理解色彩空间

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色彩空间就像一本查阅色彩的字典,让我们像使用语言一样使用色彩。

相信大家都熟悉“三原色”理论,也知道现代显示设备按照 RGB 来显示色彩,不知道有没有想过,为什么是“三原色”?

世界上本没有颜色,有了眼睛,就有了颜色。颜色就像是眼睛给不同波长的光线做的标记,我们所看到的色彩,都取决于人眼的特性。

“三原色”对应人眼的三种感光细胞,叫做视锥细胞。这三种细胞,一种对长波敏感,一种对中波敏感,一种对短波敏感。而这三种波长的光,分别对应橙红色、绿色和蓝色。

三种细胞的感光曲线如下图:


图片来源:VCLR

大自然的这千千万万种颜色,在人类的眼里看到,最后传送到大脑里的信号,就只有这三种视锥细胞的电信号而已。根据这三种电信号的强弱,大脑解读成了不同的颜色。这就是三原色理论的生物学依据。

按照这个逻辑,三种细胞对同一个波长的光的敏感度不同,所以我们看到的颜色是这三种细胞感受的叠加。这也就意味着,我们利用R G B三种光,就能混合出自然界的所有色彩。

后来,人们通过实验发现,RGB三种光的确能以不同的比例混合出特定的色彩。也就是说,所有颜色都能通过R,G,B表示出来。于是,科学家按着光谱顺序,挨个测试了一遍,得到了纯光谱色的混合叠加的数据,进而创造了一个可以用(R,G,B)坐标表示颜色的空间,这就是 CIE RGB 色彩空间。久而久之,更多的色彩空间诞生,它们都有共同的目的,就是用数字来定义颜色。

·RGB色空间是电脑/手机/平板采用的RGB三原色加法色形成的色空间,适用于CG。

·CMYK色空间,是印刷油墨CMYK四色减法色形成的色空间,适用于印刷系统。

以上两个色空间,是由显色手段决定的,受到显示器或者印刷手段的材料和工艺的物理限制。

·HSB则是在RGB的基础上,根据颜色三属性的理论推导出来的色空间,最符合人眼的直觉。

·Lab色空间是一个内部转换用的色空间,RGB色转换为CMYK色时,需要先转换为Lab色,再转为CMYK色。反之亦然。

参考资料:《色彩空间基础》、《颜色的前世今生》

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色彩空间科普之调色

看完视频,来做点基础小练习吧:

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