几种典型的颜色空间

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1、几种典型的颜色空间（一）CIE色度模型国际照明委员会（CIE，CommissionInternationaledeL'Eclairage/InternationalCommissiononIllumination）的色度模型是最早使用的模型之一。它是三维模型，其中，x和y两维定义颜色，第3维定义亮度。CIE在1976年规定了两种颜色空间。一种是用于自照明的颜色空间，叫做CIELUV（图06-02-2）。 图06-02-2 CIE1976Lu’v’色度图另一种用于非自照明的颜色空间，叫做CIE1976L*

2、a*b*，或者叫CIELAB。CIELAB系统使用的坐标叫做对色坐标(opponentcolorcoordinate)，如图06-02-3所示。CIELAB使用b*,a*和L*坐标轴定义CIE颜色空间。其中，L*值代表光亮度，其值从0(黑色)~100(白色)。b*和a*代表色度坐标，其中a*代表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴，它们的值从0到10。a*=b*=0表示无色，因此L*就代表从黑到白的比例系数。使用对色坐标（opponetcolorcoordinate）的想法来自这样的概念：颜色不能同时是红和绿，或

3、者同时是黄和蓝，但颜色可以被认为是红和黄、红和蓝、绿和黄以及绿和蓝的组合。图06-02-3CIELAB颜色空间 CIEXYZ是国际照明委员会在1931年开发并在1964年修订的CIE颜色系统(CIEColorSystem)，该系统是其他颜色系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种基色，而所有其他颜色都从这三种颜色中导出。通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生。CIE1931色度图(CIE1931ChromaticityDiagram)，如图06-02-4(a)所示，图(b

4、)是它的轮廓图。图(a)中的A点在色度图上的坐标是x＝0.4832，y＝0.3045，它的颜色与红苹果的颜色相匹配。图06-02-4 CIE1931图06-02-4CIE1931色度图是用标称值表示的CIE色度图，x表示红色分量，y表示绿色分量。图中的E点代表白光，它的坐标为(0.33，0.33)；环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色，边界代表光谱色的最大饱和度，边界上的数字表示光谱色的波长，其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位于舌形曲线上，这条曲线就是单色轨迹，曲线旁标注的数字是单色(或称光谱色)光的

5、波长值；自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内；RGB系统中选用的物理三基色在色度图的舌形曲线上。 （二）RGB颜色空间计算机颜色显示器显示颜色的原理与彩色电视机一样，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颜色的。这种颜色的表示方法称为RGB颜色空间表示。在多媒体计算机技术中，用得最多的是RGB颜色空间表示（图06-01-9）。根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的

6、相加混合而成： F＝r[R]+g[G]+b[B]RGB颜色空间还可以用一个三维的立方体来描述（图06-02-5）。 图06-02-5 RGB颜色空间我们可知自然界中任何一种色光都可由R、G、B三基色按不同的比例相加混合而成，当三基色分量都为0（最弱）时混合为黑色光；当三基色分量都为k（最强）时混合为白色光。任一颜色F是这个立方体坐标中的一点，调整三色系数r、g、b中的任一系数都会改变F的坐标值，也即改变了F的色值。RGB颜色空间采用物理三基色表示，因而物理意义很清楚，适合彩色显像管工作。然而这一体制并不

7、适应人的视觉特点。因而，产生了其他不同的颜色空间表示法。（三）HSI颜色空间HSI（Hue，SaturationandIntensity）颜色空间是从人的视觉系统出发，用色调（Hue）、色饱和度（Saturation或Chroma）和亮度（Intensity或Brightness）来描述颜色。HSI颜色空间可以用一个圆锥空间模型来描述（图06-02-6）。 图06-02-6HSI颜色圆锥空间模型用这种描述HIS颜色空间的圆锥模型相当复杂，但确能把色调、亮度和色饱和度的变化情形表现得很清楚。其中：（A）H

8、SI圆锥空间模型（B）线条示意图：圆锥上亮度、色度和饱和度的关系。（C）纵轴表示亮度：亮度值是沿着圆锥的轴线度量的，沿着圆锥轴线上的点表示完全不饱和的颜色，按照不同的灰度等级，最亮点为纯白色、最暗点为纯黑色。（D）圆锥纵切面：描述了同一色调的不同亮度和饱和度关系。（E）圆锥横切面：色调H为绕着圆锥截面度量的色环，圆周上的颜色为完全饱和的纯色，色饱和度为穿过中心的半径横轴。通常把色调和饱和度通称为色度，用来表示颜色的类别与深浅程度。由于人的视