色彩空间

如果您时间紧迫，或者对某些背景信息不感兴趣，以下是核心要点——HDTV（Rec. 709）和sRGB采用相同的原色色度值，但它们的传递函数不同。

色空间定义

为了避免混淆，让我们先为耐心阅读的读者定义“色域”这一术语。人们常会不加区分地混用“色彩模型”和“色域”这两个术语。下文中的“色彩模型”指的是一个抽象的数学概念，用于定义表示颜色的坐标系轴。 例如，RGB色彩模型指出，一种颜色可以定义为红、绿、蓝三原色的线性组合；而用于彩色印刷的减色法CMYK模型则将颜色定义为由四种原色分量构成的。如果没有明确定义的量纲，仅依据色彩模型对颜色进行数值表示是没有意义的。 通俗地说，这就像告诉别人“你的地址是市场街42号”，却没说明是英国的剑桥、澳大利亚的墨尔本还是美国的旧金山。 色空间是指在色彩模型基础上，补充了关于如何解释数值定义的规范。色空间的定义包含了相关色彩模型的信息、其原色的坐标及标度信息、白点数据，以及任何非线性转换特性的描述。

基于RGB模型的色彩空间背后的理念是模拟人眼对颜色的感知。生理学研究已证实，人眼不同类型的锥细胞中存在三种不同的吸收色素。因此，仅用三个变量来描述颜色，而不是处理其光谱，这一想法是合理的。

原色色度——红、绿、蓝

Video应用中的RGB原色在不同标准中均有定义。欧洲广播联盟（EBU）在EBU Tech. 3213-E（1975）中提出了演播室监视器的色度值。对于标准清晰度电视，ITU-R BT.601仅定义了数字电视的编码参数。 该标准未提及用于形成分量信号的任何色空间。因此，默认允许同时使用 EBU Tech. 3213-E 和 ITU-R BT.709 原色来计算非线性 R’G’B’ 数据。

对于高清环境，ITU-R BT.709建议书同时定义了编码系数和色彩转换系数。其原色的色度坐标与sRGB标准中定义的完全一致，白点同样为D65。到目前为止，这两个色彩空间似乎是完全相同的。

从 CIE XYZ 三刺激色空间到线性（！）sRGB 数据的转换可通过 3×3 矩阵计算：

传递函数（“Gamma”）

线性 RGB 数据是通过该转换函数进行编码的。而差异正是在此处显现。 sRGB 转换函数与 Rec. 709 非常接近，但并不完全相同。在以下方程中，C 表示线性输入颜色，可以是 R、G 或 B。输出颜色 C’ 是经过转换函数转换后的编码值。

这两种传递函数均采用分段定义，开头有一个较小的线性段，随后是主要的幂函数段。 尽管 sRGB 传输函数中幂函数的指数为 2.4，但人们常说 sRGB 的解码 Gamma 值为 2.2。这是由于函数线性段的影响，使得中位数接近 2.2。

与 sRGB 类似，Rec. 709 色彩空间的总体 Gamma 值约为 0.5，因此解码 Gamma 值为 2.0（1/0.5 = 2.0）。

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