常见颜色模型介绍:RGB/HSB/HSV/HSL/HLS/HSI/CMYK/YUV/Lab/YCbCr

本文为 http://colorizer.org/ 的译文,图片素材也均来自于该网站。

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RGB色彩空间

RGB,也就是大家最熟悉的红绿蓝色彩模型,明天都会出现在我们生活中。这种色彩空间由3部分组成:

  • 红(0-255)
  • 绿(0-255)
  • 蓝(0-255)

RGB色彩模型是一种做加法的模型,也就是说,使用三元色相加得到其他颜色。
例如,“红色”可以表示为[R=255, G=0, B=0],紫色表示为[R=238, G=130, B=238]等等。

一般用下图像表示:

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HSB色彩空间

HSB(Hue, Saturation, Brightness)色彩空间由3部分组成:

  • Hue: 色相,颜色种类,如红、蓝、黄,范围0-360° ,每个值对应着一种颜色
  • Saturation饱和度: 颜色的强度(颜色的丰满程度),范围0-100%,0表示没有颜色,100表示强烈的颜色,降低饱和度其实就是在颜色中增加灰色的分量。它有时候也被称为“纯度purity”,by analogy to the colorimetric quantities excitation purity.
  • Brightness明度(或Value值): 颜色的亮度,范围0-100%,0总是黑色, 100时根据饱和度,可能为白色或饱和度更低的颜色.

一般用下图像表示:

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HSB也被称为HSV(Hue, Saturation, Value)。HSV模型被Alvy Ray Smith于1978提出,它是一种RGB模型的非线性变换。换言之,它并非被定义为基本色的简单的组合(相加、相减),而是数学上的变换。

Note: HSV和HSB是相同的东西,但和HSL不同。

HSL色彩空间

HSL色彩空间,也称为HLS、HSI,表示为:

  • Hue: 色相,颜色种类,如红、蓝、黄,范围0-360° ,每个值对应着一种颜色
  • Saturation饱和度: 颜色根据亮度(lightness)变化,范围0-100%,0是黑白轴的轴心.
  • Lightness亮度(Luminance or Luminosity or Intensity): 范围0-100%,从黑到白.

一般用下图像表示:

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HSL和HSB相似,区别在于HSL的明暗程度是均匀的:

  • 在HSL中,饱和度分量(Saturation)总是从完全饱和的颜色变为等效的灰色(在HSB中,明度B为最大值时,从饱和颜色变为白色)
  • 在HSL中,亮度(Lightness)始终涵盖从黑色到所选色相(Hue)到白色的整个范围(在HSB中,明度B分量只有一半,从黑色到所选色相)

在我看来,HSL能提供比HSB更准确(即使不是绝对的)的色彩。

CMYK色彩空间

CMYK色彩空间,也被称为CMJN:

  • Cyan青:范围0-100%(大多数应用中)
  • Magenta品红:范围0-100%(大多数应用中)
  • Yellow黄:范围0-100%(大多数应用中)
  • blacK黑:范围0-100%(大多数应用中)

一种减法颜色模型,用于印刷。它的原理就是把青、品红、黄三层图片叠加起来。

(译注:使用的原因是,其实就是把)

一般用下图像表示:

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与RGB颜色模型一样,CMYK是原色(青色,品红色,黄色和黑色)的组合,这可能是他们唯一的共同点。CMYK能呈现的颜色少,这是CMYK到RGB之间转换时,会发现色彩存在差异。

为什么要用这种模型?为什么要使用黑色?这是为了实用目的,Wikipedia上说:

  • 为了提高打印质量、减少莫尔条纹,文本通常以黑色打印,还有些细节(如衬线);如果使用三种墨水印刷文本,就需要对三层颜色的图像进行极其精确的对齐。

  • 再者,青色、品红色和黄色颜料相组合,很难产生纯黑色。

  • 将三种颜色的墨水混合在一起表现黑色,在不使用干墨粉时相当湿,在高速打印中会造成问题,纸张必须非常快速地干燥才能避免在另一张纸上留下印记,还有纸质不好时(如新闻纸),如果太湿可能会导致纸张破裂。

  • 使用黑色墨(而不是使用三色组合),可以显着节省成本,黑色墨水通常更便宜。

YUV色彩空间

YUV模型根据一个亮度和两个色度分量定义颜色空间,并且类似于YPbPr和YCbCr:

  • Y:亮度分量(luma component)或亮度(brightness)。范围0-100%(在大多数应用中)
  • U、V:色度分量(chrominance components),蓝色、红色亮度差分量,它的表现取决你使用的YUV版本

YUV颜色模型用于PAL、NTSC和SECAM composite color video standards。

相比标准RGB模型,YUV可以在计算机图形硬件中使用,可以更近似地模拟人类对颜色的感知。

一般用下图像表示:

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以下为补充:

Lab色彩空间

Lab通常指CIELAB,详见wiki

  • L:亮度
  • a:从绿Green到红Red,范围-128到128
  • b:从蓝Blue到黄Yellow,范围-128到128

YCbCr

摘自Wiki

YCbCr或Y’CbCr有的时候会被写作:YCBCR或是Y’CBCR,是色彩空间的一种,通常会用于影片中的影像连续处理,或是数字摄影系统中。Y’和Y是不同的,Y就是所谓的流明(luminance),表示光的浓度且为非线性,使用伽马修正(gamma correction)编码处理。Y’为颜色的亮度(luma)成分、而CB和CR则为蓝色和红色的浓度偏移量成分。
Y’CbCr不是一种绝对的色彩空间,是一种针对RGB资讯所做的编码。真正的颜色显示是根据实际RGB色盘(colorant)来决定的。因此Y’CbCr所表示的值只有在标准RGB色盘或是ICC数据(ICC profile)有提供的时候才能计算。
YCbCr不是一种绝对色彩空间,是YUV压缩和偏移的版本。YCbCr的Y与YUV中的Y含义一致,Cb和Cr与UV同样都指色彩,Cb指蓝色色度,Cr指红色色度,在应用上很广泛,JPEG、MPEG、DVD、摄影机、数字电视等皆采此一格式。因此一般俗称的YUV大多是指YCbCr。

参考:
色度抽样

伽马校正