果和目標(biāo)顏色給人的感覺相同（刺激相同）千绪，那么認(rèn)為混合色與目標(biāo)色是相同的充易。這其中的三原色如何選擇，刺激值如何測(cè)量定義荸型，國(guó)際照明委員會(huì)CIE有一套標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)盹靴。
CIE RGB color space根據(jù)Wright和Guild對(duì)一群人（好像就是17個(gè)人，10個(gè)人train瑞妇，7個(gè)人test）在1920年的顏色匹配實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的稿静，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并不是所有的人眼可見的單色光都能通過三原色比例混合得到，這種情況下踪宠，允許將目標(biāo)色添加一些強(qiáng)度的一種原色自赔，然后用剩下的兩種原色混合進(jìn)行匹配，這里將用來(lái)“污染”目標(biāo)色的原色強(qiáng)度計(jì)為負(fù)值柳琢。下圖color mathing functions給出了對(duì)于一個(gè)單色光绍妨，即橫軸波長(zhǎng)所表示的顏色，所需要的三原色的強(qiáng)度（縱軸）柬脸。這里Wirght使用的三原色是700 nm (red), 546.1 nm (green), 435.8 nm (blue)他去，在435.8nm的時(shí)候，RG是0倒堕，在546.1nm時(shí)灾测，RB是0，在700nm時(shí)垦巴，GB是0媳搪，在三個(gè)點(diǎn)也就代表了恰好目標(biāo)色就是三原色。那個(gè)年代里435.8nm和546.1nm很容易產(chǎn)生骤宣，雖然700nm的單色光很難產(chǎn)生秦爆，但是大家覺得在那個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)人眼已經(jīng)不敏感了，所以標(biāo)準(zhǔn)定出來(lái)就算大家執(zhí)行的時(shí)候有些偏差也無(wú)所謂了憔披，所以R還是選擇了700nm等限。
可能大家都會(huì)奇怪如果用不同的三原色或者不同的三原色強(qiáng)度，上面的結(jié)論還成立嗎芬膝，再或者目標(biāo)色不是單色光的情況望门。這里有一個(gè)Grassmann's law，這個(gè)規(guī)則說的是锰霜，如果一個(gè)顏色3是由另外的兩個(gè)顏色12混合而成的筹误，那么用三原色來(lái)混合得到3所各需要的值就等于用三原色分別得到12所需要的RGB的和。（這個(gè)規(guī)則是基于normalized RGB color matching functions中的微積分公式的）
CIE XYZ color space癣缅，CIE委員會(huì)覺得RGB值是有負(fù)值的厨剪，這樣直接數(shù)字化用起來(lái)太麻煩了勘畔，他們決定搞一個(gè)新的好用的color space出來(lái)，就是的當(dāng)前我們的色彩標(biāo)準(zhǔn)XYZ色度學(xué)系統(tǒng)丽惶。在上面講的RGB三原色理論中，由于有三個(gè)變量爬立，表示一個(gè)顏色就需要畫一個(gè)三維圖形钾唬，太麻煩了，那么假定RGB三原色的占比和是1侠驯，那么只有兩個(gè)變量是獨(dú)立分布的抡秆，這里就暫時(shí)丟掉了強(qiáng)度信息，比如我們保留G的值吟策，作為強(qiáng)度信息儒士，這樣RGB中最終只包含了rg兩個(gè)變量，這樣就又了rg色度圖檩坚，即最原始的馬蹄圖着撩。1.圖例的E點(diǎn)就是whitepoint，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)是(1/3,1/3) 2.馬蹄形的一圈就是單色光光譜軌跡 3.(0,1)blue (1,0)red表示的r+g=1也就是這條線段上b都是0匾委。
假定人對(duì)色彩的感知是線性的拖叙，那么對(duì)rg色域圖線性變換到正數(shù)第一象限內(nèi)，即把包含全域color的CrCgCb三角形線性變換赂乐，而且要求white point還在(1/3, 1/3, 1/3)點(diǎn)薯鳍。變換到正數(shù)的XYZ空間以后，根上面一樣挨措，固定Y作為亮度值（上面固定G）挖滤，即得到xyY色域圖。所以XYZ color space并不是真實(shí)自然界的色彩空間浅役。xyY色域圖有一些有意思的特征斩松，比如途中兩點(diǎn)可以混合出連線上的任意顏色，三點(diǎn)可以表示三角形內(nèi)任意顏色担租，全色域是一個(gè)馬蹄形砸民，所以不存任意三點(diǎn)能覆蓋人眼全色域，也可以理解為不存在物理設(shè)備能完全還原自然色域奋救。
七岭参、Color Depth 色彩深度
Color Depth（色彩深度）是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域表示在點(diǎn)陣圖或者視頻幀緩沖區(qū)中儲(chǔ)存1像素的顏色所用的位數(shù)，它也稱為位/像素（bpp）尝艘。色彩深度越高演侯，可用的顏色就越多。
色彩深度是用「n位元顏色」（n-bit colour）來(lái)說明的背亥。若色彩深度是n位元秒际，即有2n次冪種顏色選擇悬赏，而儲(chǔ)存每像素所用的位元數(shù)目就是n。
常見的有：
8位元灰階：都是黑娄徊、灰闽颇、白色之間。
24位元彩色（真彩色）：每種原色都有256個(gè)層次寄锐，它們的組合便有256*256*256種顏色兵多。
32位元彩色：除了24位元彩色的顏色外，額外的8位元是儲(chǔ)存重疊圖層的圖形資料(alpha頻道)橄仆。
