UI必备-色彩知识基础-常见颜色空间模型
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导语：如果你是不常打印或是输出照片的朋友，sRGB可以确保你的照片在网络上有漂亮的表现（适用于UI设计），但是如果有输出需求，需要充满活力与宽度的颜色表现，AdobeRGB就是一个不错的选择。
色彩空间分类1、基色混合空间1）RGB计算机颜色显示器显示颜色的原理与彩色电视机一样，都是采用R、G、B相加混色的原理，通过发射出三种不同强度的电子束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生颜色的。
这种颜色的表示方法称为RGB颜色空间表示。
其与显示设备相关。
在多媒体计算机技术中，用得最多的是RGB颜色空间表示。
根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成： F＝r [ R ] + g [ G ] + b [ B ] . 在正方体的主对角线上，各原色的量相等，产生由暗到亮的白色，即灰度。
（0，0，0）为黑，（255，255，255）为白，正方体的其他6个角点分别为红、黄、绿、青、蓝和品红。
RGB颜色模型构成的颜色空间是CIE原色空间的一个真子集，如图1。
RGB颜色模型通常用于彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器。
RGB三原色是加性原色。
色彩空间的区别与选用色彩空间的区别与选用色彩空间的区别与选用图1 RGB 空间以及其颜色范围2）CMY（K）彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发光的。
因此出版物只能使用以下能够吸收特定光波而反射其他光波的油墨或颜料。
其与印刷设备相关这些颜料的3基色为青(cyan)，品红(Magenta)，黄(Yellow)。
CMY模型产生的颜色被称为相减色。
理论上说，任何一种由颜料表现的色彩都可以用这三种基色按不同的比例混合而成，这种色彩表示方法称CMY色彩空间表示法。
彩色打印机和彩色印刷系统都采用CMY色彩空间。
CMY颜色模型对应的直角坐标系的子空间与RGB颜色模型对应的子空间几乎完全相同。
3）CIE XYZ三刺激值的概念是以色视觉的三元理论为根据的，它说明人眼具有接受三原色(红、绿、蓝)的接受器，而所有的颜色均被视作该三原色的混合色。
其与设备无关，表示理论上所有颜色。
1931年CIE制定了一种假想的标准观察者，配色函数x(λ),y(λ),z(λ)XYZ三刺激值是利用这些标准观察者配色函数计算得来的。
在此基础上，CIE 于1931年规定了Yxy颜色空间，其中Y为亮度，x,y是从三刺激值XYZ计算得来的色坐标。
它代表人类可见的颜色范围，如图2所示。
色彩空间的区别与选用色彩空间的区别与选用图2 CIE XYZ空间以及颜色范围2、色度（hue）饱和度（saturation）亮度（intensity）空间（也是设备相关，从RGB演化来，易于指定颜色，符合人类视觉）1）HSV HSV对用户来说是一种直观的颜色模型。
我们可以从一种纯色彩开始，即指定色彩角H，并让V=S=1，然后我们可以通过向其中加入黑色和白色来得到我们需要的颜色。
增加黑色可以减小V而S不变，同样增加白色可以减小S而V不变。
例如，要得到深蓝色，V=0.4 S=1 H=240度。
要得到淡蓝色，V=1 S=0.4 H=240度。
一般说来，人眼最大能区分128种不同的色彩，130种色饱和度，23种明暗度。
如果我们用16Bit表示HSV的话，可以用7位存放H，4位存放S，5位存放V，即745或者655就可以满足我们的需要了。
由于HSV是一种比较直观的颜色模型，所以在许多图像编辑工具中应用比较广泛，如Photoshop（在Photoshop中叫HSB）等等，但这也决定了它不适合使用在光照模型中，许多光线混合运算、光强运算等都无法直接使用HSV来实现。
如图4所示。
2）HSI色彩空间是从人的视觉系统出发，用色调(Hue)、饱和度(Saturation或Chroma)和亮度 (Intensity或Brightness)来描述色彩。
HSI色彩空间可以用一个圆锥空间模型来描述。
用这种描述HIS色彩空间的圆锥模型相当复杂，但确能把色调、亮度和色饱和度的变化情形表现得很清楚。
通常把色调和饱和度通称为色度，用来表示颜色的类别与深浅程度。
由于人的视觉对亮度的敏感程度远强于对颜色浓淡的敏感程度，为了便于色彩处理和识别，人的视觉系统经常采用HSI色彩空间，它比RGB色彩空间更符合人的视觉特性。
在图像处理和计算机视觉中大量算法都可在HSI色彩空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立的。
因此，在HSI色彩空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。
HSI色彩空间和RGB色彩空间只是同一物理量的不同表示法，因而它们之间存在着转换关系。
如图3所示。
3）HSL类似于 HSV。
对于一些人，HSL 更好的反映了“饱和度”和“亮度”作为两个独立参数的直觉观念，但是对于另一些人，它的饱和度定义是错误的，因为非常柔和的几乎白色的颜色在 HSL 可以被定义为是完全饱和的。
对于 HSV 还是 HSL 更适合于人类用户界面是有争议的。
W3C的CSS3 规定声称“HSL的优点是它对称于亮与暗（HSV 就不是这样）…”，这意味着：在 HSL 中，饱和度分量总是从完全饱和色变化到等价的灰色（在 HSV 中，在极大值 V 的时候，饱和度从全饱和色变化到白色，这可以被认为是反直觉的）。
在 HSL 中，亮度跨越从黑色过选择的色相到白色的完整范围（在 HSV 中，V 分量只走一半行程，从黑到选择的色相）。
在软件中，通常以一个线性或圆形色相选择器和在其中为选定的色相选取饱和度和明度/亮度的一个二维区域（通常为方形或三角形）形式提供给用户基于色相的颜色模型（HSV 或 HSL）。
通过这种表示，在 HSV 和 HSL之间的区别就无关紧要了。
但是很多程序还允许你通过线性滑块或数值录入框来选择颜色的明度/亮度，而对于这些控件通常使用要么 HSL 要么 HSV（而非二者）。
HSV 传统上更常用。
色彩空间的区别与选用色彩空间的区别与选用图3 HSI 色彩模型图4 HSV 色彩模型3、非线性亮度（luma）色度（Chroma）（与电视设备相关）1）YUV在彩色电视系统的PAL制式中，通常采用三管彩色摄像机或CCD得到的彩色图像信号，经过分色，分别放大校正得到RGB，再经过电路得到亮度信号和两个色差信号，最后发送端将亮度信号与色差信号分别编码，用同一信道发送出去。
由于亮度信号与色差信号是分离的，所以解决了彩色电视播放黑白片的问题。
电视信号在发射时，转换成YUV 形式，接受时再还原成RGB三基色信号，由显像管显示（RGB->YUV->编码发送------YUV->RGB->显示）。
2）YIQ在NTSC彩色制式中使用3）YCrCb适用于计算机显示器4）L*a*b* L*a*b*颜色空间是在1976年制定的，它是CIE XYZ颜色模型的改进型，以便克服原来的Yxy颜色空间存在的在x，y色度图上相等的距离并不相当于我们所觉察到的相等色差的问题。
它的“L”（明亮度），“a"（绿色到红色）和“b”(蓝色到黄色)代表许多的值。
与XYZ比较，CIE L*a*b*颜色更适合于人眼的感觉。
利用CIE L*a*b*，颜色的亮度（L）、灰阶和饱和度（a,b）可以单独修正，这样，图像的整个颜色都可以在不改变图像或其亮度的情况下，发生改变。
详细分析：HSI、HSV、RGB、CMY、CMYK、HSL、HSB、Ycc、XYZ、Lab、YUV色彩空间（颜色模型）HSV颜色空间HSV(hue,saturation,value)颜色空间的模型对应于圆柱坐标系中的一个圆锥形子集，圆锥的顶面对应于V=1. 它包含RGB模型中的R=1，G=1，B=1 三个面，所代表的颜色较亮。
色彩H由绕V轴的旋转角给定。
红色对应于角度0°，绿色对应于角度120°，蓝色对应于角度240°。
在HSV颜色模型中，每一种颜色和它的补色相差180°。
饱和度S取值从0到1，所以圆锥顶面的半径为１。
HSV颜色模型所代表的颜色域是CIE色度图的一个子集，这个模型中饱和度为百分之百的颜色，其纯度一般小于百分之百。
在圆锥的顶点(即原点)处，V=0,H 和S无定义，代表黑色。
圆锥的顶面中心处S=0，V=1,H无定义，代表白色。
从该点到原点代表亮度渐暗的灰色，即具有不同灰度的灰色。
对于这些点，S=0,H的值无定义。
可以说，HSV模型中的V轴对应于RGB颜色空间中的主对角线。
在圆锥顶面的圆周上的颜色，V=1，S=1,这种颜色是纯色。
HSV模型对应于画家配色的方法。
画家用改变色浓和色深的方法从某种纯色获得不同色调的颜色，在一种纯色中加入白色以改变色浓，加入黑色以改变色深，同时加入不同比例的白色，黑色即可获得各种不同的色调。
HSI颜色空间HSI色彩空间是从人的视觉系统出发，用色调(Hue)、色饱和度(Saturation或Chroma)和亮度 (Intensity或Brightness)来描述色彩。
HSI色彩空间可以用一个圆锥空间模型来描述。
用这种描述HIS色彩空间的圆锥模型相当复杂，但确能把色调、亮度和色饱和度的变化情形表现得很清楚。
通常把色调和饱和度通称为色度，用来表示颜色的类别与深浅程度。
由于人的视觉对亮度的敏感程度远强于对颜色浓淡的敏感程度，为了便于色彩处理和识别，人的视觉系统经常采用HSI色彩空间，它比RGB色彩空间更符合人的视觉特性。
在图像处理和计算机视觉中大量算法都可在HSI色彩空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立的。
因此，在HSI色彩空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。
HSI色彩空间和RGB色彩空间只是同一物理量的不同表示法，因而它们之间存在着转换关系。
HSI 色彩模型是从人的视觉系统出发，用 H 代表色相 (Hue)、S 代表饱和度(Saturation) 和 I 代表亮度 (Intensity) 来描述色彩。
饱和度与颜色的白光光量刚好成反比，它可以说是一个颜色鲜明与否的指标。
因此如果我们在显示器上使用HIS 模型来处理图像，将能得到较为逼真的效果。
色相 (Hue)：指物体传导或反射的波长。
更常见的是以颜色如红色，橘色或绿色来辨识，取 0 到 360 度的数值来衡量。
饱和度 (Saturation)：又称色度，是指色彩的强度或纯度。
饱和度代表灰色与色调的比例，并以 0% (灰色) 到 100% (完全饱和) 来衡量。
亮度 (Intensity)：是指颜色的相对明暗度，通常以 0% (黑色) 到 100% (白色) 的百分比来衡量。
其他颜色模型：RGB颜色空间RGB(red,green,blue)颜色空间最常用的用途就是显示器系统，彩色阴极射线管,彩色光栅图形的显示器都使用R、G、B数值来驱动R、G、B 电子枪发射电子，并分别激发荧光屏上的R、G、B三种颜色的荧光粉发出不同亮度的光线，并通过相加混合产生各种颜色；扫描仪也是通过吸收原稿经反射或透射而发送来的光线中的R、G、B成分，并用它来表示原稿的颜色。
