Photoshop显示器和扫描仪使用的色彩空间与CIE1931

RGB颜色空间

显示系统是RGB（红色，绿色，蓝色）色彩空间最常见的用途。彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器使用R，G和B值来驱动R，G和B电子发射电子。它还激发磷光屏上的R，G和B磷光体发出不同亮度的光，并添加和混合以产生各种颜色。扫描仪还通过反射或透射吸收从原稿发出的光。 R，G，B组件，并使用它来表示原始颜色。 RGB色彩空间称为与设备相关的色彩空间，因为不同的扫描仪扫描相同的图像并获得不同的彩像数据。不同型号的显示器显示相同的图像，但显示颜色也不同。监视器和扫描仪使用的RGB空间不同于CIE 1931 RGB实三基色系统空间，后者是与设备无关的颜色空间。 btw：Photoshop的拾色器。可以显示HSB，RGB，LAB和CMYK颜色空间中每种颜色的颜色值。

计算机技术中使用最广泛的色彩空间是RGB色彩空间，它是与人类视觉系统的结构紧密相关的模型。根据人眼的结构，可以将所有颜色视为红色，绿色和蓝色三种基本颜色的不同组合。大多数显示器使用此颜色模型。对于三通道彩色数字图像，对于每个图像像素（x，y），需要指出三个矢量分量R，G，B；

根据国家电视系统委员会的NTSC标准，当白色的亮度由Y表示时，它与红色原色（R），绿色原色（G）和蓝色原色（ B）可以通过以下等式获得。样式说明：

图1 RGB颜色空间

图2人视网膜中三种不同视锥细胞的光谱相对灵敏度

RGB对应显示器的三个刺激值，形成三维正交坐标系。该系统中的任何颜色都属于RGB颜色立方体。在RGB颜色模型中，黑色是原点，白色是离原点最远的地方。在拐角处，灰度级沿着连接这两个点的直线分布，每个组成图像都是其原像。

RGB颜色空间的最大优点是它适合显示系统，直观且易于理解。但是，颜色描述的应用存在以下缺点：

（[1)RGB颜色空间使用三个颜色分量的线性组合来表示颜色，因此难以用精确的值来表示不同的颜色，并且难以进行定量分析。

（2)在RGB色彩系统中，这三个颜色分量是高度相关的，也就是说，只要亮度变化，这三个分量就会相应地变化。如果某个颜色的某个分量发生了一定程度的变化， ，那么这种颜色也可能会改变。

（3)RGB颜色空间是均匀性较差的颜色空间。人眼对这三个颜色分量的灵敏度不同。如果直接通过欧几里德距离来测量颜色的相似性，则结果将是与人类的视野不同。

HSV颜色空间

HIS（色调强度-饱和度）色彩空间是图像处理中另一种常用的色彩空间。它从人类视觉系统开始，并使用色相（Hue），饱和度（Saturation或Chroma）和亮度（Intensity或Brightness）来描述颜色。 HIS色彩空间可以用图3中的锥形空间模型来描述。其中，色调H用一个角度表示，其值范围是代表红色，代表，代表绿色，代表蓝色和代表品红色。 。饱和度S是从HIS颜色空间的轴到色点的半径长度。色点离轴越近，代表颜色的白光越多。强度I由轴向的高度表示。锥体的轴描述了灰度等级。最小强度为黑色，最大强度为白色。切线平面上与轴正交的每个点具有相同的强度值。

HSV（色相，饱和度，值）颜色空间的模型对应于圆柱坐标系中的圆锥形子集。圆锥的顶面对应于V =1.。在RGB模型中，圆锥的顶面包含R = 1。 G = 1，B = 1三个面，表示的颜色更亮。颜色H由围绕V轴的旋转角度给出。红色对应于0°的角度，绿色对应于120°的角度，蓝色对应于240°的角度。在HSV颜色模型中，每种颜色与其补色相差180°。饱和度S的取值范围是0到1，因此圆锥体顶表面的半径是1。HSV颜色模型表示的色域是CIE色度图的子集。在此模型中，饱和度为100％的颜色的纯度小于100％。在圆锥体的顶点（或原点），V = 0，H和S未定义并表示黑色。在圆锥体顶表面的中心，S = 0，V = 1，H不确定，代表白色。从这一点到原点，它代表具有暗淡亮度的灰色，即具有不同灰度等级的灰色。对于这些点，S = 0，H的值不确定。可以说，HSV模型中的V轴对应于RGB颜色空间中的主对角线。圆锥顶面圆周上的颜色，V = 1，S = 1，该颜色是纯色。 HSV模型对应于画家的颜色匹配方法。画家使用更改颜色密度和颜色深度的方法，从某种纯色中获得不同的色调，将白色添加到纯色中以更改颜色密度，添加黑色以更改颜色深度，并添加不同比例的白色获得黑色。各种阴影。我相信上一段似乎比较费力。尽管我已尽力准确地解释了它，但我仍然建议您专注于特定用途的数学公式，并通过插图来理解以获得更好的结果。

色相：指物体传导或反射的波长。更常见的是识别红色，橙色或绿色等颜色，并使用0到360度之间的值进行测量。

饱和度：也称为色度，它是指颜色的强度或纯度。饱和度表示灰色与色调的比率，从0％（灰色）到100％（完全饱和）进行测量。

强度：是指颜色的相对明暗度，通常以0％（黑色）到100％（白色）的百分比表示。

尽管这种描述HIS色彩空间的圆锥模型非常复杂，但它可以清楚地表示色相，亮度和饱和度的变化。色相和饱和度通常称为色度，用于指示颜色的类型和深度。由于人的视觉对亮度的敏感度高于对色度的敏感度，因此为了便于进行颜色处理和识别，经常使用HIS色彩空间，它比RGB色彩空间更符合人的视觉特性。在HIS色彩空间中可以使用图像处理和计算机视觉中的大量算法，并且它们可以分别处理并且彼此独立。因此，HIS色彩空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。

必须注意，HIS颜色空间和RGB颜色空间只是相同物理量的不同表示形式

图3 HIS / HSV颜色空间（一）

图4 HIS / HSV颜色空间（二）

在HIS颜色空间中进行彩像分割有两个优点：

（1)H和S分量类似于人们感知颜色的方式。彩像中的每个均匀颜色区域都对应于一致的色相和饱和度。可以使用色相和饱和度进行与亮度无关的颜色区域分割

（[2) I组件与颜色信息无关。

实验室颜色空间

实验室色彩空间是由CIE（国际照明委员会）开发的色彩模型。自然界中的任何颜色都可以在Lab空间中表示，并且其颜色空间大于RGB空间。此内并不完全相同。 RGB的色域较大，而CMYK较小，因此必须进行色域压缩。其次，这两种颜色与特定设备有关，并且颜色本身不是绝对的。因此，有必要通过与设备无关的色彩空间进行转换，即通过上面介绍的XYZ或LAB色彩空间进行转换。

CMY颜色空间

CMY是颜料混合配色系统

RGB是一种混光配色系统C-青色青色<互补色> R-红色红色M-洋红色洋红色<互补色> G-绿色绿色Y-<互补色> B-蓝色蓝色

在工业印刷中，使用了以前的颜色匹配系统（因为它是用颜料打印的），但是很难使用CMY来匹配黑色。它通常是灰黑色，因此在实际应用中也为黑色。那是K黑色，因此行业中的实际打印使用CMYK系统。

·C和R相对，M和G相对，Y和B相对

其他颜色模型：

HSL颜色空间HSL（色相，饱和度，明度）颜色空间，此颜色空间是用户桌面图形程序的颜色表示，而六边形圆锥体表示其自己的颜色模型。

HSB颜色空间HSB（色相，饱和度，亮度）颜色空间，此颜色空间是用户桌面图形程序的颜色表示，而六边形圆锥表示其自己的颜色模型。

Ycc色彩空间是柯达发明的色彩空间。由于PhotoCd在存储图像时需要进行模式压缩，因此PhotoCd使用Ycc颜色空间。 Ycc空间以亮度为主要成分，具有两个独立的Color通道，使用Ycc颜色空间保存图像，可以节省存储空间。

对于XYZ颜色空间的国际照明委员会（CIE）已经进行了大量正常的人类视觉测量和统计。 1931年，建立了“标准色度观察器”，为现代CIE标准比色法奠定了定量基础。由于用于校准光谱颜色的“标准色度观察器”具有负刺激值，因此计算不便且难以理解。因此，在1931年，CIE在RGB系统的基础上使用了三种虚拟的原色X，Y和Z。新的色度系统。将其与等能谱的三刺激值匹配，并将其指定为“ CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”，或简称为“ CIE1931标准色度观察者”。该系统称为“ CIE1931标准色度系统”或“ 2°视野XYZ色度系统”。可以通过稍微变换CIEXYZ颜色空间来获得Yxy颜色空间，其中Y取三刺激值中的Y值（代表亮度），x和y反映颜色的色度特性。定义如下：在色彩管理中，选择独立于设备的色彩空间非常重要。独立于设备的色彩空间是由国际照明委员会（CIE）制定的，包括两个标准CIEXYZ和CIELAB。它们包含人眼可以分辨的所有颜色。此外，CIEYxy颜色测量系统的建立为给定颜色确定量创造了条件。但是，在这个空间中，两种不同颜色之间的距离不能准确反映人的颜色感知差异的大小，即在CIEYxy色表中，不同位置和不同方向上的颜色的宽容度是不同的，这是Yxy颜色空间的不均匀性。此缺陷的存在使得无法直观地评估Yxy和XYZ空间中的颜色。

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