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[浅谈] Lab模式与色域

楼层直达
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本帖在参考关文涛(懵懂斋)老师《选择的艺术—Photoshop CS图层通道深度剖析》一书上作成。
Photoshop的“图像 - 模式”菜单下有几种颜色模式(色彩系统),如RGB、CMYK、Lab等。
这里我们就介绍一下Lab模式,以及相关的一些基础知识。




· Lab模式下的通道
下面我们先打开一幅格式为jpg的东方同人图,将其转换为Lab模式。
先看看这幅图的通道:

可以发现,与RGB的通道不同,Lab是由明度和a、b三个通道构成。
· 明度,顾名思义,就是表示图像明暗细节的通道。
· a通道,它表示了图像中从红到灰再到绿的颜色。其中越亮的区域表示红色越多,越暗的区域表示绿色越多; (红→绿)
· b通道,它表示了图像中从黄到灰再到蓝的颜色。其中越亮的区域表示黄色越多,越暗的区域表示蓝色越多。 (黄→蓝)
如下图,蘿莉们黄色的头发在b通道中都偏亮,而偏蓝色的诸如八云紫的衣服、氷結娘的裙子、幽幽子的反魂蝶,在b通道中都偏暗。




· Lab模式的“红绿黄蓝”
在RGB模式下,基本色有:红、黄、绿、青、蓝、品(洋红)六种。
而看完上面你可能会奇怪,为什么Lab则采用了红绿黄蓝四种颜色来作为基本色?
在这里,我们可以用一种通俗的说法来解释:
Lab是一种基于人眼视觉原理创立的颜色模式,它理论上概括了人眼所能看到的所有颜色
在长期的观察和研究中,人们发现人眼对6种颜色不会混淆,那就是红对绿、黄对蓝、黑对白。
于是,有人提出,人的视觉系统是由3条“颜色通道”构成,分别是感知颜色的红绿通道、黄蓝通道和感知明暗的明度通道。
这种理论已经得到了现代科学的证实。
而色盲,它包括的正是:无法感知红绿的红(或)绿色盲、无法感知黄蓝的黄蓝色盲,以及眼中只有黑白的全色盲。
红、绿、黄、蓝,这种特殊的颜色组合,生活中你是否注意到了呢?




· Lab模式下的色阶
我们知道,在RGB模式下,色阶从左到右划分为256等,数值范围表示为【0~255】。


而在Lab模式下,色阶从左到右仍然分为256等,但数值范围表示却是【-128~127】。
原来RGB下的色阶128位置在Lab模式下则成了色阶0。(要注意的是,Photoshop在这里显示的色阶数值仍是128,见下图)
注意观察a、b通道的直方图:
a通道直方图从右到左对应从红到绿;b通道直方图从右到左对应从黄到蓝;
越靠近两端,表示相应色彩的饱和度越高。
可以看到,b通道直方图中,右边黄色区间有一堆像素聚集(有一黑色谷峰),
这表示图中有部分区域(像素)比较黄,且这部分像素还不少(因为都堆集成“峰”了)---- 那也就是蘿莉们的头发。




· Lab模式下的色彩调整
利用Lab模式下a、b通道的特性,我们用曲线进行色彩调节,有时会非常方便。
以下图为例,我们在调整前,先在中心确定一个锚点,这样可以防止图像整体偏色。
a通道里,中心锚点右上方控制红色的饱和度,左下方控制绿色的饱和度;
b通道里,中心锚点右上方控制黄色的饱和度,左下方控制蓝色的饱和度。
按下图移动锚点,则会增加绿色的饱和度,比如妖梦裙子的颜色更鲜艳了;
(注意,不是更亮了。因为Lab模式明度通道与颜色通道分离,调整a通道不会影响到亮度)
为了防止红色区域跟着绿色一起变,我们在红色区域增加了一个锚点,使红色的像素保持不变。

知道了这点,对于我们调整图片偏色有好处。
比如一副扫描的图片偏红,那我们只要把图片转为Lab模式后,打开曲线、a通道,改变右上方曲线即可消除红色的偏色了。

※ 通往蘿莉国的秘境 ※

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只看该作者 1楼 发表于: 2008-04-27
 
 
· 色域
什么是色域?
所谓“域”,就是空间、范围。
色域也就是色彩空间,通俗地说,就是一个特定的范围里能包容多少种色彩,这种包容的“量”,就是色域。
“量”越大,也就意味着色域越广。
这里的“特定的范围”就是指颜色模式,也就是色彩系统,如RGB、CMYK、Lab等。
在所有颜色模式中,Lab模式是色域最广的颜色模式。理论上,它包括了人眼所能看到的所有颜色。
那我们能否在显示器上看到所有的颜色呢?
至少在目前还不能。
这时因为我们的显示器工作在RGB模式下,RGB的色域要小于Lab模式;
尽管我们可以在Photoshop里工作在Lab模式下并处理Lab的数据,但我们并不能看到超出RGB色域的颜色。
(在RGB色域里,涉及到一些更复杂的分类,我们后面再谈。)
下面,让我们先对色域有个更形象、生动的理解。



· 色彩系统间的转换与色域变化
我们先新建一个640x480的空白文档。
注意下图中红圈的地方,为了叙述方便,我们这里先选择“不要对此文档进行颜色管理”。


然后按“G”调用渐变工具,选择“色谱”渐变,填充画布。
“色谱”渐变囊括了RGB模式下所能看到的所有最鲜艳的颜色,直方图也显示了这点(左右两端高耸)。


现在我们将这个RGB色谱图转为Lab模式,看看Lab下的直方图。
可以发现,a、b通道的直方图,像素并未布满整个色阶,左右两边均有一段“空白”没像素的色阶带。
这说明,Lab的色域的确要大于RGB的,Lab可以“完全包容”下最鲜艳的RGB颜色。


打开色相/饱和度对话框,将饱和度滑杆右移,让a、b通道的像素布满整个色阶。
在移动滑杆的时候,我们在图像上看到的只是色相范围的收缩和扩展,这意味有些混合色接近了六种纯色,
然而最鲜艳的颜色的饱和度却看不到增加,这是因为它们已经超过了显示器所能显示的色域,显示器无法显示了。


之后将Lab转回RGB,再马上转回Lab。
我们发现此时a、b通道的直方图,与之前第一次转为Lab时的直方图相比,虽然整体有些不一样,但其左右两端位置几乎一样。

这说明了什么?
在第一次转为Lab时,我们通过调整色相/饱和度,已让像素布满了整个色阶,这表示我们在原来RGB的基础上增加了新的、Lab下的色彩(当然,我们的显示器看不出来);
在转回RGB,又马上转为Lab(第二次转为Lab)时,我们发现这时的直方图和第一次时的几乎一样。
那么,那些新增的Lab下的色彩呢,它们怎么又没了?
这就说明,在我们将Lab转回RGB时,那些新增的Lab下的色彩丢失了。
为什么会丢失?因为RGB无法“接纳”那些新增的色彩,它们是专属于Lab的,它们太鲜艳了,超出了RGB的“接纳力”。
这就告诉我们一个道理:在广色域向窄色域转变时,颜色损失不可避免。

上面我们已经看到了RGB第一次转为Lab后的直方图(往上数第三张)。
而如果我们使用的是CMYK模式,将其转为Lab后,色域将更窄。




· sRGB、Adobe RGB 和 NTSC
之前我们说到“在RGB色域里,涉及到一些更复杂的分类”,还多次说到,我们的显示器无法显示更加鲜艳的颜色,这又是指什么?
我们已经知道,RGB、CMYK、Lab等色彩系统各自有自己的色域(色彩空间);
但是,你知道吗,在RGB里面,又细化出了多种色彩空间。
在“另存为”对话框里,我们总是看到一条关于“ICC配置文件”的东东;在“新建”对话框里,我们在“颜色配置文件”下拉菜单中发现了很多东东...
这些东东就是RGB模式下细化出来的色彩空间(颜色配置文件)。


现在,我们主要了解一下sRGB、Adobe RGB,以及NTSC这三个色彩空间。其中,前两个色彩空间在数码相机里经常看到。
所谓“了解一下”,其实也就是对它们三个的色域大小进行一翻比较。
首先,我们同样是新建一副不含颜色配置文件的RGB模式空白文档,按之前这幅图
然后,我们对文档进行“色谱”渐变,接着打开菜单“图像 - 模式 - 指定配置文件”。
在这个对话框里,我们可以指定RGB模式下的任一色彩空间(颜色配置文件),并将其应用于当前图(当然,新建文档的时候选择好颜色配置文件也可以):


我们先指定“sRGB IEC61966-2.1”,确定之后,将其转为Lab模式;
同理再依次指定“Adobe RGB(1998)”和“NTSC(1953)”两种色彩空间,并转为Lab模式。
下面看看对比结果吧:


从上图可以明显地看出,sRGB的色域最小,Adobe RGB则要稍大于NTSC。
那么,我们的显示器到底是使用的哪种色彩空间呢?
现在的LCD,大多数是工作在sRGB下;而在显示器评测中,对一款显示器色彩饱和度的评测,通常是使用NTSC标准。
在显示器评测中,使用了一种叫作“CIE1931色度坐标图”的东东来衡量显示器所能达到的色域:


sRGB在色度图上的三角形面积相当于NTSC的70.3%,所以大多数消费级显示器达到“NTSC 70.3%”标准就是合格的;
而超过NTSC 74%、75%时,一般就把它叫作“广色域显示器”。
在《微型计算机》今年3月份进行的多款22寸LCD评测中,大多数22寸LCD均在70%~73%之间,
虽然也有诸如LG的一款达到95%的广色域显示器,但可以说,22寸LCD色彩饱和度普遍不如19寸。
另外,有几点要说的是:
同一个色彩值在sRGB和Adobe RGB两种色彩空间下所代表的颜色是不一样的;
使用广色域的显示器欣赏窄色域的图像,虽然会感觉图像艳丽了很多,但实际上是错误的色彩;
窄色域的图像显示在广色域的显示器上需要色彩空间转换;
广色域的图像显示在窄色域的显示器上则会被压缩,看起来色彩暗淡。

至于如何让屏幕上显示的图与打出来的图色彩一样,这里涉及太多知识,不是此贴讨论的范围了。
今天,就到这里吧~

※ 通往蘿莉国的秘境 ※

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