色彩形式种类

在数字图像处理中，色彩表示形式主要分为两大类：一种是基于三刺激值（tristimulus）的设备无关色彩空间，如CIE XYZ、xyY、CIELAB、CIELUV等；另一种是设备相关的色彩空间，如sRGB、Adobe RGB、ProPhoto RGB、Rec.2020等。前者侧重于建立标准化、可度量的色彩描述，以便跨设备一致地再现颜色；后者则结合具体设备（显示器、打印机、摄像机）的特性，优化色彩表现和色域覆盖。此外，还存在为用户交互或特定应用设计的模型，如HSL/HSV、YCbCr、CMYK等，它们在色彩选取、视频编解码和印刷等场景中发挥重要作用。

CIE三刺激值及其派生空间

CIE XYZ

定义：由国际照明委员会（CIE）于1931年提出，通过加权人眼红、绿、蓝三刺激响应得出的无负值三刺激值 (X, Y, Z) 。

功能：作为所有设备无关色彩空间的基础，X、Y、Z可线性映射到其他色彩空间，并能精确描述人类可见色域 。

使用场景：科研测量、色彩管理系统（CMS）、色度学研究中，用于统一比较和转换各设备色彩。

CIE xyY

定义：由XYZ导出，将XYZ三值归一化得到色度坐标(x, y)和亮度Y，分离色度与明度信息 。

功能：便于在二维色度图（chromaticity diagram）上直观显示和比较不同光源或显示器的色域边界 。

使用场景：校准显示器、投影仪色域可视化及照明设计中选择白点和光谱功率分布。

CIELAB (L*a*b*)

定义：1976年CIE提出的三维均匀色彩空间，L*代表明度，a*, b*代表从绿色到红色及从蓝色到黄色的对比轴 。

功能：尽量保证在人眼感知上不同颜色间距离与数值差异成正比，适合定量评估颜色差异 (ΔE) 。

使用场景：印刷、纺织、涂料等行业品质控制，以及图像处理中的颜色校正。

CIELUV (L*u*v*)

定义：同样于1976年由CIE发布，基于XYZ的简单变换，并在光源混合（加法）时具备更好的一致性 。

功能：在处理彩色光（如舞台照明、计算机图形中的光照模型）时，色差计算更符合线性加光原理 。

使用场景：计算机图形、舞台照明设计、显示器背光调校。

设备相关RGB色彩空间

sRGB

定义：HP与微软在1996年联合提出的标准RGB空间，后成为IEC 61966-2-1国际标准 。

功能：提供一个统一的色彩基准，使网络与消费类显示设备上的图像色彩具有一致性 。

使用场景：万维网图像、普通显示器、办公打印；几乎所有不嵌色域信息的图像默认采sRGB。

Adobe RGB

定义：Adobe于1998年推出，扩展了sRGB在青绿区的色域覆盖，约对应CIELAB空间中30%的色彩 。

功能：针对专业打印（CMYK）优化，可覆盖更宽的青绿色域，减少从RGB到CMYK转换时的色彩损失 。

使用场景：高端摄影后期、出版印刷、设计工作。

ProPhoto RGB

定义：由柯达开发，涵盖CIELAB中超过90%的表面可见颜色，属于超宽色域RGB空间 。

功能：在原始摄影及专业修图阶段保留最丰富的色彩信息，适合高动态范围和原始（RAW）文件处理 。

使用场景：专业影像后期、广告摄影、大幅打印。

Rec. 2020 (BT. 2020)

定义：ITU-R于2012年发布的超高清电视（UHDTV）标准色彩空间，使用单色波长光源作为RGB基色 。

功能：色域覆盖CIE 1931空间75.8%，大幅超过Rec.709和DCI-P3，支持更深的色彩表现和HDR 。

使用场景：4K/8K电视、数字影院、专业视频制作与播放。