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  • sRGB、AdobeRGB色域

    sRGB、AdobeRGB等都是RGB基元的颜色空间Color space with RGB primaries

    CIE 1931wiki中文) 即CIE 1931 XYZ色彩空间,是基于人类颜色视觉的直接测定,并充当很多其他色彩空间的定义基础

    X、Y和Z的值,约略对应于红色、绿色和蓝色,但X、Y和Z值并不是真的看起来是红、绿和蓝色,而是从红色、绿色和蓝色导出来的参数

    xyY色彩空间是从XYZ色彩空间变换过来的

    通过②得到 X+Y+Z = Y / y,然后代入①和③,可推导得到:

     

    使用上面式子替换XYZ色彩空间中的X、Z变量,就得到xyY色彩空间

    sRGBwiki中文)色彩空间

    xyY色彩空间表示的sRGB色彩空间的色域Gamut)以及三原色RGB和白点D65的位置 

     # R(红) G(绿) B(蓝) D65(白)
    x 0.6400 0.3000 0.1500 0.3127
    y 0.3300 0.6000 0.0600 0.3290
    Y 0.2126 0.7152 0.0722 1.0000
    X 0.412315 0.3576 0.1805 0.950456
    Z 0.019327 0.1192 0.9506 1.089

    注:Y参数是明度或亮度

    注1:左图为AOC2757立体屏的色域数值;右边为Thinkpad显示器的色域数值

    注2:目前大部分PC显示器的NTSC色域达到72%,而能做到90% NTSC的大多被称为广色域显示器

             NTSC色域越广,能够显示的颜色范围越大,颜色的饱和度更高。如果色域过低,看上去显示画面就都是灰蒙蒙的。

    注3:sRGB < NTSC < AdobeRGB      100% sRGB ≈ 72% NTSC

    下图为CE1931 xyY的三维体(MacAdam limits for illuminant CIE FL4 in CIE xyY),每层切片为人眼在不同亮度下能看到的色域范围

     下图为sRGB在不同亮度下的色域范围(图片来源于软件:ColorThink Pro 3.0.5截图)

    AdobeRGBwiki中文)与sRGB相比,绿色G的位置更往上了一些,在(x=0.2100, y=0.7100),在青绿色色系比sRGB有多的色彩空间

    AdobeRGB色域更广,CMYKwiki中文)颜色是其一个子集,所以印刷行业通常使用Adobe RGB的色彩空间   注:光线叠加的原理是越叠越亮,然而打印机打印是油墨,颜料的叠加是颜色越多越黑

    总之,不同的标准定义RGB、D65白点的值不尽相同(即具体红色、蓝色、绿色、白色是什么色,值是多少),色域范围也存在差异

    上图为CIE xy色度图,是CE1931 xyY三维体在xy平面的投影,外侧曲线边界是光谱轨迹并对应于单色光,波长用纳米nm标记。

    底下的直线边界叫做“紫线”,这些颜色尽管在色域的边界上,但没有匹配的单色光。曲线包围的是人眼所能看到的色彩范围

    如果你在色度图上选择了任何两点,则位于这两点之间直线上任何颜色都可以用这两个颜色混合出来。这得出了色域的形状必定是凸形的。

    混合三个光源形成的所有颜色都可以在色度图内的源点形成的三角形内找到(对于多个光源也如是)。

    两个同等明亮颜色的等量混合一般不位于这个线段的中点。用更一般术语说,在xy色度图上颜色是非线性变化的,绿色区域颜色变化缓和,蓝色区域则变化剧烈(如下图所示)

     

    参考:Digital Photography - Marcel Patek: Color and Colorimetry - CIEXYZ, blackbody, chromatic adaptation

              COLOR MANAGEMENT: COLOR SPACES 

              SRGB VS. ADOBE RGB 1998

              Topic: Color Gamut RGB Cube

    扩展阅读:

    色彩管理: 如何让自己的照片在网上正确地显示?

    Photoshop 的颜色配置该怎么设置? 

    sRGB与CIE XYZ之间转换

    从相关的文献sRGB wiki及OpenCv的文档中可找到两者的理论转换算式如下:

          [X]        [0.412453    0.357580    0.180423]    [R]

          [Y]    =  [0.212671    0.715160    0.072169]    [G]       ①

          [Z]        [0.019334    0.119193    0.950227]    [B]

    ------------------------------------------------------------------------------------------

          [R]        [3.240479   -1.537150   -0.498535]  [X]

          [G]    =  [-0.969256  1.875992   0.041556]    [Y]        ②

          [B]        [0.055648   -0.204043  1.057311]    [Z]

    仔细观察:式①第一行X分量,其各系数相加 0.412453 +  0.357580 +  0.180423 = 0.950456(不为1),因此我们可以考虑等比修改各系数,使其之和等于1,这样就做到了XYZ和RGB在同等范围的映射

    因此第一行的系数应分别修改为 [0.412453    0.357580    0.180423]  / [0.950456] = [0.433953    0.376219    0.189828]

    式①第二行Y分量,三个系数之和恰为1,因此无需修正。

    式①第三行Z分量,三个系数之和为1.088754(也不为1),修正算式为  [0.019334    0.119193    0.950227]  /  [1.088754] = [0.017758    0.109477    0.872765]

          [X]        [0.433953    0.376219    0.189828]    [R]

          [Y]    =  [0.212671    0.715160    0.072169]    [G]      ③

          [Z]        [0.017758    0.109477    0.872765]    [B]

    由于式①的变化,式②必须做相应的调整,第一个列向量 * 0.950456,第三个列向量 * 1.088754

          [R]        [3.0799327   -1.537150   -0.542782]  [X]

          [G]    =  [-0.921235   1.875992    0.0452442]  [Y]      ④

          [B]         [0.0528909  -0.204043  1.1511515]   [Z]

    参考:颜色空间系列1: RGB和CIEXYZ颜色空间的转换及相关优化 

    CIE XYZ与CIE LUV之间转换

    LUV色彩空间全称CIE 1976(L*,u*,v*)(也作CIELUV)色彩空间,L表示物体亮度,u和v是色度

    XYZ转换到LUV

    LUV转换到XYZ

    CIE XYZ与CIE Lab之间转换

    Lab色彩空间(英语:Lab color space)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

    一般情况下我们认为Yn、Xn、Zn都为1 ,因此我们得到如下公式

    XYZ转换到Lab

    Lab转换到XYZ

    参考:颜色空间系列2: RGB和CIELAB颜色空间的转换及优化算法

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