【剑桥摄影协会】色彩管理之色彩空间

       “色彩空间”是一种有用的概念工具，它可以用于了解特定设备或者数字文件的颜色特性。当你想要在另一台设备上重现颜色时，色彩空间可以帮助你进行阴影/高光细节与颜色饱和度之间的取舍判断。

数字调色板

       类似于画家所使用的调色板，色彩空间等同于一个数字调色板，而且可以组合出更加精细的颜色。

       但是，与看得见摸得着的画家的调色板不同，色彩空间通常是不可见的，其计算过程仅在幕后完成。尽管如此，学习如何可视化色彩空间仍然可以帮助你为给定的任务选出最为合适的色彩空间。

色彩空间的可视化

       色彩空间是一个将数字与实际颜色相关联的三维空间，其中包含了可以实现的所有颜色组合。色彩空间中的每个方向通常代表颜色的某种特性，比如亮度/饱和度/色相（主要取决于色彩空间的类型）。

       下图展示了从两个不同视角看到的某个三维形状色彩空间的外表面。该表面代表此色彩空间（“色域”）能够表达的最极端颜色，其形状内部的各种颜色内容均为表面颜色的更为精细的组合。

       上图主要是能够让你直观可见地定性理解色彩空间，对于实际的色彩管理而言，必须要进行两个不同的色彩空间的比较。

色彩空间的比较

       出于可视的便利性以及多个色彩空间同时显示的考虑，通常使用上述三维形状的二维切面映射来表示色彩空间。使用二维图可以快速地查看给定横截面的整个边界，除非特别定义，否则该二维图通常会显示所有亮度为50%的颜色的横截面。

       下图中包含有三个色彩空间：sRGB、宽色域RGB、与设备无关的参考空间。sRGB和宽色域RGB是两个工作空间，它们有时用于图像编辑。

       从二维图中，我们可以推断出某个色彩空间所能够表达的颜色范围。图中的白线和黑线分别框出了sRGB和宽色域RGB的颜色范围，其均属于参考空间的子集。参考空间中显示的颜色仅用于定性可视化，因为这些颜色取决于显示设备呈现颜色的方式。另外，参考空间中包含的颜色比电脑显示器能够显示的要更多。

       从图中可以看到，宽色域RGB包含更多的红色、紫色和绿色，而sRGB则包含更多的蓝色。图中的二维横截面对应的亮度为50%，如果需要处理阴影或者高光的色域，可以改取亮度为25%或者75%的二维横截面。

色彩空间的类型

       色彩空间具有许多不同的类型和应用。常用术语包括：

       依赖于设备的空间（Device-dependent spaces）--表达相对于其他参考空间的颜色，可以反映特定显示器或者打印机能够显示的颜色子集信息，以及使用特定的数码相机或者扫描仪获取的颜色子集信息。

       与设备无关的空间（Device-independent spaces）--表达作为标准参考色的颜色，通常作为与其他色彩空间的比对标准。

       工作空间（Working spaces）--在图像编辑工具和文件格式中，用于将颜色范围对应到标准调色板。数码摄影中最常用的两个工作空间是Adobe RGB 1998和sRGB IEC61966-2.1。（详见《sRGB vs. Adobe RGB 1998》）

       “广色域”（Wide gamut）意味着能够展现更为颜色范围的设备或者工作空间，而“窄色域”（Narrow gamut）则刚好相反。

参考空间

       如今，几乎所有的色彩管理软件都使用由国际照明委员会（CIE）在1931年定义的与设备无关的空间。该空间旨在，根据一组视力正常的观察者（称为“标准色度观察者”）的平均反应，来描述人眼可见的所有颜色。

       注意：实际上，所有设备（包括显示设备）的色域范围都是由CIE指定的可见颜色的子集，因此，在监视器上对于此色彩空间的任何表示都应该被视为定性且高度不准确的。

       可见颜色的CIE空间通常具有以下几种表现形式：CIE xyz（1931），CIE L*a*b*和CIE Lu'v'（1976）。虽然其中每个都包含相同的颜色，但是它们分配这些颜色的方式是不同的，如下图所示。

       CIE xyz--基于人眼对三原色的刺激响应曲线，也称为XYZ三刺激函数（创建于1931年）。该方法给绿色分配了大多数的区域，明显地限制了颜色变化范围。

       CIE L u'v'--依据颜色的感知色差来进行分配，从而校正CIE xyz的失真，具有视觉统一性。因此，对于两倍大的u'v'区域，也将具有两倍的颜色多样性，这使得它在可视化和比较不同的颜色空间时更加有用。

       CIE L*a*b*--重新映射可见颜色，使其在a/b两轴上均等延伸。L*a*b*颜色空间中的每个轴还代表了易于识别的颜色属性，例如红绿色和蓝黄色的偏移。 这些特征使得L*a*b*色彩空间能够更好地用于数字图像编辑（例如使用Adobe Photoshop/GIMP/...）。