[科普中国]-色域

色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种给定的情况。例如一个给定的色彩空间或是某个输出装置的呈色范围。

简介色域就是指某种表色模式所能表达的颜色构成的范围区域，也指具体设备，如显示器、打印机等印刷复制所能表现的颜色范围。1

自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色域空间，该色域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色，可以用 CIELAB颜色空间来表示。设备的色域空间大小与设备、介质和观察条件有关。设备的色域空间越大，表明能够再现的颜色越多。

右图是用 CIELAB三维坐标图表示出的两个不同颜色空间和设备的色域范围大小。一个是代表典型显示器和扫描仪再现范围的sRGB颜色空间的色域，另一个是美国轮转胶印SWOP( Specifications Web Offset Publications)的色域。

从图中可以看出，sRGB的色域范围大于SWOP的，意味着显示器上能显示出来的某些颜色不能通过印刷复制出来。但是，印刷能够复制的一些蓝绿区域和黄区域的颜色落在了sRGB的色域外面也就是说这些颜色是sRGB显示器无法显示出来的。

分类色域描述的是由技术系统、设备、程序能够产生的色彩格式。而设计辅助工具，如扫描仪、数码相机、设计软件和印刷工艺等都是根据不同的色彩格式来工作的，这些色彩格式将会定义设计所处理色彩时的色彩范围或色域范围。更为重要的是，这些色域范围就是色彩表达强韧、柔弱、温暖、寒冷等概念信息的色彩“语法”。

六色色域如图，是“高保真六色印刷”的色域图,红线表示六色印刷，蓝线表示RGB色域图，绿线表示 CMYKGamut图，黑线指光谱色域。如果把设计作品从一个设计辅助工具转到另一个设计辅助工具，有可能会造成色彩的失真，因为每个工具的设计是不同的。2

通常，观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)中加入了橙色和绿色，从而增大了色彩的色域范围。

光谱色域光谱色域是指在自然界中，色与光是密不可分的，光是由三原色：红、蓝和绿色组成的。红光、蓝光、绿光可以合成其他色光，如:红光+绿光=黄光、绿光+蓝光=青光、红光+蓝光=品红光、红光+绿光=白光、黄光+兰光=白光，同理，红光+青光=白光。如果两色光相加得白光，这两色光为补色光，并由此排列出的颜色光谱就是光谱色域。

关系色域关系色域是信息色彩设计最重要的依据。其内涵指：色彩的视觉传达通常是由人的心理属性和社会属性来呈现的。

色彩本身的物理性质决定了人的生理属性，表现出色彩的能量，就是冷暖、远近、轻重等自然关系概念的认知。而色彩的功效决定了人的社会心理属性，表现出虚幻、崇高等社会关系概念的认知。

局限性绝大多数系统的色域都是由于很难生成单色（单波长）的光线所导致的。最好的接近单色光的技术就是激光，对于大多数系统来说这种方法过于昂贵，不太现实。随着激光技术的进步，成本进一步降低，这种方法也逐渐有所应用。除了激光之外，大多数系统都是用大致近似的方法表示高度饱和的颜色，这些光线通常包含所期望的颜色之外多种颜色。

使用加性色彩处理的系统通常在色域饱和平面上大致是一个凸多边形。多边形的顶点是系统能够产生的最饱和的颜色。在减性色彩系统中，色域经常是不规则区域。

色域和色阶对比色域它是指一种模式图像可以有的颜色数目。例如：灰色模式的图像,每个像素用一个字节表示，则灰色模式的图像最多可以有28=256种颜色，它的色域为0~255。RGB模式的图像，如果一种基色用一个字节表示，则RGB模式的图像最多可以有224种颜色,它的色域为0~224-1。CMYK模式的图像，每个像素的颜色由4种基色按不同比例混合得到，如果一种基色用一个字节表示，则CMYK模式的图像最多可以有232种颜色，它的色域为0~232-1。3

色阶它是图像亮度强弱的指示数值，图像色彩的丰满程度、精细度和层次感由色阶来决定。色阶有28=256个等级,范围是0~255。其值越大，亮度越暗；其值越小，亮度越亮。3

图像的色阶等级越多，则图像的层次越丰富，图像也越好看。

颜色系统比较如今使用三束激光的激光视频投影机已经步入实用阶段。其理论依据是激光是真正的单元色。激光视频投影机使用三束激光在如今实用的显示设备中产生较宽色域。这种系统像电子束在 CRT 上扫描那样逐个扫描图像上的每个点，然后在较高的频率直接对激光进行调制，或者是对激光进行光学扩展、调制、每次扫描一行，就象 DLP 中的方式调制扫描线。1

底片是最好的检测、重现色彩的系统之一。常去看电影的人对于电影院中的电影与家庭影院之间的色彩质量都深有感触。这是因为电影胶片的色域要远大于电视的色域。

激光放映使用激光产生非常接近单色的光线，这样就可以产生远远超出其它系统的色饱和度。但是，这种方法很难通过色域的合成产生饱和度较低的其它颜色。另外，这样的系统非常复杂、昂贵、不适于通常的视频放映。

CRT 及类似的显示器都有一个大致为三角形的能够覆盖可见色彩空间大部分的色域。CRT 显示器的色域受限于产生红色、绿色、蓝色光线的荧光物质。除了显示器本身之外，显示实际的图像的时候，通常还受限于如数码相机、扫描仪等设备中的色彩传感器的质量相关。索尼公司引进了一种四色（RGB加上母绿）色彩传感器系统以提高视频显示的质量以及更大的色域，但是这种技术的成效还有待时间检验。

液晶显示器（LCD）的屏幕通过对背光进行过滤进行显示。因此 LCD 的色域完全取决于背光的光谱。通常 LCD 显示器使用荧光灯作为背光，而荧光灯的色域通常比 CRT 显示器要小很多。一些使用发光二极管（LED）的 LCD 显示器则比 CRT 的色域更加宽广。

电视通常使用 CRT 显示器，但是由于广播系统的限制，电视系统并没有充分利用 CRT 显示的优点。高清电视相对来说效果要远远好于普通的电视，但是仍然比使用同样显示技术的计算机显示稍逊一筹。

印刷过程中通常使用CMYK色彩空间（青色 C、品红 M、黄色 Y 与黑色 K）。有极少数印刷系统中不使用黑色，但是在表现低饱和度、低亮度颜色的时候效果不好。通过添加基本颜色之外的其它颜色来扩展印刷过程的色域。

单色显示器的色域是色彩空间中的一条一维曲线。

本词条内容贡献者为:

闫晓东 - 副教授 - 中央民族大学信息工程学院