[科普中國]-色域

色域是對一種顏色進(jìn)行編碼的方法，也指一個技術(shù)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的顏色的總和。在計(jì)算機(jī)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(yīng)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(dá)的顏色構(gòu)成的范圍區(qū)域，也指具體設(shè)備，如顯示器、打印機(jī)等印刷復(fù)制所能表現(xiàn)的顏色范圍。1

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(shè)備的色域空間大小與設(shè)備、介質(zhì)和觀察條件有關(guān)。設(shè)備的色域空間越大，表明能夠再現(xiàn)的顏色越多。

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

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(fù)制出來。但是，印刷能夠復(fù)制的一些藍(lán)綠區(qū)域和黃區(qū)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(shù)系統(tǒng)、設(shè)備、程序能夠產(chǎn)生的色彩格式。而設(shè)計(jì)輔助工具，如掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、設(shè)計(jì)軟件和印刷工藝等都是根據(jù)不同的色彩格式來工作的，這些色彩格式將會定義設(shè)計(jì)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(dá)強(qiáng)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(lán)線表示RGB色域圖，綠線表示 CMYKGamut圖，黑線指光譜色域。如果把設(shè)計(jì)作品從一個設(shè)計(jì)輔助工具轉(zhuǎn)到另一個設(shè)計(jì)輔助工具，有可能會造成色彩的失真，因?yàn)槊總€工具的設(shè)計(jì)是不同的。2

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(lán)和綠色組成的。紅光、藍(lán)光、綠光可以合成其他色光，如:紅光+綠光=黃光、綠光+藍(lán)光=青光、紅光+藍(lán)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(bǔ)色光，并由此排列出的顏色光譜就是光譜色域。

關(guān)系色域關(guān)系色域是信息色彩設(shè)計(jì)最重要的依據(jù)。其內(nèi)涵指：色彩的視覺傳達(dá)通常是由人的心理屬性和社會屬性來呈現(xiàn)的。

色彩本身的物理性質(zhì)決定了人的生理屬性，表現(xiàn)出色彩的能量，就是冷暖、遠(yuǎn)近、輕重等自然關(guān)系概念的認(rèn)知。而色彩的功效決定了人的社會心理屬性，表現(xiàn)出虛幻、崇高等社會關(guān)系概念的認(rèn)知。

局限性絕大多數(shù)系統(tǒng)的色域都是由于很難生成單色（單波長）的光線所導(dǎo)致的。最好的接近單色光的技術(shù)就是激光，對于大多數(shù)系統(tǒng)來說這種方法過于昂貴，不太現(xiàn)實(shí)。隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，成本進(jìn)一步降低，這種方法也逐漸有所應(yīng)用。除了激光之外，大多數(shù)系統(tǒng)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(tǒng)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(diǎn)是系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的最飽和的顏色。在減性色彩系統(tǒng)中，色域經(jīng)常是不規(guī)則區(qū)域。

色域和色階對比色域它是指一種模式圖像可以有的顏色數(shù)目。例如：灰色模式的圖像,每個像素用一個字節(jié)表示，則灰色模式的圖像最多可以有28=256種顏色，它的色域?yàn)?~255。RGB模式的圖像，如果一種基色用一個字節(jié)表示，則RGB模式的圖像最多可以有224種顏色,它的色域?yàn)?~224-1。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(jié)表示，則CMYK模式的圖像最多可以有232種顏色，它的色域?yàn)?~232-1。3

色階它是圖像亮度強(qiáng)弱的指示數(shù)值，圖像色彩的豐滿程度、精細(xì)度和層次感由色階來決定。色階有28=256個等級,范圍是0~255。其值越大，亮度越暗；其值越小，亮度越亮。3

圖像的色階等級越多，則圖像的層次越豐富，圖像也越好看。

顏色系統(tǒng)比較如今使用三束激光的激光視頻投影機(jī)已經(jīng)步入實(shí)用階段。其理論依據(jù)是激光是真正的單元色。激光視頻投影機(jī)使用三束激光在如今實(shí)用的顯示設(shè)備中產(chǎn)生較寬色域。這種系統(tǒng)像電子束在 CRT 上掃描那樣逐個掃描圖像上的每個點(diǎn)，然后在較高的頻率直接對激光進(jìn)行調(diào)制，或者是對激光進(jìn)行光學(xué)擴(kuò)展、調(diào)制、每次掃描一行，就象 DLP 中的方式調(diào)制掃描線。1

底片是最好的檢測、重現(xiàn)色彩的系統(tǒng)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(zhì)量都深有感觸。這是因?yàn)殡娪澳z片的色域要遠(yuǎn)大于電視的色域。

激光放映使用激光產(chǎn)生非常接近單色的光線，這樣就可以產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它系統(tǒng)的色飽和度。但是，這種方法很難通過色域的合成產(chǎn)生飽和度較低的其它顏色。另外，這樣的系統(tǒng)非常復(fù)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(chǎn)生紅色、綠色、藍(lán)色光線的熒光物質(zhì)。除了顯示器本身之外，顯示實(shí)際的圖像的時候，通常還受限于如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀等設(shè)備中的色彩傳感器的質(zhì)量相關(guān)。索尼公司引進(jìn)了一種四色（RGB加上母綠）色彩傳感器系統(tǒng)以提高視頻顯示的質(zhì)量以及更大的色域，但是這種技術(shù)的成效還有待時間檢驗(yàn)。

液晶顯示器（LCD）的屏幕通過對背光進(jìn)行過濾進(jìn)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(fā)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(tǒng)的限制，電視系統(tǒng)并沒有充分利用 CRT 顯示的優(yōu)點(diǎn)。高清電視相對來說效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通的電視，但是仍然比使用同樣顯示技術(shù)的計(jì)算機(jī)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(shù)印刷系統(tǒng)中不使用黑色，但是在表現(xiàn)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(kuò)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。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

閆曉東 - 副教授 - 中央民族大學(xué)信息工程學(xué)院