什么是色彩管理?色彩理专管业名词合集
时间:2023-10-31
色彩管理的出现让影像或颜色在不同设备或媒介上达到一致的效果成为了可能。前提是对色彩管理有足够的认知。那么,什么是色彩管理?本文简单汇总了色彩管理专业名词合集。
1. 色彩三属性:色相、纯度、明度
色彩的三属性是指色彩具有的色相、纯度、明度三种性质。三属性是界定色彩感官识别的基础,灵活应用三属性变化是色彩设计的基础。
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色相(Hue):是指不同色调的称呼,取值范围在0-360°的圆心角,每个角度可以代表一种颜色。如0°红色、60°黄色、120°绿色、180°青色、240°蓝色、300°洋红色等。
色相图(图片来源网络,如侵删)
纯度(Saturation):也称彩度、饱和度,是指色彩的纯净程度,它表示颜色中所含有色成分的比例。纯度越高,含有色成分的比例越大,表现越鲜明;纯度越低,含有色成分的比例越小,表现则越暗淡。
明度(Brightness):又称亮度,是指色彩的明亮程度。色彩的明度变化主要有以下三种情况,一是不同色相之间的明度变化,如:白比黄亮、黄比橙亮、橙比红亮;二是在某种颜色中加白色,亮度就会逐渐提高,加黑色亮度就会变暗,但同时它们的纯度(颜色的饱和度)就会降低;三是相同的颜色,因光线照射的强弱不同也会产生不同的明暗变化。
2. 色彩模型(Color Model)
色彩可以用多种不同的方式来描述,所谓色彩模型,就是按一定规则来描述(排列)颜色的方法。常见的色彩模型有RGB、CMYK、Lab、HSB等。
RGB色彩模型:RGB是从颜色发光的原理来设定的,由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种颜色以「加法混色」的方式混合,表现出各式各样的颜色。RGB色彩模型是工业界的颜色标准,是目前屏幕显示使用的最广泛的模型,主要适用于显示器、投影仪、扫描仪、数码相机等。
CMYK色彩模型:是光线的反射原理来设定的,青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)被称为减法三原色,有时我们需要加入黑色(Black)使得颜色变暗。CMYK色彩模型是针对印刷业设定的颜色标准,印刷品基本是由这四种油墨相互组合而成,因为颜料本身不发光,所以所有的颜色皆用「减法混色」的方式表现,我们看到的颜色其实是没被吸收而被反射出来的光的颜色。
Lab色彩模型:这种模型是国际照明委员会(CIE)于1976年公布的一种色彩模式。Lab模型也是由三个通道组成,第一个通道是明度,即“L”。a通道的颜色是从红色到深绿;b通道则是从蓝色到黄色。Lab色彩模型下的Lab色彩空间几乎包括了人眼可见的所有色彩。
HSB色彩模型:这种模型是基于人眼对色彩的观察来定义的,在此模型中,所有的颜色都用色相(H)、纯度(S)、亮度(B)三个特性来描述。
色彩模型和色彩空间是经常容易被混淆的两个概念。需要注意的是,色彩模型只是描述(排列)颜色的方法,并不能直接用来比较大小。所以类似“RGB和CMYK,谁的色域比较大”,这种问题是不成立的。只有将问题明确到某几种色彩空间时,才可以比较大小。比如上面的问题可以表述为”sRGB和Adobe RGB,谁的色域比较大”。下面我们就来聊聊色彩空间和色域的概念。
3. 色彩空间(Color Space)/色域(Color gamut)
同一个色彩模型下,可以有不同的色彩空间。常见的使用RGB色彩模型的色彩空间有:sRGB、Adobe RGB等。而使用CMYK色彩模型的色彩空间有Japan Color
2001 Uncoated、US web Coated等。而不同的色彩空间之所以可以比较大小,正因为它有明确的色域。
色域图是用来描述一台设备所能显示的所有色彩的集合,一般来说,色域图需要以立体空间来呈现,但为了绘制方便,往往以2D方式来呈现。
目前常见的几种色域标准有sRGB色域、NTSC色域、Adobe RGB色域等。sRGB色域是专门针对PC彩色显示器的发展,由微软、惠普主导制定出来的标准色彩空间,适用于显示器、数位相机、扫描仪、投影仪等。目前设计专业显示器都使用sRGB色域范围,显示器覆盖的sRGB范围越大,显示的颜色就更加丰富饱满。但是目前市面上大多数显示器都没有满足100%sRGB色域,用这些显示器看图时会觉得色彩黯淡。
Adobe RGB是由美国的 Adobe公司1998年推出的色彩空间标准,它是被设计用来覆盖CMYK印刷的色域,所以覆盖了较大的绿色以及青色的区域,适合用来模拟印刷色,在印刷领域得到了广泛应用。与sRGB相比,Adobe RGB有更宽广的色彩空间,但由于sRGB是windows系统和大部分浏览器的通用色彩标准,所以平时我们将Adobe RGB色域的图片上传到网络后,超过浏览器显色范围极限的色彩信息会丢失,会发现色彩变得平淡,出现偏色的情况。
NTSC色域是美国电视标准委员会制订的一个色域空间标准,它与sRGB色域之间的换算公式为“100%sRGB≈72%NTSC”,但这并代表100%sRGB与72%NTSC的色域范围能够完全重合,它们只是面积相同而已。
4. 色深
色深反映了显示器屏幕上每个点前后两个色彩过渡的过程是否流畅,用bit数作为单位来表示色彩数目。每个点即一个像素,都是由红、绿、蓝(RGB)三个子像素组成的,要实现画面色彩的变化,就必须对RGB三个子像素分别做出不同的控制,以“调配”出不同的色彩。每个子像素,其背后的光源都可以显现出不同的亮度级别。灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别,层次越多,所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8bit的显示器为例,它能表现出256个色彩层次(2的8次方)。
目前主流设计专业显示器的色深都会达到8-bit,R、G、B各8bit,最大可以显示1670万种色彩。bit数越大,色彩过渡越均匀。
5. 色准
色准指的是色彩准确度,通常用△E值来表示色准的指标。△E值越小,颜色准确度越高。大众级显示器的△ E值在3-12之间,可以满足普通人日常上网、打游戏、看视频的需求。而专业显示器要求△E<3,这时一般人眼已经无法分辨出色差。
6. Gamma校正
人类视觉存在一个特性——对暗部的分辨能力超过亮部。那么在灰阶有限的前提下,如果亮色和暗色均匀分布,那亮色部分就会精度过剩而暗色部分就会精度不足。为了符合人眼视觉习惯,就需要进行Gamma校正,尽可能缩小暗部之间色阶的亮度差距。
使用gamma=2.2校正后的灰阶图完整的图像处理系统包括摄影采样部件、存储传输部件和显示输出部件。常见的摄像部件中Gamma处理过程称为Gamma预校正,推荐值为1/2.2=0.4545,而显示部件中Gamma推荐值为2.2,两者相抵最终呈现给受众的系统Gamma等于1,从而正确显示图像色彩,实现所见即所得。
7. 色温
色温是光线在不同的能量下,人们眼睛所能感受到的颜色变化,色温计算单位为开尔文(K)。一般来说,色温越高,感觉上会越偏蓝色,即人们常说的偏冷;色温越低,越偏红色,即偏暖。色温在摄影、录像、出版等领域有重要应用。
由于每个人对色温的偏好不同,有人喜欢暖色调,有人喜欢冷色调,所以现在一些中高档的显示器在标准图像模式下具备色温调节功能,可由用户自己在OSD菜单中自主选择色温值。但是由于色温的调整会令屏幕的颜色显示发生变化,为了保障在图像输入、显示和输出这一完整过程中的色彩还原度,所以当选择某些专业图像模式后,色温是固定值,不可调。目前设定的显示器、电视、投影机、印刷等的标准色温都是D65,即6500K。
8. 亮度(Luminance)
亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量,单位是cd/m²(坎德拉/平米)。当前提高显示器亮度的方法有两种,一种是提高LCD面板的光通过率;另一种就是增加背景灯光的亮度。这里要注意一点,因为亮度是人对光的强度的感受,是一个主观的量,因此校色后改变显示器亮度,不会造成显示器不能正确显示色彩,但有时会让使用者感到颜色不正常。在实际应用中,大家可以根据自己眼睛的适应能力来调节亮度。
最后要注意区分这里的亮度和前面提到的明度(又称亮度)的区别。这里的亮度指的是光强,而明度是色彩的属性。明度不同会影响色彩的丰富程度,但亮度不同,只会影响人眼的感受,不会影响到色彩本身。
9. 校色:硬件校准、软件校准
现在我们可以通过各种校色仪使显示器的色彩表现保持在最佳状态。一般来说,校色的最佳周期是每个月一次。因为显示器在长期使用后内部材料发热,对显色效果会产生一定的影响。现在常见的校准方法有软件校准和硬件校准两种。
软件校准是指使用校色器自带的软件进行校准,通过修改显示卡上的LUT来达到标准色温、亮度及Gamma曲线。软件校准的通用性较广,校准时间短,一般只需要5~10min,而它的缺点就在于精准度不够、无法转换色域、更换硬件就需要重新校准。
硬件校准其实也需要利用软件,但它是使用显示器厂家开发的软件进行校准。通过修改显示器内的LUT来达到校准色温、亮度、Gamma曲线、色域及六轴色彩调整(RGBCMY)。它的优点是精准度高、可调控参数多、更换硬件不需重新校准,而它的缺点在于只可使用于高端显示器、校准时间长,而且目前大部分校准软件需要付费。