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CIELAB颜色空间及色域标准

名称

在开始之前,先明确一下Lab颜色空间(Lab color space)的名字:

- Lab的全称是CIELAB,有时候也写成CIE L*a*b*

- 这里的CIE代表International Commission on Illumination(国际照明委员会),它是一个关于光照、颜色等的国际权威组织。


通道

Lab是由一个亮度通道(channel)和两个颜色通道组成的。在Lab颜色空间中,每个颜色用L、a、b三个数字表示,各个分量的含义是这样的:

- L*代表亮度

- a*代表从绿色到红色的分量

- b*代表从蓝色到黄色的分量


Perceptual uniform

Lab是基于人对颜色的感觉来设计的,更具体地说,它是感知均匀(perceptual uniform)的。Perceptual uniform的意思是,如果数字(即前面提到的L、a、b这三个数)变化的幅度一样,那么它给人带来视觉上的变化幅度也差不多。


Lab相较于RGB与CMYK等颜色空间更符合人类视觉,也更容易调整:想要调节亮度(不考虑Helmholtz–Kohlrausch effect,见下注)就调节L通道,想要调节只色彩平衡就分别调a和b。


注:Helmholtz–Kohlrausch effect是人眼的一种错觉——当色彩饱和度高时,颜色会看起来更亮。


设备无关

Lab有个很好的特性——设备无关(device-independent)。也就是说,在给定了颜色空间白点(white point)(下图中表示了一种颜色空间的白点)之后,这个颜色空间就能明确地确定各个颜色是如何被创建和显示的,与使用的显示介质没有关系。

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这么牛X的特性不用肯定浪费啊,举个典型的栗子,当你想把屏幕上的RGB图片转成打印用的CMYK图片的时候,就可以先将它从RGB转成LAB,然后再把LAB图片转成CMYK模式。我们可以放心大胆滴这么做,因为LAB的色域(gamut)比RGB和CMYK都要大(Lab色域很大,有一大部分已经超出了人类视觉范围,也就不能称之为“颜色”了)。


需要注意的是,Lab定义的是相对于白点的颜色,只有定义完白点是什么颜色(比如定义为CIE standard illuminant D50),我们才能知道其他的颜色。


数值范围

理论上说,L*、a*、b*都是实数,不过实际一般限定在一个整数范围内:

- L*越大,亮度越高。L*为0时代表黑色,为100时代表白色。

- a*和b*为0时都代表灰色。

- a*从负数变到正数,对应颜色从绿色变到红色。

- b*从负数变到正数,对应颜色从蓝色变到黄色。

- 我们在实际应用中常常将颜色通道的范围-100~+100或-128~127之间。


可视化

我们可以看到,L*a*b*一共有三个分量,因此可以在三维空间中呈现。

在二维空间中,常用chromaticity diagram来可视化它,也就是固定亮度L,看a和b的变化。注意,这些可视化不是精确的,只是能帮助人理解。


CIELUV

有一个颜色空间和CIELAB很像,叫 CIE 1976 (L*, u*, v*) ,也叫CIELUV。这个颜色空间的L*是和CIELAB一样的,但颜色分量不一样。


LAB和RGB、CMYK之间的转换

由于RGB和CMYK都是设备相关的,因此不能直接和LAB互相转换。所以在转换之前,必须定义一种绝对的颜色空间,比如sRGB或者Adobe RGB。

从RGB转到sRGB是设备相关的,但之后的变换是设备无关的。


一、色域简介

色域是对一种颜色进行编码的方法,指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中,色域是颜色的某个完全的子集。颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种给定的情况


色域就是指某种表色模式所能表达的颜色构成的范围区域,也指具体设备,如显示器、打印机等印刷复制所能表现的颜色范围。自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色域空间,该色域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色,可以用 CIELAB颜色空间来表示。设备的色域空间大小与设备、介质和观察条件有关。设备的色域空间越大,表明能够再现的颜色越多


常见的色域标准有三种,那就是sRGB、Adobe RGB、NTSC


二、色域标准

2.1 sRGB

sRGB色域是微软和HP在1996年共同开发的色彩空间,也是目前的微软旗下的Windows系统和众多原生软件默认支持的色彩空间


2.2 NTSC

NTSC色域是NTSC((美国)国家电视标准委员会)标准下的色彩空间,不能直接兼容计算机系统,不能完全覆盖住 sRGB,100% sRGB ≈ 72% NTSC


2.3 DCI-P3

DCI-P3是一种应用于数字影院的色域,它是一种以人类视觉体验为主导的色域标准,尽可能匹配电影场景中能展现的全部色域。它也不是色域最广的标准(目前最新的标准为BT.2020),但是在Rec.709标准之上,拥有更广阔的红色/绿色系范围


2.4 Adobe RGB

Adobe RGB是专业软件生产商Adobe在1998年推出的色彩空间,初衷是为了同时囊括sRGB(电脑常用的色彩空间)和CMYK(印刷常用的色彩空间),这样拍出的数码照片不仅能在电脑上正常显示和编辑,也能印刷出颜色无损而正确的相片。Adobe RGB相比sRGB囊括的色彩范围更广,在专业的摄影和后期领域被广泛使用

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2.5 色域与显示器

目前购买电子显示器,厂家经常会宣传该显示器的色域信息,那么究竟哪些参数代表着优秀显示器呢?我们从劣质开始说起:


如果一个屏幕的色域只有 65% sRGB 或者 45% NTSC 的话,在2022年可以直接扔掉;


如果一个屏幕的色域是100% sRGB或者72% NTSC 以上色域,可以继续使用,属于还不错的显示效果;


如果一个屏幕的色域是 90% Adobe RGB或者90% NTSC 以上的屏幕,是非常优秀的屏幕;


三、广色域

WCG,即Wide Color Gamut,广色域,指特定颜色的全集,是一种提高颜色的纯度让色域往外扩张的技术。一些LCD显示器支持的色域达到NTSC的90%以上,甚至到了97%,这也就是广色域液显显示器。一般来说,只要新的色域范围比以前的大,都可以叫做广色域。例如:


超高清联盟把广色域(WCG)定义为比Rec. 709更大的色域,WCG将包括DCI-P3和Rec. 2020

Adobe Wide Gamut RGB


本文链接:http://www.baolaifa.com/news/828.html

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