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什么是色彩管理?

1.我们如何描述颜色?

什么是颜色模型?

因此,如果您来自印刷背景,您可能已经在嘲笑我简单的以计算机为中心的红色,绿色和蓝色世界观 - 每个人都知道颜色是通过混合青色,品红色,黄色和黑色来实现的。但两者同样有效 - 它们只是不同的颜色模型,将颜色分解为其组件以抽象和数字表示颜色的方法。

我假设大多数设计师应该熟悉RGB和CMYK颜色模型。如果您愿意,请随意跳到第一部分的中间,以获得更加模糊但仍然有用的HSB和Lab颜色模型。

什么是RGB颜色模型?

我们的第一个例子是RGB颜色模型。 该模型有时被描述为加色模型,描述了彩色光如何组合以产生颜色。想象一下,你在一个黑暗的房间里,有可调光的红色,绿色和蓝色灯,通过调节每个灯的亮度,你可以通过混合光来照亮你想要的任何颜色的房间。如果所有灯都熄灭,你会变黑 - 它是黑暗的!如果你同样混合红色和绿色,房间会显示为黄色,然后当你打开蓝色灯时,房间将变成白色。

为什么红色,绿色和蓝色?你可能记得在学校的科学课程中有一系列光线,描述为频率,从红色到彩虹色,蓝色和紫色。从科学的角度来看,光可以是任何单色光的单一光的混合物。 

然而,我们在眼睛的视网膜中有一个称为视锥细胞的光敏细胞,用于检测光谱中红色,绿色和蓝色区域的光量。因此,在光谱上位于红色和绿色之间的“真正的”单色黄光与单色红光和绿光的混合物难以区分。 

从设计的角度来看,由于我们无法察觉到差异,因此它无关紧要,因此我们可以将任何颜色抽象为红色,绿色和蓝色的混合物。

单色的光谱

由于这一事实,许多设备,例如监视器,电视和变色LED,用红色,绿色和蓝色发光光源再现光。类似地,诸如照相机或扫描仪的光捕获装置使用这三种颜色的传感器模仿人眼。

在数字世界中,红色,绿色和蓝色组件通常被描述为0到255之间的数字。为什么是255?你可以责怪程序员 - 因为它们被存储为“8位”值,可以存储256个不同的值。如果您必须处理网站和十六进制编码的数字,例如#FF4E3A,您可以更加责怪他们!

什么是CMYK颜色模型?

那么为什么要用其他方式描述颜色呢?那么,印刷世界就是一个很好的例子。我们不想描述从我们的印刷媒体发出的光; 我们想要描述墨水中的颜料颜色,将其放在一张纸上,以获得该颜色发出的光。当然那只是红色,绿色和蓝色?如果您之前已经打印或涂过,那么您就会知道情况并非如此。

我们在印刷世界中的主要颜色是青色,洋红色和黄色颜料,通过在白纸上添加其中两种颜色,我们得到红色,绿色或蓝色。添加第三种,我们倾向于得到一个泥泞的棕色,但通过添加第四种黑色颜料,我们可以混合以获得大多数颜色。此颜色模型添加颜色以获得更深的阴影,因此有时称为减色模型,但更常见的是CMYK颜色模型。通常,您会看到每种颜料的比例在数字上以0到100之间的数字表示。

青色,洋红色和黄色的减法混合可以产生大多数颜色,而添加黑色(右)可以产生更多。

什么是HSB / HSV / HSL颜色模型?

但是还有其他颜色模型。如果您在Adobe Photoshop CC中启动颜色选择器,或者前往colorizer.org,您还将看到HSB颜色模型。 

该模型将颜色表示为色调,饱和度和亮度的组合,匹配有多少人倾向于想到颜色。 

饱和度  决定了所产生的颜色是多么生动:100%饱和的颜色将是生动和大胆的,50%饱和的颜色是更微妙的柔和,而不饱和的颜色将是灰度。 

亮度(有时也称为值,因此也称为HSV颜色模型)可以被认为是颜色中的黑色量,0%亮度是完全黑色,100%是白色或颜色取决于我们的饱和度。 

最后,  Hue决定我们正在谈论的单色,这意味着我们在彩虹中的颜色:红色,黄色,绿色,紫色等。色调被描述为0到360之间的数字,基本上是一个角度色轮。 

虽然它有它的位置,但我总是发现令人不安的是,如果饱和度为0%,色调可以是任何值,仍然意味着相同的颜色(灰度),更糟糕的是,如果亮度为0%,则Hue和饱和度都不重要一点,任何值都意味着黑色。 

相关HSL颜色模型共享的色相定义,但增加的概念轻, 有白色和黑色在其范围内,用鲜艳的色彩在中间,和微妙的不同,但大致相似饱和。

HSB和HSV颜色模型

2.我们如何准确描述颜色?

回到日常设计,当我们在这些颜色模型之间移动时,我错误的原因变得最明显。也许你已经经历了将一件媒体完美地描绘成你想要的正确色调的痛苦,只是为了打印它并找到巧妙地再现的所有颜色。

如果文件要求100%红色或100%青色,那么该比例是多少?没有其他线索,它将是设备可以提供的100%,完全亮红色像素或完全覆盖青色墨水。这有两个主要问题:设备的功能不同,所以显示器之间的完全红色会有所不同,其次,我们如何在准确表示颜色的同时在颜色模型之间移动?

为了正确地做到这一点,我们需要色彩管理。我将在第3部分对此进行全面描述,但首先我们需要了解颜色空间,颜色模型更精确的兄弟。

什么是色彩空间?


颜色空间  精确地指定了从颜色描述到应该如何再现的映射。这些颜色空间确切地指定了组件的颜色应该如何表示,精确地表示这些原色的混合应该如何出现,以及任何给定值应该从屏幕发出的真实世界亮度。

颜色空间的概念适用于任何颜色模型。我之前提到的Pantone实际上更好地描述为色彩空间,因为它描述了精确的色彩。RGB和CYMK有共同的颜色空间,但首先我们将看看Lab以了解更多概念。

CIE实验室和XYZ色彩空间


实际上,Lab颜色模型测量的L,a和b尺寸取决于它们所指的Lab颜色空间。最初的Lab色彩空间来自1948年Richard S. Hunter,但国际照明委员会(CIE)逐渐改进了Lab值的确切定义,以便在CIE 1976,CIE 1994和CIE 2000色彩空间中更好地逼近人类感知定义。从技术上讲,CIE尺寸应该被称为L *,a *和b *,因为它们与Hunter 1948尺寸的定义不同,但我遵循了Photoshop的实验室用法。

这些系统中的每一个都基于早期CIE1931 XYZ颜色空间的 XYZ值并在其中定义。除非你对人类视觉系统感兴趣,否则这些细节并不重要,除了X&Y再次测量色度这一事实,我们可以忽略亮度来绘制XY色度上的所有颜色; 我们称之为色度图。在下面显示的色度图中,拱形曲线形状是人类视觉可以看到的颜色范围(色度,实际上,因为我们没有亮度)。这个图真正有用的地方是比较不同颜色空间的范围。

色度图显示CIE 1931 xy色彩空间内的人类视觉范围

什么是色域?

颜色空间的范围被描述为其色域。您可能会发现颜色空间和色域在某种程度上可以互换使用,但了解差异的最佳方法是回顾上面的CIE 1931色度图。彩色区域是人类视觉的色彩空间,注意范围的粗线是人类视觉的色域。

sRGB色彩空间

当我们描述颜色空间时,色域很有用。让我们看一下sRGB来演示这个。如果你有勇气,你可以看一下sRGB色彩空间规范。sRGB颜色空间可以被认为是RGB模型的默认颜色空间。几乎所有使用RGB颜色模型的捕获和显示设备都至少支持sRGB。

看看下面的色度图 - 三角形显示了与人类视觉(CIE1931)相比的sRGB色域。如您所见,人类视觉范围内的许多区域都超出了sRGB色彩空间的范围。基本上,这些是我们可以看到的但是在sRGB颜色空间内无法表示的颜色,并且这些颜色在sRGB颜色空间中被称为超出色域。事实上,如此多的人类视觉在sRGB色彩空间之外,这就解释了为什么它是最小的,并且往往被认为是一个狭窄的色域空间。

你有没有发现我用色度图获得的艺术许可证?如果你的显示器只显示sRGB,为什么不是sRGB三角形中的所有颜色?你怎么能看到它外面的颜色? 

实际上,沿着图的拱形边缘的颜色是纯粹的单色; sRGB三角形的三个角将是显示器可以再现的最佳绿色,蓝色和红色。我只是将人类视觉范围内的颜色范围扩展到更好的插图范围。

Adobe和ProPhoto RGB色彩空间

如果我们想要在sRGB色彩空间之外但仍然在RGB模型中的颜色怎么办?我们需要更宽的色域RGB色彩空间。

有很多,但我们会看两个主要的。首先是1998年推出的Adobe RGB色彩空间,正如您在下面看到的那样,它可以更好地表示绿色超过sRGB。

CMYK色彩空间

远离RGB颜色模型,我们将看看CMYK颜色空间。由于不仅需要有关油墨的信息,还需要纸张和其他打印细节,因此这要复杂得多。

不规则的六边形空间是SWOP的色域,我也再次投入sRGB的三角区域,因此我们可以比较它们。我们已经从每个颜色空间的颜色空间中获得了一些相对于另一个颜色空间,因此暗示我们不能在CMYK和RGB之间轻松移动 - 我们需要颜色管理。

3.什么是色彩管理?

所以知道你(希望)理解色彩空间,但你如何实际使用它们?通过使用颜色管理工作流程。

色彩管理是一系列通过一种媒体的工作流程来管理色彩的系统。这包括:

设备的表征/校准

因此,第一步将确保我们在设备上正确看到颜色。正如我们已经提到的那样,设备将拥有自己的色彩空间,称为ICC配置文件。该配置文件可以从制造商处获得,但要真正准确,最好自己生成,因为设备可能因制造公差和环境条件而有所不同。

表征是衡量设备能力的过程。它是由实现比色法,测量的颜色外观,被人们所察觉,用色度计。 

更进一步的是采用这种表征并调整设备的再现以获得更真实的颜色表示; 这被称为校准。通常,显示色度计将附带用于校准显示器的软件,然后进行最终表征以生成ICC配置文件。 

管理你的色彩空间


我们现在明白了什么是色彩空间,但我们如何为文档选择合适的色彩呢?通常,我们将限制为我们正在使用的设备的子集,并且就摄影和扫描而言,期望的最终媒体或捕获设备将决定使用的颜色模型。那么我们只是使用具有最大色域的色彩空间吗?这通常是最好的方法,我们当然不希望不必要地限制自己,但有一些陷阱需要注意。

首先要注意过程,打印或屏幕中的最终色彩空间。通过各种方式使用宽色域进行捕获和中间文档,因为它将为您提供更多数据,但最终目标是在最终色彩空间的色域内获得颜色。至少,找出那个色彩空间是什么,并自己转换为它作为最后一步。这将允许您查看对颜色空间的剪切是否会导致任何奇怪的颜色。

第二个潜在的缺陷是,当以数字方式表示时,我们将数字放在颜色模型的维度上,并且这些数字中的每一个都具有位深度,基本上是每种原色的强度细分的数量。 

通常,这将是8位或16位,表示红色,绿色和蓝色的256和65536个可能值。显然,我们希望更高的位深度来表示更多的颜色,但有时我们将限制在更低的位深度(可能是生成的文件的大小)。 

在这种情况下,较大的色域将细分区域进一步分开,这意味着浪费的饱和色彩实际上浪费了有用的数据位,最坏的情况是导致条带化。因此,如果您的位深度有限,请选择颜色空间以匹配您在文档中尝试表示的颜色空间。

颜色空间之间的转换

值得庆幸的是,色彩管理工具链处理了为我们在色彩空间之间移动的数学部分。设计师与此的真正互动是选择映射来处理色域之间的色域变化和色彩分布; 这被称为渲染意图。

相对色度意图旨在精确地映射可以在两个颜色空间中表示的颜色,并且表示色域颜色作为可用的最近颜色。假设文档中的大多数颜色都在两个色域的共享空间中,这往往看起来与人眼最相似,这对于摄影来说非常方便。最大的缺点是目标色域之外的任何颜色被“剪裁”到最近的颜色,因此信息丢失。

感知意图转换反而会压缩源颜色空间中的所有颜色以适合生成的颜色空间。这会改变所有颜色的外观,但不会丢失任何信息。什么都不会丢失,但颜色和亮度会发生很大变化。

直到现在我已经掩盖的一个概念是色彩空间中的白点,它描述了最纯净白色的位置; 这与色彩空间到色彩空间不同。相对色度意图试图在映射上保持白点,扭曲颜色这样做,但  绝对色度意图不会这样做。这可以改变图像的整体白平衡,因此不适合摄影,但在包装和品牌推广方面非常有用,因为它可以精确地再现精确的颜色。

饱和度意图可以用于移动到更大的色域,因为它保持相对饱和度。这将使摄影看起来太生动,但对包装和信息图表很有用。


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