了解數位影像中的色彩空間

顏色模型是使用數值（如 RGB 或 CMYK）表示顏色的理論框架，而顏色空間是具有定義參數的顏色模型的具體實現。例如，RGB是一種顏色模型，而sRGB和Adobe RGB是基於RGB模型的特定色彩空間，各自具有不同的色域和特性。將顏色模型視為通用系統（例如使用緯度/經度來描述位置），將顏色空間視為該系統的特定映射（例如具有精確座標的特定區域的詳細地圖）。

有幾個因素導致了這種差異：顯示器使用 RGB（加色）顏色，而印表機使用 CMYK（減色）顏色；顯示器通常比列印輸出具有更寬的色域；螢幕發光，而印刷品則反射光；如果沒有適當的色彩管理，這些不同的色彩空間之間就無法進行轉換。此外，紙張類型會顯著影響列印中顏色的顯示方式，無塗佈紙通常產生的顏色飽和度低於光面紙。校準顯示器並針對特定的印表機和紙張組合使用 ICC 配置檔案可以顯著減少這些差異，但由於發光顯示器和光反射列印件之間的基本物理差異，一些差異將始終存在。

這取決於您的工作流程和產出需求。 sRGB 最適合用於網路或在螢幕上進行一般檢視的影像。 Adobe RGB 非常適合列印工作，提供更廣泛的色域，更好地匹配列印功能。 ProPhoto RGB 非常適合專業工作流程，其中最大限度地保留色彩資訊至關重要，特別是在 16 位元模式下處理 RAW 檔案時。許多攝影師使用混合方法：在 ProPhoto RGB 或 Adob​​e RGB 中進行編輯，然後轉換為 sRGB 以進行網路共用。如果您在相機內以 JPEG 格式進行拍攝，如果您的相機支援 Adob​​e RGB，那麼 Adob​​e RGB 通常是比 sRGB 更好的選擇，因為它可以保留更多顏色資訊以供以後編輯。但是，如果您拍攝 RAW（建議最佳品質），相機的色彩空間設定僅會影響 JPEG 預覽，而不影響實際的 RAW 資料。

在色彩空間之間進行轉換時，必須使用稱為色域映射的過程重新映射落在目標空間色域之外的顏色。這是由渲染意圖控制的：感知渲染通過壓縮整個色域來保留顏色之間的視覺關係；相對色度保持兩個色域內的顏色，並將色域外的顏色剪裁為最接近的可再現顏色；絕對比色法類似，但也針對紙白色進行調整；飽和度優先考慮保持鮮豔的色彩而不是準確性。渲染意圖的選擇取決於內容和您的優先順序。對於照片來說，感知通常會產生最自然的結果。對於具有特定品牌顏色的圖形，相對色度通常可以更好地保留盡可能準確的顏色。現代色彩管理系統可以在轉換之前向您顯示哪些顏色超出色域，使您能夠對關鍵顏色進行調整。

顯示器校準是任何色彩管理系統的基礎。如果沒有校準的顯示器，您將根據不準確的顏色資訊做出編輯決策。校準透過設定白點（通常為 D65/6500K）、伽馬（通常為 2.2）和亮度（通常為 80-120 cd/m²）將顯示器調整到已知的標準狀態，並建立色彩管理應用程式用於準確顯示顏色的 ICC 配置檔案。對於專業工作來說，硬體校準設備是必不可少的，並且應每月進行一次重新校準。與未校準的顯示器相比，即使是消費級色度計也可以顯著提高色彩準確性。除了校準之外，您的工作環境也很重要 – 中性灰色牆壁、受控照明以及避免螢幕上的直射光都有助於更準確的色彩感知。對於關鍵的色彩工作，請考慮購買具有寬色域覆蓋範圍、硬體校準功能和遮擋環境光的遮光罩的專業級顯示器。

sRGB 仍然是網頁內容的標準，因為它可確保在不同裝置和瀏覽器上提供最一致的體驗。儘管現代瀏覽器越來越多地支援色彩管理和更寬的色域，但許多設備和瀏覽器仍然不支援。對於前瞻性項目，您可以透過使用 sRGB 作為基準來實現漸進增強，同時為支援它們的裝置提供廣色域資源（使用 CSS 顏色模組等級 4 功能或標記圖片）。 CSS 顏色模組等級 4 透過 color(display-p3 1 0.5 0) 等函數引入了對 display-p3、prophoto-rgb 和其他顏色空間的支持，使 Web 設計人員能夠在不犧牲兼容性的情況下瞄準更寬色域的顯示。為了最大程度地相容於舊版瀏覽器，請維護所有資源的 sRGB 版本，並使用功能檢測僅向相容裝置提供廣色網域內容。請務必在多個裝置和瀏覽器上測試您的設計，以確保所有使用者都能接受外觀。

色彩空間顯著影響影像壓縮和檔案大小。從 RGB 轉換為 YCbCr（在 JPEG 壓縮中）可實現色度二次取樣，透過以低於亮度資訊的解析度儲存色彩資訊來減少檔案大小，從而利用人眼對亮度細節的更高敏感性。像 ProPhoto RGB 這樣的廣色域空間需要更高的位元深度（16 位元與 8 位元）以避免條帶，從而導致檔案更大。以不使用色度二次取樣的 PNG 等格式儲存時，色彩空間本身不會顯著影響檔案大小，但較高的位元深度會顯著影響檔案大小。在相同品質設定下，以 Adob​​e RGB 或 ProPhoto RGB 格式儲存的 JPEG 檔案本質上不會比 sRGB 版本使用更多的儲存空間，但它們必須包含嵌入的顏色設定檔才能正確顯示，從而稍微增加檔案大小。為了最大程度地提高交付格式的壓縮效率，透過適當的子取樣轉換為 8 位元 sRGB 或 YCbCr 通常可以提供檔案大小和可見品質的最佳平衡。

位元深度和色彩空間是影響影像品質的相互關聯的概念。位元深度是指用於表示每個顏色通道的位數，決定可以表示多少個不同的顏色值。雖然色彩空間定義了色彩範圍（色域），但位元深度決定了該範圍的分割程度。 ProPhoto RGB 等較寬色域的色彩空間通常需要較高的位元深度以避免條帶和色調分離。這是因為相同數量的不同值必須延伸到更大的顏色範圍，從而在相鄰顏色之間創建更大的“台階”。例如，8 位元編碼為每個通道提供 256 個級別，這通常對於 sRGB 來說足夠了，但對於 ProPhoto RGB 來說卻不夠。這就是為什麼專業工作流程在廣色域空間中工作時通常使用每通道 16 位元（65,536 個層級）。同樣，HDR 內容需要更高的位元深度（10 位元或 12 位元）才能平滑地表示其擴展的亮度範圍。色彩空間和位元深度的組合共同決定了影像中可以表示的不同顏色的總數。