揭秘色彩学中的XYZ色彩空间

XYZ模型是什么

CIE 1931 XYZ色彩空间(也叫做CIE 1931色彩空间)是其中一个最先采用数学方式来定义的色彩空间,它由国际照明委员会(CIE)于1931年创立。

XYZ 色彩空间作用

XYZ 色彩空间是为了解决更精确地定义色彩而提出来的, XYZ 三个分量中, XY代表的是色度, 其中Y分量既可以代表亮度也可以代表色度, 三个分量的单位都是 cd/m2 , (或者叫做nit)。我们无法用RGB来精确定义颜色, 因为,不同的设备显示的RGB都是不一样的,不同的设备, 显示同一个RGB, 在人眼看出来是千差万别的, 如果我们用XYZ定义一个设备的色彩空间, 这样就精确多了!

打个比方,如果一个颜色由XYZ表示,例如X=19 cd/m2 , Y=20 cd/m2 , Z=21 cd/m2 , 则这个颜色的亮度为 20 cd/m2 , 则色度可以由 x=X/(X+Y+Z) = 19/60, y=Y/(X+Y+Z) = 20/30 来表示。

image.png

如何准确地将R'G'B'电信号转为XYZ

  • 首先需要知道R'G'B' 的EOTF曲线,这里可以简单理解为Gamma, 然后根据Gamma 来将R'G'B' 转换为 RGB 线性信号, 比如按照如下方式
    R = powf(R', 2.2)
    G = powf(G', 2.2)
    B = powf(B', 2.2)

  • 然后需要知道RGB线信信号所在的色彩空间, 我们这里假设他是sRGB(如果没有特别说明,大部分都是这个)

  • 利用RGB->XYZ 的转换矩阵来转换即可, 比如在sRGB中我们使用如下矩阵:
    RGB2XYZ Matrix:
    0.4124, 0.3576, 0.1805
    0.2126, 0.7152, 0.0722
    0.0193, 0.1192, 0.9505

  • 对于其他的色彩空间, 需要不一样的转换矩阵, 具体可以通过r177 协议进行转换, 我在这篇文章中写出了常见色彩转换矩阵,供大家参考:https://www.jianshu.com/p/db1caf7f2920

XYZ如何转换为RGB

将上述矩阵求逆矩阵即可, 比如sRGB可以使用如下矩阵:
XYZ2RGB Matrix:
3.2410, -1.5374, -0.4986
-0.9692, 1.8760, 0.0416
0.0556, -0.2040, 1.0570

XYZ 的衍生色彩空间 L*a*b* L*u*v*

由于XYZ色彩空间所描述的色彩并不是均匀的, 如蓝色的区域就会很密, x从0.2变到0.3, 颜色会有很大的不同, 绿色的y分量从0.7变到0.8 颜色只改变了一点点, 所以我们需要一个更加均匀的色彩空间CIE 1976 Lab 和 CIE 1976 Luv, 其中, Lab 计算起来会比Luv复杂一些, Lab一般用于印刷纺织行业, Luv主要用于电视工业

CIE 1976 L*u*v*

XYZ转L*a*b*方法

image.png

XYZ转L*u*v*方法

image.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 200,392评论 5 470
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,258评论 2 377
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 147,417评论 0 332
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,992评论 1 272
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,930评论 5 360
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,199评论 1 277
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,652评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,327评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,463评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,382评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,432评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,118评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,704评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,787评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,999评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,476评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,057评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容