颜色空间又称色彩模型,通常用三维模型表示,常用代表三个参数的三维坐标来指定,这些参数描述颜色在颜色空间中的位置,比较常见的颜色模型有CIEL*A*B模型。本文对颜色空间的分类及CIEL*A*B颜色空间色度值做了解析。
颜色空间的分类:
从不同的角度,颜色空间有不同的分类。
1.从颜色感知的角度可考虑分成如下3类:
(1)混合(mixture)型颜色空间:按三种基色的比例合成颜色,如RGB,CMY(K)和XYZ;
(2)非线性亮度/色度(luma/chroma)型的颜色空间:用一个分量表示非色彩的感知,用两个独立的分量表示色彩的感知,如L*a*b,L*u*v,YUV和YIQ,当需要黑白图像时,使用这样的系统就非常方便。
(3)强度/饱和度/色调(intensity/saturation/hue)型颜色空间:用饱和度和色调描述色彩的感知,可使颜色的解释更直观,而且对消除光亮度的影响很有用,如HSI,HSL,HSV和Lch。
2.从技术角度可考虑分成如下3类:
(1)RGB型颜色空间/计算机图形颜色空间:主要用于电视机和计算机的颜色显示系统,如RGB,HSI,HSL和HSV。在显示技术和印刷技术中,常被称为颜色模型(color mode)。
(2)XYZ型颜色空间/CIE颜色空间:由国际照明委员会(CIE)定义的颜色空间,用作颜色的基本度量方法。该颜色空间是与设备无关的颜色表示法,在科学计算中得到广泛的应用。对不能直接相互转换的两个颜色空间,可利用这类颜色空间作为过渡性的颜色空间,如 CIE1931XYZ,L*a*b,L*u*v和LCh等;
(3)YUV型颜色空间/电视系统颜色空间:由广播电视需求的推动而开发的颜色空间,如YUV,YIQ,ITU-RBT.601Y'CbCr,ITU-RBI.709Y'CbCr和SMPTE-240MY'PbPr。主要目的是通过压缩色度信息以有效地播送彩色电视图像。
CIEL*A*B颜色空间色度值解析:
CIE L*A*B(LAB)颜色空间是由国际照明委员会(CIE)于1976年公布的一种色彩模式。它是CIE组织确定的一个理论上包括了人眼可见的所有色彩的最完备的色彩模式。人眼在看物体时,首先看到的是明暗,然后才是是色彩。LAB模式就是这样的,其模型如下图所示。一个反映明暗的亮度通道(L通道)和两个颜色通道(A、B通道)。
L通道就是亮度通道,其中有暗区、中间调及高光区之分。LAB模式致力于感知均匀性,其L通道密切匹配人类亮度感知,可以用来调整图片的亮度。当对它进行调整时,图像的颜色是不会发生变化的。
A通道显示的颜色范围是:绿色一50%灰(中性灰)一红色。在这个通道的灰度图中,暗调部分,即小于“50%灰”(色阶值为128)表示绿色。而且在灰度图中颜色越暗,即越低于“50%灰”。绿色的饱和度就越高;颜色灰度值越接近”50%灰”。绿色的饱和度就越低。同时,亮调部分。即大于“50%灰”(色阶值为128)表示红色。颜色越亮,红色饱和度越高,反之,越接近”50%灰”,红色的饱和度越低。
B通道显示的颜色范围是:蓝色.50%灰(中性灰)-黄色,在这个通道的灰度图中,暗调部分,即小于“50%灰”(色阶值为128)表示蓝色。而且在灰度图中颜色越暗,即越低于“50%灰”。蓝色的饱和度就越高;颜色灰度值越接近“50%灰”蓝色的饱和度就越低。同时,亮调部分,即大于“50%灰”(色阶值为128)表示黄色。颜色越亮,黄色饱和度越高,反之,越接近“50%灰”。黄色的饱和度越低。当对A、B颜色通道进行调整时,图像只会有相应的色彩变化,而不影响图像的明暗。因此可以通过修改A和B颜色的输出色阶来做精确的颜色平衡。
CIELab颜色空间色差度量方式是指样品颜色采用L、a、b值定量度量。L表示明度值;a表示红/绿值;b表示黄/蓝值。CIELab色差公式以标准为中心,分别测量L、a、b值的偏差,找出色差产生的原因。
△L=L(实测)-L(标准板):表示明度差异。△L偏差为正时,实测明暗度偏浅;△L偏差为负时,实测明暗度偏深。
△a=a(实测)-b(标准板):表示红绿差异。△a偏差为正时,实测偏红;△a偏差为负时,实测偏绿。
△b=b(实测)-b(标准板):表示黄蓝差异。△b 偏差为正时,实测偏黄;△b偏差为负时,实测偏蓝。
CIELab色差公式:△E=[(△L)2+(△a)2+(△b)2]1/2,△表示差值,△E为总色差值。
从CIELab色差公式看出,其度量方式由明度、红绿色调、黄蓝色调3个数值决定。