为什么颜色如此复杂?了解什么是颜色模型、色彩空间和色域

据说,大多数人可以感知 1,000 万种或更多种颜色。问题是,人们感知颜色的方式不一样。你瞧!颜色存在于我们的大脑(而不是眼睛)中。记得那条‘白金     蓝黑裙’吗?它让几乎整个互联网都在热议颜色理论并持续数天。

这表明人类生理与颜色的关系是多么复杂。它并不像黑与白那么简单;如果是那样,生活会简单得多。我们用来解释、测量和比较五彩缤纷世界的颜色模型、颜色空间和色域也会如此。

我仅举一个例子。令人难以置信的是,如果你能说出一种颜色,就更容易辨认。纳米比亚的 Himba 部落语言中没有蓝色这个词;在著名的 Himba 实验中,当 Jules Davidoff 教授向该部落的成员展示一个具有 11 个绿色方块和一个蓝色方块的圆圈时,他们要么分辨不出蓝色方块,要么花费更长时间且出现过很多错误。但是颜色感知却是一把双刃剑;Himba 文化中关于“绿色”的词汇比英语中多很多,有不少绿色是说英语的人很难理解的。这也许会令人惊讶,但除非你正在为参加 Himba 族婚礼而购买一件绿色衣服,否则你会忽略其中的差别。

然而,如果你负责在各种设备(从智能手机到纯 RGB 投影机)上忠实再现色彩,这就非常重要。更复杂的是,在物质世界里,没有颜色这个事物。我们的大脑只能识别连续电磁波谱中的波长范围。

对于投影机制造商来说,幸运的是,人类的眼睛能够很好地分辨光、光和绿光,而大脑只能通过这三种原色来解释构成彩虹的其余颜色,因此有了 RGB 概念。(如果捕虾人不停进化,我们就麻烦了,皮皮虾能看到 12 种原色,但不能非常准确地一一分辨。)这反过来促使人们发明三种有用但常常混淆不清的工具:颜色模型、色彩空间和色域。

颜色模型

如果你想在电影屏幕、智能手机或 LED 面板上令人信服地再现颜色,你首先需要描述有哪些波长,它们如何组合,生成哪些颜色。本质上讲,这就是颜色模型:一种抽象数学描述,描述如何利用光在人的大脑中创造出对色彩的印象。不过,这一切仍然是理论性的,因为颜色模型往往可以很好地描述我们有些人看不到的、自然界中不存在的、设备无法生成的颜色。影音行业极为熟悉的是 RGB 颜色模型,然而,世界上还有其他的颜色模型。

色彩空间

有了色彩空间,事情变得更真实一些。除了为可以使用颜色模型创建的每种可能颜色提供唯一 RGB 配方,色彩空间还精确描述它们必须如何应用,包括观看条件、帧速率、亮度等。在同样的情况下选择同样的数字,每个人每次看到的颜色都应该相同。影音行业使用极为广泛的颜色空间是 CIE 1931 — 你经常看到且熟悉的圆形彩虹色金字塔型图表。

色域

我们现在有了颜色模型(定义颜色如何生成),以及色彩空间(描述通过何种方法实现它们),但我们也有大量设备和技术可生成相同的基准 RGB。但并不是所有的解决方案都具有同样的能力。

20 世纪 70 年代的 NTSC 电视永远无法生成与 2020 年的 LED 墙相同的颜色,即使两者均使用相同的颜色模型和相同的色彩空间。这正是色域能够发挥作用的地方。色域特定于设备,描述在给定色彩空间中,任何设备都可以复制真正的颜色。

同样值得注意的是,决定最终输出效果的因素有很多。现代 RGB 激光投影机可能拥有广泛的色域,但它们只能将输入的内容原样输出。

使用这三种工具 —— 颜色模型、色彩空间和色域,并了解每种工具的特定用途,应该会让驾驭颜色更轻而易举,结果也更容易预测。