摄影百科之数码颜色

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摄影百科之数码颜色

 　　颜色视觉

　　人眼能看到颜色是因为不同波长的光线射到视网膜上，然后人眼内的色彩接收器做出反应，从而产生颜色知觉。之所以会有不同的颜色，是因为任何物体都会吸收某种特定波长的可见光，并反射其余波长的光。被反射的波长，人眼所能看到的颜色也就不同;凑够保持较长的红光到橙、黄、绿、蓝光，再到波长很短的紫光，它们的颜色之间有着很流畅的过渡。如果把这些颜色全都加到一块儿，那我们看到的就是白光。也就是说，如果一个物体反射所有光线，那它看起来就是白色的;相反，如果它吸收所有光线，那它看起来就是黑色的。

　　根据人眼的三基色原理，物体所反射的光会激活眼睛中绿色、红色或者蓝色的接收器，而这三种颜色安装不同强度和比例组合就能产生各种颜色。通过这种方式，人眼可以识别超过200种色调并区分每种色调在亮度和饱和度上的细微差别经过专门训练，人眼区分这种细微差别的能力是无限的。

　　色彩模式

　　颜色是相对的。人的眼睛所及的输入或者输出介质都只能在一定程度上区分以及显示颜色。不同的生理或者技术条件，能够区分或者显示的颜色也各有差异。为了定义颜色的数量以及它们的特点，人们开发出了色彩模式。每一张色彩模式都通过三维显示的形式，包括了它能包括的所有色调。这些色彩模式之所以是三位的，是因为它们都按照人眼对颜色的感知方式将所有颜色在红色、绿色和蓝色这三条轴上进行了定位。

　　不同的应用领域所使用的色彩模式也各不相同，这些色彩模式或是建立在技术物理的基础上，或是建立在感知理论的基础上。色彩模式有很多种，与数码照片相关并且非常重要的之友RGB、CMYK和CIE标准色彩模式。

　　RGB色彩模式(光色)

　　加法混色(也叫物理混色或者光混合)方式是RGB色彩模式的基础，适用于所有借助光来工作的介质，如数码相机的感光元件、计算机的显示器、电视机或者投影仪。将光添加到一片原本为黑色的区域上就形成了颜色。这些颜色由红色、绿色和蓝色组成，这三种颜色相互混合后形成更加明亮的色调：红色和绿色混合成黄色，绿色和蓝色混合成青色，蓝色和红色混合成洋红色。所有的颜色混合形成白色。

　　加法混色出的颜色由相对于的RGB值来表示。每一种颜色在RGB的三个色彩通道中都有一个特定的值，值的大小取决于介质的色彩深度：在最常见的8位的色彩深度下，一种颜色在三个色彩通道中的值都处于0(对于0%的光或者黑色)到255(对于100%的光或者白色)之间。三个值组合到一起对应RGB色彩空间中一个非常具体的色调约1680万个可能的色调中的一个。尽管每个色调都有明确的定义(RGB值)，但单个色调实际的视觉效果还是要取决于具体的显示介质。也就是说，不同的介质所显示的颜色(机身是定位相同的同一种颜色)有着不同的颜色显示特性。

　　CMYK 色彩模式(物体色)

　　与光色的加法混色方式相反，以减法原则为基础的混合色从原则上来说要稍暗一些，没那么鲜艳。这种色彩混合方式涉及的是物体色，也就是可以触摸到的、实际存在的色物质，它们能吸收一些特定波长的光线，并反射其他波长的光线。这些有色物质被附加在一个载体(通常是白色的)上，附加在上面的颜色越多，混合出的颜色就越深。这种混合模式通常基于三种有色物质，它们分别吸收不同波长的光;如果吸收的是红光，我们看见的就是青色，吸收的是绿光，看见的就是洋红色;吸收的是蓝光，看见的就是黄色。相应的，以剪发原则为基础的显示媒介就会以青色、洋红色和黄色为原色这首先应用在打印领域。考虑到打印质量，CMY色彩中还会添加一个K(代表黑色)，黑色的作用是强化暗色调，加深暗色部分的色彩。CMYK色彩是以百分数来表示的，较小的百分数值代表较浅的颜色，较高的百分数值则代表较深的颜色。

　　CMYK色彩牧师同样也与介质有关，因为不同打印机的颜色显示特性都稍有不同，即使是统一系列的打印机也无法保证打印出来的颜色绝对相同。

　　CIE标准色色彩模式(理论色：CIExyz和CIELab/Lab)

　　另外两种对数码照片处理来说很重要的色彩模式CIExyz和CIELab(也称作Lab)是由CIE(国际照明委员会)开发的。这两种色彩模式所包含的并不是实际可以显示的颜色，而是理论上可以区分的颜色。其中，CIExyz是基于色光发展出来的，也就是把www.Tulaoshi.comRGB的混色模式进行了扩展，囊括了可见光中的所有光谱色。也就是说，它以理论上人眼可以辨认的所有的色彩层次为基础，而且原则上它能描绘人眼可以辨别的所有的色彩层次为基础，而且原则上它能描绘人眼无法看见的颜色。其色彩模型是一个类似鞋底或者马蹄跌的形状。这种色彩模式独立于介质的处理过程，是所有依赖介质的色彩模式的标准系统。如果要把一种色彩模式中的颜色转换到另一种色彩模式中去，它就变成了一名翻译官，在各个不同的色彩牧师之间进行翻译.

　　用人对颜色的感知因素来扩展这种纯理论化的色彩模式，就形成了CIELab色彩模式或者说Lab色彩模式。这个色彩模式是由三条轴第一条是黑到白的轴(L),第二条是由绿到红的轴(a)，第三条是由蓝到红的轴(b)撑起的一个空间，所有的颜色都可以被划归到这个空间中。色调的位置可以用这些轴上的数值来确定。通过这些轴，人眼可以辨认的颜色形成了一个球形的空间。这个色彩模式也与介质无关，因为还没有哪一种介质能够覆盖所有人眼能够看到的(甚至比之更多的)色调。Lab模式跟照片处理的相关性在于，一些色彩管理软件或者照片处理软件在后头就是使用这种色彩模式进行工作的。除此之外，Photoshop甚至允许它的用户自己用Lab模式来处理照片，而这种色彩模式在对比度处理方面提供更多的空间。

　　色彩空间

　　与介质无关的色彩模式只是在后台运作，而与介质有关的色彩模式在色彩显示上会有些困难。RGB和CIExyz和CMYK这两种色彩模式之间的区别不仅仅在于它们的原理和构造不同，也在于它们的大小不一样：CMYK色彩模式所能显示的色彩范围要比RGB色彩模式小。这在实际应用中的具体表现就是，很多在显示器上可以看见的RGB色彩在CMYK打印中根本显示不出来。因此，在将一张RGB图像转换成CMYK图像时会不可避免地丢失一些图像信息。根据所选用的RGB色彩空间和CMYK色彩空间的种类，这种损失或大或小。但无论如何，这些损失都是无法挽回的。

　　如果有多种介质参与到从拍摄到打印照片这个过程中，那么色彩空间转换这一难题就会更加难以解决。因为这些介质不仅基于不同的混色方式相机处理器用加法原则混色，计算机显示器用加法原则混色，打印机用剪发原则混色而且在显示色彩时，不同介质会有不同的显示结果。在同一个色彩模式中也会出现这种问题，具体来说就是同一张照片在相机上和在计算机显示器上的显示结果不是完全相同的。这种偏差或大或小，有时甚至会大到两台同一款的相机或者显示器所展现的颜色特性都不一样。

　　色彩管理和ICC配置文件

　　作为摄影者，如果你想在你或者你的照片观赏者所使用的输入或者输出介质上尽可能忠实地还原颜色，那么色彩管理(也叫做CMS)就是一个绕不开的话题。只有借助定义清楚的ICC(国际色彩协会)的配置文件才有可能在将数码色彩从一种介质转换到另一种介质上去时只丢失尽可能少的色彩信息。这时，ICC配置文件的任务就是描述各个介质特殊的颜色显示特征并记录介质偏离标准系统的情况。这样，再次基础上建立的色彩管理就可以把一个从与介质有关的色彩空间中生成的图像先转换到一个与介质无关的色彩空间中，然后再将其转换到任意一个与介质有关的色彩空间中去。这样做是为了避免在两个都与介质有关的色彩空间之间进行直接的转换，因为那样会不可避免地造成原始图片大量色彩信息的丢失。在各个色彩空间之间充当独立于介质之外的翻译官的是CIE色彩模式中的一种所有的ICC配置文件都跟CIE色彩牧师有关。

　　除了由相应的色彩测量技术所生成的针对每个输入以及输出的介质的ICC配置文件之外，一个完整的色彩管理系统还还需要一款可以将保存在图像信息中的配置文件读取出来的软件。一款专业的照片处理软件在这方面是不成问题的，它会顾及图像在色彩显示上的偏差或者通过计算取弥补这些偏差。今天，这种色彩管理模式已经进入最常见的操作系统中了。

　　配置文件的建立

　　ICC配置文件中有输入配置文件、显示器配置文件盒输出配置文件之分。输入配置文件可以根据相机复杂的校准系统(将图像的色调值与所存储的标准系统进行对比，并在图像文件中保持所有的差异)生成，或者摄影者用可选择的最大色彩空间(Adobe RGB)和RAW格式进行拍摄在这种组合下，将图像数据从RAW格式中转换出来并最终储存为其他文件格式之后，色彩管理才起作用。使用这种方法时，利用一个被校准过的显示器进行工作是非常重要的，因为只有这样才能忠实地还原图像色彩并保证色彩管理能够有效运行。如果显示器不能准确地显示图像色彩，那么就无法对图像进行有针对性的、正确的处理和评估。

　　显示器配置文件是通过叫做设备创建的，这些校准设备会在给定的光线条件下测量屏幕上显示的标准色域。校准时，我们会用到比色计或者分光光度计，这两者都可以测量颜色表面所反射的光线。它们所测出的结果与CIE标准值进行对比评估根据不同的评估程序进行，并以ICC配置文件的形式保存起来。此外，在建立显示器配置文件时非常重要的一点是，要考虑显示器周围的光线(应该尽量保持一致)。一些叫做设备能够测量这些光线，并在建立配置文件时把它们考虑进去。

　　我们建立输出配置文件时需要先打印出一张带有各个不同的、但有明确定义的色域的测试表，然后才能通过一个读取设备读出单个彩条以及它与标准模式下的色彩偏差，进而写入一个ICC配置文件中。

　　显示器的校准和建立输出配置文件都不是一劳永逸的事情，因为随着时间的推移，显示器的老化和不断变化的周围环境都可以改变色彩的情况。使用显示器时只依靠目视来进行检查并不可靠，因为人的眼睛很容易搞错。而每隔几个月就进行一次例行的重新校正非常有意义，这也是专业色彩管理所必须的。

　　跨软件的色彩管理

　　如果你所使用的软件部支持色彩管理系统，那么即使是一个校准过的显示器也不能保证还原图像中的原始色彩。因此一些文本处理程序、演示文稿程序、浏览器和其他小工具不能读取嵌入到图像中的配置文件，而会将图像自动转换到sRGB色彩空间中去，这样可能就会造成错误的色彩再现。

　　不过使用专用的照片处理软件时情况就不同了。一般情况下，这些软件会考虑到色彩管理并会提取图像文件中的色彩配置文件。Adobe创意套件中的色彩图像程序甚至可以实现跨软件的统一色彩显示并报告色彩设置中的偏差。

　　工作色彩空间

　　工作色彩空间是值一款照片处理软件中作为色彩显示基础的色彩空间。常用的色彩空间都是RGB色彩模式且在CIELab色彩模式内有着明确定义的，所以它们能成为独立于介质的色彩空间，比如说ProPhoto RGB、Adobe RGB或者sRGB 。

　　根据应用情况所选择的功工作色彩空间应该包括所有参与各个输入和输出过程中的依赖于介质的色彩空间。不过，它虽然应该大一些，但是不会比最小的、在处理过程中出现的其他色彩空间大很多，以尽可能减少转换过程中的损失。通常来说，这个最小的色彩空间就是输出介质的CMYK色彩空间，打印时RGB色彩必须转换到这个色彩空间中去。但是CMYK色彩空间并不适合作为共工作色彩空间，因为它太小了，sRGB色彩空间同样是如此;而CIE或者ProPhoto RGB色彩空间也不适合，因为它们太大了。空间大小方面差别太大会使大量颜色都必须在转换过程中被重新定义，而这会带来明显的细节损失。

　　转换方式

　　在吧数码颜色从一个色彩空间转换到另一个色彩空间中去时可以使用各个不同的转换方式(根据转换意图去选择)。在某种颜色因目标色彩空间中没有而要由其他颜色来替代时，不同的转换方式会考虑到忠实再现色彩的不同方面。在标准化的操作下，将一张Adobe RGB色彩空间中的图像转换为空间较小的CMYK色彩空间中的图像时，不可避免地会有一些颜色无法进行对等转换。对于这些颜色，转换方式追求的是一种几乎接近的相似性，要么是可感知的，要么是比色的，要么是保持饱和度的。

　　可感知的转换方式以对图像的颜色感觉为基础，并按比例缩小原色彩空间，使其刚好能够适合较小的目标色彩空间。也就是说，颜色之间的相对关系和距离保持不变，但是颜色的鲜艳度会有所下降。这种方式适用于色彩空间的大小差异很大的情况，如将ProPhoto转换成sRGB。

　　保持饱和度的转换方式力求保持颜色的鲜艳度不变，但要以忽略颜色之间的相对关系为待解。它和可感知的转换方式一样，也会改变图像中的每一种颜色。

　　比色转换方式不会改变整个色彩空间，而会区别对待在两个色彩空间中都会出现的色彩和落在较小的色彩空间之外的色彩。前者会被原样接收过来，后者会被一到较小的色彩空间的边缘。这时，图像的色彩印象会改变，因为图像中圆形可以看见的层次现在看不出来了。对于图像总的白点，比色转换要么是绝对的，要么是相对的。绝对比色转换中的白点保持不变，而相对比色转换会使白点与新的色彩空间相适应，必要时还会做相应的移动。

　　可感知转换方式和比色转换方式结合起来的一种方式就是带黑场补偿的相对比色转换方式。使用这种转换方式时，两个色彩空间都可以让覆盖到的色彩保持不变，而落在较小的色彩空间紫外的色彩不会全部被移到边缘，而会被相对地压缩，以融入新的色彩空间。

　　至于选用哪种转换方式比较合适，则取决于图像的色彩情况及其使用领域了。对数码照片的处理来说，大多数情况下可感知的或者带黑场补偿的相对比色转换方式是最好的选择，因为这时主管可感知的色彩都被尽可能好地收过来了。

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