常见的颜色空间有哪些?为了规范颜色数字表达上的标准,就需要使用专业的色彩模型。这些通过数字形象化表示颜色的方法就叫做颜色空间。本文就简单的介绍一下常见的几种类型颜色空间的特点!
颜色空间的几种类型:
颜色空间通常会使用三个独立的色彩属性来描述,这三个独立的变量综合起来,就可以构成一个完整的空间坐标。颜色可以由不同的角度,用三个不同属性加以描述,就产生了不同的颜色空间。比如常用的RGB、LAB、HSI(HSB)、YUV、CMY等等。但是一个颜色属性本身是客观的,不同的颜色空间只是从不同的角度去衡量他,所以不同的颜色空间理论上应该是可以相互转换的。
颜色空间有设备有关和设备无关之分。
设备有关的颜色空间是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜色的设备有关。例如RGB颜色空间是与显示系统相关的颜色空间,计算机显示器使用RGB来显示颜色,用像素值(例如,R=250,G=123,B=23)生成的颜色将随显示器的亮度和对比度的改变而改变。
设备无关的颜色空间是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜色的设备无关,例如,CIE L*a*b*颜色空间就是设备无关的颜色空间,它建筑在HSV颜色空间的基础上,用该空间指定的颜色无论在什么设备上生成的颜色都相同。
常见的颜色空间特点:
1、RGB颜色空间
计算机色彩显示器和彩色电视机显示色彩的原理一样,都是采用R、G、B相加混色的原理,通过发射出三种不同强度的电子束,使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法称为RGB色彩空间表示。
在RGB颜色空间中,任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成:F=r[R]+r[G]+r[B]。RGB色彩空间还可以用一个三维的立方体来描述。当三基色分量都为0(最弱)时混合为黑色光;当三基色都为k(最大,值由存储空间决定)时混合为白色光。
2、YUV颜色空间
YUV(亦称YCrCb)是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法。在现代彩色电视系统中,通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD摄影机进行取像,然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB,再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y(即U)、B-Y(即V),最后发送端将亮度和两个色差总共三个信号分别进行编码,用同一信道发送出去。这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示。采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V信号分量,那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题,使黑白电视机也能接收彩色电视信号。
YUV主要用于优化彩色视频信号的传输,使其向后相容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比,它最大的优点在于只需占用极少的频宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输)。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值;而“U”和“V” 表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的,方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面─色调与饱和度,分别用Cr和Cb来表示。其中,Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。
3、HSV颜色空间
HSV是一种将RGB色彩空间中的点在倒圆锥体中的表示方法。HSV即色相(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Value),又称HSB(B即Brightness)。色相是色彩的基本属性,就是平常说的颜色的名称,如红色、黄色等。饱和度(S)是指色彩的纯度,越高色彩越纯,低则逐渐变灰,取0-100%的数值。明度(V),取0-max(计算机中HSV取值范围和存储的长度有关)。HSV颜色空间可以用一个圆锥空间模型来描述。圆锥的顶点处,V=0,H和S无定义,代表黑色。圆锥的顶面中心处V=max,S=0,H无定义,代表白色。
4、LAB颜色空间
Lab颜色空间是颜色-对立空间,带有维度L表示亮度,a和b表示颜色对立维度,基于了非线性压缩的CIE XYZ色彩空间坐标。
不像RGB和CMYK色彩空间,Lab颜色被设计来接近人类视觉。它致力于感知均匀性,它的L分量密切匹配人类亮度感知。因此可以被用来通过修改a和b分量的输出色阶来做精确的颜色平衡,或使用L分量来调整亮度对比。这些变换在RGB或CMYK中是困难或不可能的——它们建模于物理设备的输出,而不是人类的视觉感知。
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