為什麼顏色都用三維向量表示?

時間 2021-05-09 02:19:34

1樓:Wang J

記得很久以前就曾被邀答這個題,然而由於在此之前已經回答過類似的問題,所以當時略過了這道題。剛剛又看到此提問,並瀏覽了一下已有的17個回答。大部分知友都指出了核心問題:

使用三維向量表示顏色乃是人眼視網膜上的三種色細胞決定的。因此,關於人類色視覺機制與色度學基本原理,便不再贅述。這裡,我想從另乙個角度談談這個問題。

在色度學中,顏色指的是人類的一種感覺——色視覺,確切地說,是人類視覺系統對可見光功率譜(光功率在光譜上的分布)的感知。因此,無論是繪畫、印刷,還是電影、電視,目標之一均是重現出顏色,或者說使這些媒介的(人類)觀察者能夠獲得某種顏色感覺。然而,將乙個形狀複雜的連續功率譜投影到三維空間必然導致資訊的失真,最直接的體現是同色異譜,即人眼在不同的功率譜刺激下產生相同的顏色感覺。

而以上述四種應用為代表的顏色還原的目的,正是利用同色異譜現象來重現顏色感覺,這樣只需三個基色來刺激人眼即可,無需記錄並還原完整的光功率譜。除了同色異譜之外,三基色顏色再現的範圍(色域)也受到基色色純度的限制。

那麼,我們不得不提出乙個問題——有沒有必要用三個以上的向量去表示乙個顏色呢?答案是肯定的。對於輸出裝置或媒介來說,基色越多,能夠輸出/展現的顏色種類越多,能夠覆蓋的色域一般也就越廣,多基色輸出裝置的例子有多基色印表機、多基色顯示裝置等。

對於輸入裝置來說,波段數量越多,能夠記錄的資訊越豐富,同色異譜問題也就越不顯著。實際上,多波段成像裝置最初應用於天文、地質、化學等領域,並不是用來記錄並還原顏色的,而是用來辨別物質的化學組成的,根據波段數量不同,多波段成像裝置又有多光譜(multispectral)、高光譜(hyperspectral)、超光譜(ultraspectral)等並不嚴謹的分類。

此外,考慮到現在被工業界廣泛使用的CIE標準觀察者是通過顏色匹配實驗與計算得到的,因此我們這裡談到的顏色感覺的再現只是針對這種虛擬的觀察者而言的,對於真實的人類觀察者來說,提高顏色表示系統的基色/波段數量是提高顏色再現精度的不二法寶。

據此,我們有理由相信:顏色再現的未來必將超越三維。

2樓:白雲龍

難道不是因為三原色?

之所以是三原色,是因為我們有三種視錐細胞。

對於其他動物來說可以是二原色(比如牛,羊,他們是紅綠色盲),一原色(灰度),四原色(比如部分昆蟲,比如蝴蝶可以感受紅外線),n原色(我記得章魚就有n多種視錐細胞……)

我們的感受器(眼)接受三種色覺訊號,在進行合成,感受。所以,理論上,我們只要對應這三種訊號進行控制就好……所以就有了RGB色……

同理,牛羊只需要RB,蝴蝶需要RGB+IR,章魚選擇死亡。

3樓:

一開始想說人眼,仔細想想不對,反對所有說人眼的答主。

原因是顯示屏,你記錄頻率也不是不可以,在最後在螢幕上顯示時還得轉成三向量。

你看,印刷業就是四向量。

4樓:葉飛影

Alpha哭暈在廁所中……

其實在計算機中表示顏色,ARGB比RGB更為常用。

多出的A代表Alpha即透明度,不過它的存在感最低。

5樓:

光本來沒有顏色這一說,只有波長。

顏色是人視覺細胞腦補出來的。

單色光給人的感覺可以用三原色光混合來模擬。

這兩種光本質是不同的,只不過把大腦給騙了。

6樓:Richy Junior

這其實不算是乙個很物理的問題。RGB作為三原色是根據人體視覺系統來決定的,這些頻率的光在其他生物眼裡應該感知上有不同。而日常在計算機或者其他螢幕上,印刷上的色彩問題,就更不是物理問題了。

RGB主要用於電子螢幕,根據CIE的圖,我們在知道了不共線的三個點後就可以以此為基準來得出任意一種顏色的座標。這時兩個座標不夠,四個又多了。而且RGB取值範圍每個只有256個,主要是因為,再細的話人眼就分不出來了,所以不用再細了。

CMYK多了乙個K是因為印表機根據前三個指標列印不出足夠的黑色所以加了乙個新的black指數。

附個CIE圖

7樓:

如果光的顏色是由頻率決定的,那麼用乙個頻率值就足以表示(單色)光的顏色,為什麼有RGB三個分量呢?因為:

顏色不是物質的固有屬性,而是人的知覺。

顏色知覺對應的客觀存在是頻譜,顏色知覺的原始資料來自視錐細胞對頻譜的取樣。

正常人類有三種視錐細胞,取樣結果為乙個三維向量。

顏色是乙個主觀的概念,顏色都用三維向量表示,只是因為絕大多人都有三種色覺感受器,三維向量當然是墜吼滴。色盲患者的顏色空間秩為2或更低;而擁有四色視覺的人類,其顏色空間的秩則為4;普通人看起來色感一樣的兩種頻譜,色強者的額外感受器可能會取樣出不同的值,從而感受出不同的顏色來;他們也許需要四維向量來表示顏色(以及乙個四原色顯示器…)。

至於很多座標系本身,RGB(三原色)、CMYK(減法三原色)、LAB(拮抗理論),其實都可以從認知心理學的顏色知覺理論中找到原型:

8樓:Belleve

是因為人眼有三種錐細胞

仔細追究下來得扯到靈長目色覺發展了,假如你給鳥類設計顏色系統就算四維的向量,給貓設計就是二維向量。

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