RGB,CMYK,HSB,LAB颜色空间定义

1、 RGB模式

RGB是色光的色彩模式。即红 (Red)、绿 (Green)、蓝 (Blue)三原色的简称。三种色彩叠加形成了其它的色彩。因为三种颜色都有256个亮度水平级，所以三种色彩叠加就形成1670万种颜色了。也就是真彩 色，通过它们足以在现绚丽的世界。 我们日常用的彩色电脑显示器、彩色电视机等的色彩都使用这种模式，在Photoshop使用RGB色彩模式编辑图像时的通道窗口中我们可以看到组成这幅画 面的三种通道。在RGB模式中，由红、绿、蓝相叠加可以产生其它颜色，因此该模式也叫加色模式。所有显示器、投影设备以及电视机等等许多设备都依赖于这种加色模式来实现的。

就编辑图象而言，RGB色彩模式也是最佳的色彩模式，因为它可以提供全屏幕的24bit的色彩范围，即真彩色显示。但是，如果将RGB模式用于打印就不是 最佳的了，因为RGB模式所提供的有些色彩已经超出了打印的范围之外，因此在打印一幅真彩色的图象时，就必然会损失一部分亮度，并且比较鲜艳的色彩肯定会 失真的。。这主要因为打印所用的是CMYK模式，而CMYK模式所定义的色彩要比RGB模式定义的色彩少很多，因此打印时，系统自动将RGB模式转换为 CMYK模式，这样就难免损失一部分颜色，出现打印后失真的现象。

2、 CMYK模式

当阳光照射到一个物体上时，这个物体将吸收一部分光线，并将剩下的光线进行反射，反射的光线就是我们所看见的物体颜色。这是一种减色色彩模式，同时也是与RGB模式的根本不同之处。不但我们看物体的颜色时用到了这种减色模式，而且在纸上印刷时应用的也是这种减色模式。
按照这种减色模式，就衍变出了适合印刷的CMYK色彩模式。

CMYK代表印刷上用的四种颜色，C代表青色，M代表洋红色，Y代表黄色，K代表黑色。因为在实际引用中，青色、洋红色和黄色很难叠加形成真正的黑色，最多不过是褐色而已。因此才引入了K——黑色。黑色的作用是强化暗调，加深暗部色彩。

CMYK模式是最佳的打印模式，RGB模式尽管色彩多，但不能完全打印出来。那么是不是在编辑的时候就采用CMYK模式呢？不是，原因如下：

用CMYK模式编辑虽然能够避免色彩的损失，但运算速度很慢。主要因为：1、即使在CMYK模式下工作，Photoshop也必须将CMYK模式转变为显示器所使用的RGB模式。2、对于同样的图象，RGB模式只需要处理三个通道即可，而CMYK模式则需要处理四个

由于用户所使用的扫描仪和显示器都是RGB设备，所以无论什么时候使用CMYK模式工作都有把RGB模式转换为CMYK模式这样一个过程。 因此，是否应用CMYK模式进行编辑都存在RGB模式和CMYK模式转换的问题。

先用RGB模式进行编辑工作，再用CMYK模式进行打印工作这种打印前的模式转换，并不是避免图象损失最佳的途径，最佳方法是将Lab模式和CMYK模式相结合使用，这样可以最大程度的减少图象失真。下面介绍Lab模式。

RGB<=CMYK

   R = (255 - C) * ((255 - K) / 255)
    G = (255 - M) * ((255 - K) / 255)
    B = (255 - Y) * ((255 - K) / 255)

3、HSB模式

HSB是以人类对颜色的感觉为依据而建立的，在HSB模式中，所有的颜色都是根据下列三种基本特征来进行形容和描述的。

色相（Hue）：是由物体发射或反射出来的颜色。它是根据色彩在一个0-360的标准色盘上的位置来决定的，通常以颜色的名称来辨识，例如红、橙和绿等等，红色在0度，绿色在120度，蓝色在240度。它基本上是RGB模式全色度的饼状图。

饱和度（Saturation）：表示色彩的纯度，有时也被称为彩度，为0%时为灰色。白、黑和其他灰色色彩都没有饱和度的。在最大饱和度时，每一色相具有最纯的色光。

亮度（Brightness）：是指颜色相对的亮度和暗度，通常是用为0%（黑）到100%（白）的方式进行测定。

RGB=>HSB

V=max(R,G,B)
S=(V-min(R,G,B))*255/V   if V!=0, 0 otherwise

       (G - B)*60/S,  if V=R
H= 180+(B - R)*60/S,  if V=G
   240+(R - G)*60/S,  if V=B

若 H<0，则 H=H+360

使用上面从 0° 到 360° 变化的公式计算色调（ hue）值，确保它们被 2 除后能试用于8位。      

4、 Lab模式

Lab模式是根据Commission Internationale Eclairage（CIE）在1931年所制定的一种测定颜色的国际标准建立的。于1976年被改进，并且命名的一种色彩模式。

Lab模式既不依赖光线，也不依赖于颜料，它是CIE组织确定的一个理论上包括了人眼可以看见的所有色彩的色彩模式。Lab模式弥补了RGB和CMYK两种色彩模式的不足。

Lab模式由三个通道组成，但不是R、G、B通道。它的一个通道是亮度，即L。另外两个是色彩通道，用A和B来表示。A通道包括的颜色是从深绿色 （底亮度值）到灰色（中亮度值）再到亮粉红色（高亮度值）；B通道则是从亮蓝色（底亮度值）到灰色（中亮度值）再到黄色（高亮度值）。因此，这种色彩混合 后将产生明亮的色彩。

Lab模式所定义的色彩最多，且与光线及设备无关并且处理速度与RGB模式同样快，比CMYK模式快很多。因此，可以放心大胆的在图象编辑中使用Lab模 式。而且，Lab模式在转换成CMYK模式时色彩没有丢失或被替换。因此，最佳避免色彩损失的方法是：应用Lab模式编辑图象，再转换为CMYK模式打印 输出。

当你将RGB模式转换成CMYK模式时，Photoshop将自动将RGB模式转换为Lab模式，再转换为CMYK模式。 在表达色彩范围上，处于第一位的是Lab模式，第二位的是RGB模式，第三位是CMYK模式.

Lab颜色是由RGB三基色转换而来的，它是由RGB模式转换为HSB模式和CMYK模式的桥梁。该颜色模式由一个发光率(Luminance)和两个颜色(a,b)轴组成。它由颜色轴所构成的平面上的环形线来表示颜色的变化，其中径向表示色饱和度的变化，自内向外，饱和度逐渐增高；圆周方向表示色调的变化，每个圆周形成一个色环；而不同的发光率表示不同的亮度并对应不同环形颜色变化线。它是一种具有“独立于设备”的颜色模式，即不论使用任何一种监视器或者打印机，Lab的颜色不变。

RGB=>Lab

|X|   |0.433910  0.376220  0.189860| |R/255|
|Y| = |0.212649  0.715169  0.072182|*|G/255|
|Z|   |0.017756  0.109478  0.872915| |B/255|

L = 116*Y1/3      for Y>0.008856
L = 903.3*Y      for Y<=0.008856

a = 500*(f(X)-f(Y))
b = 200*(f(Y)-f(Z))
其中  f(t)=t1/3              for t>0.008856
      f(t)=7.787*t+16/116    for t<=0.008856

RGB<=>YUV
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = -0.147R - 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B

R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U