CMYK 和 RGB 这两种色彩模式本质与区别在哪?

CMYK 和 RGB 这两种色彩模式本质与区别在哪?

感谢 @MIU喵不会咪 邀请,这里先讨论两种模式的区别(RGB和CMY),先不讨论具体色彩空间。注意,CMYK虽是CMY模式得出的,但它们并不相同。

//----11.04号补充:本文的CMY模式都是指“减色混色模式”。我在专栏文章中详细讨论了,CMY≠减色混色。回答此问题时定量理解不够透彻,必须承认有一些概念错误,不太想修改了,大致思维是正确的。

我们都知道色彩空间都是用几个基色的强度组合来描述各种颜色的。而加色减色都是模拟物理现实的描述法(不同于luv,lab,hsl等脑洞模式),所以要从物理原理出发去理解其区别。主要区别是混色方法不同。

RGB是加色法,加色法是能量叠加,即色基的光谱能量分布随能量比例增加,是能量强度的线性叠加。

其中,RGB可描述规定能量以下的所有光色,包括无能量的纯黑。显示屏模拟的是三个假想的基色灯以不同能量辐射的效果

CMY是减色法,减色法是密度叠加,即染料的谱吸收特性固定不变,在固定的光源下染料密度变化,从而产生反射能量的对数变化,所以相当于是对数叠加再反相。

其中,CMY仅能描述介质的某个密度范围,无法记录密度无限大的纯黑。显示屏模拟的是在某个固定光照下产生的反射稿的效果。

这就是两者的本质区别。它们的互相转化是有些复杂。

这样的结果是,在xyY这个用能量为参考画出的色度图中,RGB模式的三个色基位置固定,是一个三角形;而CMYK是一个奇怪的形状,原因是什么呢?举个例子,C通道强度变化时,它的密度呈比例增加,其染料光谱吸收按对数均匀增加,但反射出来的光谱能量分布并非按比例减少的,而色基是按能量计算的,所以色基会移动。

CMY模式既不会让色彩空间绝对变大,也不会让其绝对变小,但是因为减色混色计算的复杂性和非线性性,喷墨头的小误差即可导致乱七八糟的色偏,若想要实现更广且稳定的色域,最好还是多几个色基,把整个色域分成几块然后分工印,这样易于控制精度,这就是多于3色的分色印刷的现实需要。

以上是加色与减色的两种朴素的模式的区别,下面聊聊CMYK

CMYK之所以小,是因为它是基于常见染料设计的,正是因为现实中CMY染料生成不了够黑的黑场(或说有色染料哪怕全铺满,也无法产生媲美屏幕的光学密度),所以加了K进去,四个颜色再在整个色域中找自己分工的区域,所以RGB到CMYK的转换,比到单纯的减色法更为复杂。CMYK作为一个基于现实的色彩空间,它不光色域很小,可想而知精度也不高。如果色域再大,精度就会更差了,必须要额外加色基。

基于上述分析,题主关于数据的问题其实没有太大意义,因为它的混色很复杂,CMYK的数据只是一滩数据(貌似ps给出的也不是密度信息)。但就纯黑点来说,若在调色盘中设置一个CMYK分别都是100%的色,对应RGB仍然不是纯黑,这是为什么呢?

这就是上面加色减色法有关记录范围的区别。因为朴素的RGB模式是记录能量,所以可以记录能量为0的纯黑点;而CMY模式记录的是密度,除非密度无限大,则在固定光照下不可能出现反射能量为0的点,所以CMY模式无法描述无能量附近的色。但这不意味着RGB记录范围更大!因为除了投影,任何一种重现介质都不可能能量=0,极低能量范围的数据必定会损失掉,所以CMY其实是一种更实事求是的模式。

事实上,减色法对摄影师来说的现实需要仅仅有两个:第一是计算可打印色域的边界,以检查数字文件中的颜色能不能打印出来;第二是用于计算打印机到底要喷多少墨。因为其混色的不直观性,你并不能在编辑时从减色模式中获得什么额外的好处,除非是模拟一些奇怪的材料特性,比如 @HOMEBOY电影洗印厂 发过的这个:

胶片的扫描校色就是密度转能量强度的过程,扫下来的是线性的密度信息,想要获得与彩放相纸类似的结果,就得转成对数(即密度),再反相并线性化,就像我在这里写过的一样。胶片的不完美性存在在密度域,所以模拟胶片显而易见的办法就是在密度域调色、拉曲线,即那个5000元的lut声称所用的的“减色模式“。换句话说,你只需在最后挂个转线性的节点,并在log下调色即可...

所以这个lut要么是数据极其精确(这其实非常重要)、与Alexa相辅相成,要么就是坑钱的。

减色法与加色法在原理上的具体区别在互联网上貌似还没出现过,所以大家对减色法一直感觉很神秘,因为还没出现一个易于大众理解的解释方法,我目前只能“直观“到这个程度,也许以后三言两语就能讲清楚。我是在写这个专栏过程中,查文献、辅以定量计算才弄懂的,考完研会把这部分内容补齐。

不过因为软件帮你做了所有事,其实不懂问题也不大,只要别用cmyk编辑就行。

标签:CMYK,RGB,本质,Adobe Photoshop,摄影后期技术,调色,色彩学,Adobe Lightroom