色域/顏色空間

色域又稱(chēng)為色彩空間(Color Space)渺鹦,而域又是一個(gè)數(shù)學(xué)概念扰法,可以更好地說(shuō)明色彩是有一定范圍,比色彩空間一詞在表述上能更加精準(zhǔn)一些毅厚。

CIE 1931

在顏色感知的研究中塞颁,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,它由國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)于1931年創(chuàng)立吸耿。

CIE xyY色度圖是從XYZ直接導(dǎo)出的一個(gè)顏色空間祠锣,它使用亮度Y參數(shù)和顏色坐標(biāo)x, y來(lái)描述顏色。xyY中的Y值與XYZ中的Y刺激值一致咽安,表示顏色的亮度或者光亮度伴网,顏色坐標(biāo)x, y用來(lái)在二維圖上指定顏色,這種色度圖叫做CIE 1931色度圖(CIE 1931 Chromaticity Diagram)

CIE 1931色度圖是用標(biāo)稱(chēng)值表示的CIE色度圖板乙,x表示紅色分量是偷,y表示綠色分量。E點(diǎn)代表白光募逞,它的坐標(biāo)為(0.33蛋铆,0.33);環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色放接,邊界代表光譜色的最大飽和度刺啦,邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長(zhǎng),其輪廓包含所有的感知色調(diào)纠脾。所有單色光都位于舌形曲線上玛瘸,這條曲線就是單色軌跡,曲線旁標(biāo)注的數(shù)字是單色(或稱(chēng)光譜色)光的波長(zhǎng)值苟蹈;自然界中各種實(shí)際顏色都位于這條閉合曲線內(nèi)糊渊;RGB系統(tǒng)中選用的物理三基色在色度圖的舌形曲線上。

CIE 1931

sRGB

微軟聯(lián)合HP慧脱、三菱渺绒、愛(ài)普生等廠商聯(lián)合開(kāi)發(fā)的sRGB(standard Red GreenBlue)通用色彩標(biāo)準(zhǔn)。

sRGB定義了紅色、綠色與藍(lán)色三原色的顏色宗兼,即在其它兩種顏色值都為零時(shí)該顏色的最大值躏鱼。在CIE xy顏色坐標(biāo)系中紅色位于[0.6400, 0.3300]、綠色位于[0.3000, 0.6000]殷绍、藍(lán)色位于[0.1500, 0.0600]染苛、白色是位于[0.3127,0.3290]的D65。對(duì)于任何的RGB色彩空間來(lái)說(shuō)主到,非負(fù)的R茶行、G、B都不可能表示超出原色定義的三角形即色域范圍镰烧,它剛好在人眼的色彩感知范圍之內(nèi)拢军。

sRGB還定義了原色強(qiáng)度與實(shí)際保存的數(shù)值之間的非線性變換。這個(gè)曲線類(lèi)似于CRT顯示器的gamma響應(yīng)怔鳖。重現(xiàn)這條曲線要比sRGB圖像在顯示器上正確顯示更加重要茉唉。這個(gè)非線性變換意味著sRGB非常高效地使圖像文件中的整數(shù)值表示了人眼可以分辨的顏色。

sRGB由于它的色域不夠大结执,尤其是藍(lán)-綠顏色色域無(wú)法表示CMYK印刷中的所有顏色度陆,所以通常印刷行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人員不用這種模型。而Adobe RGB是印刷行業(yè)經(jīng)常使用的色彩空間献幔。

作為因特網(wǎng)上推薦使用的色彩空間懂傀,在編輯、保存用于WWW的圖像的時(shí)候要sRGB標(biāo)準(zhǔn)蜡感,但是由于與其它色彩空間相比它的色域較小蹬蚁,因此用于專(zhuān)業(yè)印刷的圖像如印前輸出則可以使用Adobe RGB那樣有較大色域的色彩空間。在一些先進(jìn)的硬件上的另外一種替代方法是仍然使用sRGB原色模式但是使用負(fù)值或者超過(guò)1的亮度郑兴,這樣就可以無(wú)限擴(kuò)大色域犀斋。

CIE 1931 xy色彩圖表示的sRGB色彩空間的色域以及原色的位置。白點(diǎn)D65顯示在中間

Adobe RGB

Adobe RGB色彩空間是一種由Adobe Systems于1998年開(kāi)發(fā)的[色彩空間情连。開(kāi)發(fā)的目的是為了盡可能在CMYK彩色印刷中利用計(jì)算機(jī)顯示器等設(shè)備的[RGB顏色模式上囊括更多的顏色叽粹。Adobe RGB色彩空間粗略包括了50%的CIELab色彩空間中的可視色彩,主要在青綠色(cyan-green)色系上有所提升却舀。

Adobe RGB和sRGB色彩空間的主要區(qū)別:在于開(kāi)發(fā)時(shí)間和開(kāi)發(fā)廠家不同虫几。sRGB色彩空間是美國(guó)的惠普公司和微軟公司于1997年共同開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)色彩空間(standard Red Green Blue)。 Adobe RGB色彩空間是由美國(guó)以開(kāi)發(fā)Photoshop軟件的 Adobe公司1998年推出的色彩空間標(biāo)準(zhǔn)挽拔,擁有色彩空間和良好的色彩層次表現(xiàn)辆脸,與sRGB色彩空間相比,Adobe RGB包含sRGB沒(méi)有覆蓋的CMYK色彩空間螃诅。通常都是色彩能力極強(qiáng)的高端顯示器每强,優(yōu)派VG2450使得Adobe RGB色彩空間在印刷等領(lǐng)域始腾。 兩種色彩空間所包含的色彩范圍不同州刽,Adobe RGB有更加寬廣的色彩空間能再現(xiàn)更鮮艷的色彩空执,Adobe RGB比sRGB具有現(xiàn)大的色彩空間。

Adobe RGB in CIE 1931

NTSC

由于NTSC已經(jīng)過(guò)時(shí)穗椅,在此不做討論辨绊。

DCI-P3

在 CIE 1931 xy 色彩空間中,DCI-P3 色彩空間覆蓋了 45.5% 的全色域和 86.9% 的常見(jiàn)色域. 在 CIE 1976 u’v’ 色度圖覆蓋率分別是 41.7% 和 85.5%匹表。 藍(lán)色原色與 sRGB和 Adobe RGB相同; 紅色原色是波長(zhǎng) 615 納米單色光源门坷。DCI-P3 由數(shù)字電影倡導(dǎo)聯(lián)盟(DCI) 組織定義電影電視工程師協(xié)會(huì) (SMPTE) 在SMPTE EG 432-1和SMPTE RP 431-2中發(fā)布。作為實(shí)施 2020 倡議的一個(gè)步驟袍镀,預(yù)計(jì)將于 2020 在電視系統(tǒng)和家庭影院領(lǐng)域獲得更廣泛的采用默蚌。

DCI-P3 比 sRGB 色彩空間大了約 25%。

三角形的三個(gè)頂點(diǎn)是 DCI-P3 色彩空間的三個(gè)原色苇羡。 DCI-P3 D65 使用 Illuminant D65 作為白點(diǎn)绸吸。

BT.709/BT.2020

這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是ITU國(guó)際電信聯(lián)盟專(zhuān)門(mén)為現(xiàn)在的HDTV以及未來(lái)UHD電視(4K、8K)制定的標(biāo)準(zhǔn)设江,在色域上的變化主要在于色深方面锦茁,由Rec.709標(biāo)準(zhǔn)的8bit提升至10bit或12bit,其中10bit針對(duì)的是4K系統(tǒng)叉存,12bit則是針對(duì)8K系統(tǒng)码俩。

BT.2020采用了比傳統(tǒng)BT.709更寬廣的色域空間如可顯示高密度橘色,深綠色等歼捏。這一提升對(duì)于整個(gè)影像在色彩層次與過(guò)渡方面的增強(qiáng)起到了關(guān)鍵的作用稿存。而色域范圍的面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于BT.709標(biāo)準(zhǔn),能夠顯示更加豐富的色彩瞳秽。

BT.2020 in CIE 1931

不同顏色空間的比較

Comparison of some RGB and CMYK colour gamuts on a CIE 1931 xy chromaticity diagram
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