色域

概念 | 技術系統能夠產生的顏色的總和

色域是對一種顏色進行編碼的方法,也指一個技術系統能夠產生的顏色的總和。在計算機圖形處理中,色域是顏色的某個完全的子集。顏色子集最常見的應用是用來精確地代表一種給定的情況。例如一個給定的色彩空間或是某個輸出裝置的呈色范圍。

簡介

色域就是指某種表色模式所能表達的顏色構成的范圍區域,也指具體設備,如顯示器、打印機等印刷復制所能表現的顏色范圍。

自然界中 可見光譜 的顏色組成了最大的色域空間,該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色,可以用 CIELAB 顏色空間 來表示。設備的色域空間大小與設備、介質和觀察條件有關。設備的色域空間越大,表明能夠再現的顏色越多。

右圖是用 CIELAB三維坐標圖表示出的兩個不同顏色空間和設備的色域范圍大小。一個是代表典型顯示器和掃描儀再現范圍的 sRGB 顏色空間的色域,另一個是美國輪轉膠印SWOP( Specifications Web Offset Publications)的色域。 色域

從圖中可以看出,sRGB的色域范圍大于SWOP的,意味著顯示器上能顯示出來的某些顏色不能通過印刷復制出來。但是,印刷能夠復制的一些藍綠區域和黃區域的顏色落在了sRGB的色域外面也就是說這些顏色是sRGB顯示器無法顯示出來的。

分類

色域描述的是由技術系統、設備、程序能夠產生的色彩格式。而設計輔助工具,如掃描儀、數碼相機、設計軟件和印刷工藝等都是根據不同的色彩格式來工作的,這些色彩格式將會定義設計所處理色彩時的色彩范圍或色域范圍。更為重要的是,這些色域范圍就是色彩表達強韌、柔弱、溫暖、寒冷等概念信息的色彩“語法”。

六色色域

如圖,是“高保真 六色印刷 ”的色域圖,紅線表示六色印刷,藍線表示RGB色域圖,綠線表示 CMYKGamut圖,黑線指光譜色域。如果把設計作品從一個設計輔助工具轉到另一個設計輔助工具,有可能會造成色彩的失真,因為每個工具的設計是不同的。

通常,觀者的眼睛只可以看到70%RGB的色彩,而看到的CMYK的色彩更低。六色印刷(高保真六色印刷)中加入了橙色和綠色,從而增大了色彩的色域范圍。

光譜色域

光譜色域是指在自然界中,色與光是密不可分的,光是由 三原色 :紅、藍和綠色組成的。紅光、藍光、綠光可以合成其他色光,如:紅光+綠光=黃光、綠光+藍光=青光、紅光+藍光=品紅光、紅光+綠光=白光、黃光+蘭光=白光,同理,紅光+青光=白光。如果兩色光相加得白光,這兩色光為補色光,并由此排列出的顏色光譜就是光譜色域。

關系色域

關系色域是信息色彩設計最重要的依據。其內涵指:色彩的視覺傳達通常是由人的心理屬性和社會屬性來呈現的。

色彩本身的物理性質決定了人的生理屬性,表現出色彩的能量,就是冷暖、遠近、輕重等自然關系概念的認知。而色彩的功效決定了人的社會心理屬性,表現出虛幻、崇高等社會關系概念的認知。

對比

色域

它是指一種模式圖像可以有的顏色數目。例如:灰色模式的圖像,每個像素用一個字節表示,則灰色模式的圖像最多可以有2=256種顏色,它的色域為0~255。RGB模式的圖像,如果一種基色用一個字節表示,則RGB模式的圖像最多可以有2種顏色,它的色域為0~2-1。CMYK模式的圖像,每個像素的顏色由4種基色按不同比例混合得到,如果一種基色用一個字節表示,則CMYK模式的圖像最多可以有2種顏色,它的色域為0~2-1。

色階

它是圖像亮度強弱的指示數值,圖像色彩的豐滿程度、精細度和層次感由色階來決定。色階有2=256個等級,范圍是0~255。其值越大,亮度越亮;其值越小,亮度越暗。

圖像的色階等級越多,則圖像的層次越豐富,圖像也越好看。

局限性

絕大多數系統的色域都是由于很難生成單色(單波長)的光線所導致的。最好的接近單色光的技術就是激光,對于大多數系統來說這種方法過于昂貴,不太現實。隨著激光技術的進步,成本進一步降低,這種方法也逐漸有所應用。除了激光之外,大多數系統都是用大致近似的方法表示高度飽和的顏色,這些光線通常包含所期望的顏色之外多種顏色。

使用加性色彩處理的系統通常在色域飽和平面上大致是一個 凸多邊形 。多邊形的頂點是系統能夠產生的最飽和的顏色。在減性色彩系統中,色域經常是不規則區域。

顏色系統比較

如今使用三束激光的激光視頻投影機已經步入實用階段。其理論依據是激光是真正的單元色。激光視頻投影機使用三束激光在如今實用的顯示設備中產生較寬色域。這種系統象電子束在 CRT 上掃描那樣逐個掃描圖像上的每個點,然后在較高的頻率直接對激光進行調制,或者是對激光進行光學擴展、調制、每次掃描一行,就象 DLP 中的方式調制掃描線。

底片是最好的檢測、重現色彩的系統之一。常去看電影的人對于電影院中的電影與家庭影院之間的色彩質量都深有感觸。這是因為電影膠片的色域要遠大于電視的色域。

激光放映 使用激光產生非常接近單色的光線,這樣就可以產生遠遠超出其它系統的色飽和度。但是,這種方法很難通過色域的合成產生飽和度較低的其它顏色。另外,這樣的系統非常復雜、昂貴、不適于通常的視頻放映。

CRT 及類似的顯示器都有一個大致為三角形的能夠覆蓋可見色彩空間大部分的色域。CRT 顯示器的色域受限于產生紅色、綠色、藍色光線的熒光物質。除了顯示器本身之外,顯示實際的圖像的時候,通常還受限于如數碼相機、掃描儀等設備中的 色彩傳感器 的質量相關。索尼公司引進了一種四色(RGB加上母綠)色彩傳感器系統以提高視頻顯示的質量以及更大的色域,但是這種技術的成效還有待時間檢驗。

液晶顯示器(LCD)的屏幕通過對背光進行過濾進行顯示。因此 LCD 的色域完全取決于背光的光譜。通常 LCD 顯示器使用熒光燈作為背光,而熒光燈的色域通常比 CRT 顯示器要小很多。一些使用 發光二極管LED )的 LCD 顯示器則比 CRT 的色域更加寬廣。

電視通常使用 CRT 顯示器,但是由于廣播系統的限制,電視系統并沒有充分利用 CRT 顯示的優點。高清電視相對來說效果要遠遠好于普通的電視,但是仍然比使用同樣顯示技術的計算機顯示稍遜一籌。

印刷過程中通常使用CMYK色彩空間(青色 C、 品紅 M、黃色 Y 與黑色 K)。有極少數印刷系統中不使用黑色,但是在表現低飽和度、低亮度顏色的時候效果不好。通過添加基本顏色之外的其它顏色來擴展印刷過程的色域。

單色顯示器 的色域是色彩空間中的一條一維曲線。

中文名
色域
外文名
Color Gamut、Color Space
術語類別
計算機
名詞類型
編碼方法
出現原因
難生成單色光
定義