# 色彩
## 色彩与人眼的生理结构之间的关系
色彩与人眼的生理结构之间的关系涉及到视觉系统的工作原理。以下是一些关键的概念:
1. **视锥细胞**:视锥细胞是眼睛中的感光细胞之一,负责对明亮光线和颜色的感知。人类视觉系统中有三种类型的视锥细胞,分别对应红、绿和蓝三种颜色。
2. **色素**:视锥细胞中含有一种特殊的光敏色素,它们能够对特定波长的光作出反应。
3. **光谱敏感度**:不同类型的视锥细胞对不同波长的光有不同的敏感度。红色视锥细胞对长波长的光敏感,绿色视锥细胞对中等波长的光敏感,蓝色视锥细胞对短波长的光敏感。
4. **色彩感知**:当光线照射到视网膜上时,不同类型的视锥细胞会分别响应。当这些信号传递到大脑的视觉皮层时,大脑会将这些信号解释为特定的颜色。
5. **三色理论(Trichromatic Theory)**:由Young-Helmholtz提出,它认为视觉系统中的三种基本色(红、绿、蓝)可以组合成所有的其他颜色。
6. **色盲和色弱**:色盲是指某些视锥细胞类型的缺失或功能异常,使得个体无法区分特定颜色。常见的类型包括红绿色盲和蓝黄色盲。
7. **视觉皮层的处理**:大脑的视觉皮层接收并处理从视网膜传来的信号,从而产生我们实际看到的颜色和图像。
## 色彩空间与色彩模型
### 色彩模型(Color Model):
色彩模型是一种抽象的数学模型,用于描述和表示颜色。它通常由一个颜色空间和一组颜色值的表示方法组成。常见的色彩模型包括:
1. **RGB模型**:以红、绿、蓝三原色为基础,通过不同强度的这三种颜色的叠加来产生各种颜色。
2. **CMY/CMYK模型**:以青色(Cyan)、品红(Magenta)、黄色(Yellow)和黑色(Key)为基础,用于印刷颜色模型。
3. **HSV/HSB模型**:以色相(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value/Brightness)来描述颜色。
4. **Lab模型**:包括亮度(L)和两个色度通道(a和b),与人类视觉感知相关,是一种设备无关的颜色模型。
5. **YUV/YCbCr模型**:将颜色信息与亮度信息分离,常用于视频压缩和传输。
### 色彩空间(Color Space):
色彩空间是在实际物理世界中的颜色表示方式,是色彩模型在具体应用中的具体实现。它将色彩模型的抽象概念映射到实际的数值范围中。常见的色彩空间包括:
1. **sRGB**:是一种广泛应用于显示器、数字相机等设备的标准色彩空间。
2. **Adobe RGB**:也是一种广泛应用于图像处理和印刷领域的色彩空间,相比sRGB有更大的色域。
3. **CIEXYZ**:是一个基于人类视觉的全彩色空间,用于科学研究。
4. **CIE Lab**:基于人类视觉的颜色空间,与设备无关。
5. **Rec. 709**:是高清电视标准中定义的色彩空间。
### 辨析:
- **关系**:色彩模型是一个抽象的数学模型,描述了颜色在理论上的表示方式。色彩空间是色彩模型在实际物理世界中的具体实现。
- **应用**:色彩模型用于描述颜色的理论概念,而色彩空间用于在具体应用中实现对颜色的表示和处理。
- **例子**:以RGB为色彩模型,sRGB为对应的色彩空间,描述了在显示器上的颜色表示方式。
总的来说,色彩模型是理论概念,描述了颜色的抽象属性和组成方式,而色彩空间是这一理论在具体应用中的实现方式,用于在计算机中对颜色进行表示和处理。
色彩学将颜色描述为三个基本属性:色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Value)
![CIEXYZ马蹄图](https://th.bing.com/th/id/OIP.u3F6S1YC7HOUjcL2-rhCOwHaF-?pid=ImgDet&rs=1)
色彩空间是某个色彩范围的一系列标准集合,包括:
1. 色域(Gamut)
确定了覆盖多大面积的颜色范围,马蹄图的两个坐标通常分别表示色彩的饱和度(Saturation)和色相(Hue)
2. 伽马值(Gamma Value)
决定整个空间中的灰阶呈现效果,伽马值描述了显示器或相机对亮度的响应曲线。它是一种非线性变换,用于调整图像的亮度感知,以更符合人类的视觉感知特性。
在sRGB色彩空间中,一个伽马值通常约为2.2。这意味着亮度值在0-1之间的范围内,实际的亮度会被映射成非线性的方式,以使其更符合人眼的感知。
3. 白点(White Point)
白点指的是在色彩空间中被认为是纯白的参考颜色。它通常以色度坐标的形式表示,比如在CIE 1931色度图中,D65光源被定义为标准的白点,其色度坐标是(0.3127, 0.3290)。
白点的选择影响了图像中的白色和中性灰色的表现,也会影响到整体颜色的平衡。
参考视频:https://www.bilibili.com/video/BV19e4y1y7Mo
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