【剑桥摄影协会】色彩管理之色域转换

       色域转换发生在使用不同的设备进行颜色获取/处理/显示时，主要用于解决不同的色彩空间的应用需求，通常位于色彩管理模块（CMM）中。在进行转换时，要求尽量保留图像中最重要的颜色信息，以确保转换后的图像质量。了解这一过程有助于更好地控制照片的变化，从而获得期望中的图像效果。

色域失配与渲染

       色域转换阶段会尝试在设备之间建立最佳的颜色匹配。如果原始设备的色域大于最终设备的色域，则有一部分颜色会落在最终设备的色域之外，这种情况被称为色域失配，它几乎在每次转换时都会发生，如下图所示。

       每次出现色域失配时，CMM都会优先使用渲染目标的方式改善图像质量。常见的渲染包括：绝对/相对比色渲染，感知渲染，饱和度渲染。这些类型之间会相互影响，需要根据实际应用进行平衡设定。

感知和相对比色渲染

       感知和相对色度渲染可能是数码摄影最有用的转换类型。两者采用不同的方式处理色域失配区域内的颜色。相对色度在色域内的颜色之间保持几乎精确的一对一关系，对于超出色域的颜色会全部舍弃。与之相反，感知渲染会尝试保留色域外的颜色部分，通过某种映射关系将其对应到转换后的色域中，结果会导致色域颜色的不准确。下图通过实例图像演示了两种渲染的转换过程及结果。

       感知渲染通过压缩整个色调范围来始终保持颜色的平滑渐变，越接近中心位置，与原有空间的颜色越接近。而相对色度渲染则是固定了颜色范围，从而将原有空间的颜色映射到目标空间中最接近的颜色。

       准确的转换取决于所使用的CMM，最常用的CMM包括：Adobe ACE，Microsoft ICM和Apple ColorSynch。

       另一个区别是，感知渲染不会破化任何颜色信息，仅仅是重新分配，因此是可逆转的；而相对色度会破坏颜色信息，是不可逆转的。

       对于感知渲染，如果想要进行逆转操作，需要小心使用色调曲线来逆转由转换引起的颜色压缩。

绝对比色渲染

       绝对色度与相对色度相似，同样是保留色域内的颜色并舍弃色域外的颜色，但是它们在处理白点（White Point）的方式上有所不同。白点是指色彩空间中最纯净和最亮的白色的位置（详见《白平衡》）。如果在白点和黑点之间画一条线，这条线上面仅是灰阶的亮度变化，如下图所示。

       以sRGB和CMYK色域为例，两者的白点映射到参考空间中的位置是不同的，如下图所示。

       在进行色域转换时，绝对色度会保留原有空间的白点位置，而相对色度会使色域内的颜色偏移，以便于对齐目标空间的白点，如下图所示。

       相对色度调整白点是有原因的。由于绝对色度不进行调整，则会导致难看的图像色彩偏移，摄影师对此很是忌讳。因为色彩空间的白点通常需要与所使用的光源或纸张色相对齐，所以便会产生这种颜色偏移。如果将彩色图像打印到蓝色纸张上，对于绝对色度，它将忽略这种色彩变化。而相对色度则将会进行颜色补偿，以符合最白最亮的点偏向淡蓝色的事实。

饱和度渲染

       饱和度渲染会试图保留图像中的饱和色，并且在向更大的色彩空间转换时最有用，可以尝试保持计算机图形的颜色纯度。如果原始RGB设备包含纯色（完全饱和），则饱和渲染可以确保这些颜色在新的色彩空间中依旧饱和，比如下面的纯色饼图。当然，这也可能会导致某些颜色变得较为极端。

       饱和度渲染不适用于照片，因为它不会尝试保持色彩逼真度。保持色彩饱和度可能会牺牲色相和亮度的变化，这通常是照片复制所无法接受。而对于饼图等计算机图形，通常这是可以接受的。

       饱和度渲染的另一个用途是在喷墨打印机上，当打印计算机图形时，能够避免可见的抖动。由于喷墨打印机无法拥有与每种颜均色匹配的墨水，因此某些抖动可能是不可避免的。然而，因为颜色非常接近纯色，所以饱和渲染可以最小化抖动稀疏的情况，如下图所示。

关注图像内容

       我们必须考虑到实际图像的颜色范围，即便它使用了较大的色域标准，但是并不一定会用到其中的所有颜色。如果目标色域能够包含图像的所有颜色，则使用相对色度渲染会得到更加准确的结果。

       对于许多摄影图像而言，如上图所示，在使用计算机显示时，通常用到的颜色只会占色域中的一小部分。如果要将上图转换到红色和绿色较少的目标空间，图像中的颜色基本都会落在目标色域内。此时，相对比色渲染比感知渲染更加适用于这种情况。

三维色彩空间中的阴影与高亮细节

       虽然我们一直在分析一维和二维色彩空间，但是现实世界的照片使用的确是三维色彩空间，如下图所示。对于三维色彩空间的渲染，最重要的是关注其对阴影和高光细节的影响。

       在使用相对/绝对比色渲染时，可能会进行颜色的剪裁，从而导致在目标空间中损失部分原有的阴影和高光细节。

       在使用感知渲染时，由于会压缩颜色范围以适应目标空间，所以可能会导致全局对比度的下降（与相对/绝对比色渲染相比）。

       使用“黑点补偿”设置，可以帮助避免对阴影的剪裁，即使对于相对/绝对比色渲染也是如此。几乎所有支持颜色管理的软件（例如Adobe Photoshop）的转换属性中都会包含此功能。

建议

       通常，感知渲染和相对色度渲染最适合数字摄影，因为它们的目的是保持与原始色相同的视觉外观。

       这些功能的使用情况取决于图像的内容和预期效果。针对具有强烈色彩的图像（例如明亮的日落或光线充足的插花）可以使用感知渲染，以便于保留极端色彩下的更多颜色等级。但是这样可能要以压缩或钝化更多的适中的颜色为代价。针对色调相对较细的图像（例如某些肖像）可以使用相对色度渲染，以提高颜色的准确性（假设没有任何颜色落在色域失配区域）。总体上来说，感知渲染是最安全的选择，除非你能够知道每个图像的细节。