07.色度学:数字量化颜色的科学《颜色-不是你想象的那样(第二版)》

色度学:“色度”中的“度”是度量的意思。 类似于长度,高度等等概念。

度量长度或高高使用的工具是尺子,而度量颜色的工具就是色度学——色度学是研究颜色测量的科学,用数量化来表征色觉特征。

对于长度或高度的描述,使用不同的单位(国际单位,英制单位等),就会得到不同的数据;同理,对颜色的描述,用不同的系统也会得到不同的颜色数据。这些对颜色度量的系统很多很多,通常颜色度量系统分为两类:设备相关和设备无关。

  • 设备无关的颜色系统:基于人眼对色彩感知的度量建立的数学模型,如CIE-RGB、CIE-XYZ颜色模型,再比如由此衍生的CIE-xyY、CIE-L*u*v、CIE-L*a*b等颜色模型。这些颜色模型主要用于计算和测量。【后面详细介绍这些系统,CIE标准色度系统的计算过程,其实可以从我们看到的物体的表面色的原理来理解,也就是由于来自于光源(包括太阳,电灯等)的光到达物体,该物体对光线的选择性吸收反射,没有被吸收的或被反射的可见光到达观察者,包括人和测色仪。】

  • 设备相关的颜色系统:以最常见的RGB模型为例,一组确定的RGB数值,在一个液晶屏上显示,最终会作用到三色LED的电压上。这样一组值在不同设备上解释时,得到的颜色可能并不相同。再比如CMYK模型需要依赖打印设备解释。常见的设备相关系统有:RGB、CMYK、YUV、HSL、HSB(HSV)、YCbCr等。这类颜色模型主要用于设备显示、数据传输等。所以说很多时候不同的照片在不同显示器看到颜色会有区别。如下图。

不同手机显示屏里看到的相同照片

后面介绍的都是跟设备无关的颜色系统,也就是CIE的颜色系统

CIE颜色系统重点在于了解颜色感知三要素:光源、物体及观察者。正如我一再强调的,我们看到物体的颜色,是因为来自于光源(包括太阳,电灯等)的光到达物体表面,该物体对光线的选择性吸收反射,没有被吸收的或被反射的可见光到达观察者(包括人,电脑)。我们就看到物体的颜色。所以我们看到物体的表面色是没有被物体吸收且被反射出来的光波长的颜色,也就是物体吸收的波长的补色,如下示意图:

知识账本

色度学是研究颜色测量的科学,用数量化来表征色觉特征。有两种颜色度量系统,设备无关的颜色系统和设备相关的颜色系统。

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