色彩模型

引言

· 为了能正确描述色彩信息，我们必须建立一套色彩模型。

· 至今，我们有四套常用的色彩模型：RGB和CMYK是主要面向设备的色彩模型；HSI和LAB是主要面向色彩感知的色彩模型。

RGB色彩模型

· 主要面向输出显示设备。

· 基于仿生学，人的视网膜对红绿蓝三种颜色敏感，其中对绿色最为敏感。

· 一些常用的RGB颜色：

· 亮度，RGB三个值加起来，越大亮度越高。时刻谨记RGB是发光体，因此越大越亮！

· 饱和度，RGB中最大的值占RGB总值的占比，占比越大饱和度越高，如RGB（255，0，0）就是255/255，100%占比。

· RGB除了用在显示器上，还会用在数码相机、图像处理软件上。

· RGB模型还可以被扩展成彩色电视模型，基于RGB进行不同组合即可组成，常见的彩电色彩模型为YIQ（北美电视模型），YUV（欧洲电视模型），YCbCr（DVD等产品）。本质上其实就是乘了一个矩阵，举个例子如下，不用记。

· RGB三种颜色色色光波长长度为：R>G>B。

· 【拓展】拜尔滤镜：铺在感光元件上的一层滤镜，用于数码相机的感光。因为人眼对绿色比较敏感，因此四个像素点的排列是：

【G】【R】

【B】【G】

· 但是因为一个像素点只能过滤出一种色光，另外两种是缺失的，因此需要靠算法来“猜”。

· 而胶片相机就能实现RGB直接感光。

CMYK色彩模型

· 该色彩模型主要用于印刷。

· CMYK分别指的是青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）、黑（Black）。

· CMYK是反光模型，本质上和RGB没什么不同，只是CMYK是通过吸收其他色光来实现的。

· CMYK与RGB没有一一对应的转换关系。

· 可以把CMYK理解为油墨，喷的越多，颜色越暗。

· CMYK模型一般用于打印机（这就是为什么彩色打印机都是这4种油墨）和图像处理软件（4通道）。

· 但是，处理图像的时候一般不使用CMYK模式，因为这种模式存储的图像占用的空间大且色域范围比RGB小的多。

· 如何打印出蓝色：同时喷青色和紫色的墨水即可，因为青色墨水吸红光，紫色墨水吸绿光，综合来说就是吸收黄光，那白光照射下来，就会反射出蓝色。

HSI色彩模型

· CMYK是面向设备的模型，与人眼看到的终究有差别，使用的时候不太方便。

· 而使用RGB又很难，因为我们不可能看到一种颜色就去说出它的RGB值，这不现实。

· 人总是从自身的视觉习惯出发，用亮度、色调和饱和度去描述一种颜色，如深红、浅蓝。

· 亮度表示某种颜色在人眼视觉上引起的阴暗程度，它由光的强度（能量）决定。

· 色调（色相）表示光的颜色，它由光的波长决定。

· 饱和度表示颜色的纯度（鲜艳程度），它由主波长的纯光谱色与白光的比例决定，人话就是夹杂的白光的多少，夹杂的白光越少肯定越接近原色，饱和度越高。

· HSI是最直观的描述色彩的模型，它用色调（Hue）、色饱和度（Saturation）和亮度（Intensity）来描述色彩。

· 但是这种模型独立于设备，只存在于软件中，设备造不出来。

· HSI模型举例（重点）：胖瘦决定饱和度，胖的为低饱和度，因为包含了更多的光。白光就是一条水平直线，纯红光就是一条在红光波长上的垂直直线。

· 需要记住HSI和RGB的转换公式，其中H不要求：

LAB色彩模型

· 一种能够描述颜色感觉的标准语言，能够用数学的方法精确定义颜色刺激所产生的感觉。

· L代表亮度，A赋予了从红到绿的所有颜色，B赋予了从黄到蓝的所有颜色。该模型覆盖了所有的可见光谱。

· 只存在于数学、软件中，与硬件无关。

· 没有提供直接的显示格式，必须转换到其他色彩空间来显示。

三种色域比较

· 可以看到虽然总体上讲RGB比CMYK的范围大，但是某些部分CMYK会比RGB大。