本文是系列数码摄影后期处理的教程，专注于PS的技术的讲解。
本章为系列之二，主要介绍各种常用色彩空间和色彩管理
一、色彩空间的概念
现在我们来说说另外一个概念: 色彩空间（Color Space ），色彩空间和色域（Gamut）基本上是等同的。色彩空间跟色彩模式完全不是一个东西, 不能混淆。色彩模式指的是采用何种方式来表示色彩。而色彩空间指的是色彩的范围。实际上不同的色彩模式，都会对应不同的色彩空间。而且每一个设备（尤其是输出设备）都会有一个自己的色彩空间。设备自己的色彩空间叫设备相关的色彩空间，否则成为设备无关的色彩空间。
那么那为什么需要色彩空间这个概念呢？主要是我们现有的设备只能呈现CIE色谱中的部分颜色。设备所能呈现或者表达的色彩范围，就是这个设备的色彩空间。通常我们为了保证不同设备之间一致性，还会定义设备无关的色彩空间。我们常常听到的设备无关的色彩空间有sRGB、Adobe RGB以及CYMK等。它们的具体范围如下图：
图1：CYMK/sRGB/Adobe/RGB的范围表示，注意一点，最大的马蹄形色域是CIE标准色谱，并不是说你现在在这图上看到的就是标准色谱的真实颜色，到目前并没有一台显示器能把标准色谱里的颜色全部显示出来，所以该图中的颜色只是个示意而已。
在这里补充一个知识点，为什么CIE标准色谱图（准确说是CIE*x*y色谱图）是这么一个马蹄形的，而不是上面HSV色彩模型里的一个圆形平面呢？那是因为在这个马蹄形色谱图里任意两点的颜色，按比例混合都在这两点的连线上，也就是说它是一个线性的空间。只有这样才能保证，色域是封闭的，任何两种颜色按比例混合都在该色域内。
我们知道所有的颜色都是由红绿蓝三元色混合成的，但是不同的色域对红、绿、蓝三原色的具体定义是不同的。三角形的三个顶点就是这个色域对红、绿、蓝的定义。色域有大小之分，但是色域内的颜色数量是无限的。这好比两个三角形的面积有大有小，但是不管是大的还是小的三角形包含的点的数量都是无限的。
色域是由icc profile文件来定义的，通常的扩展名是icm。它是由国际色彩联盟( International Color Consortium ) 制定的用来描述色域的文件，在中文版Photoshop中被称为配置文件，在macOS下被称为描述文件。通常显示器驱动在安装的时候均会安装自己的icc文件。
在macOS显示器颜色设置界面，点击“打开描述文件”可以使用色彩同步实用工具（ColorSync）打开对应显示器的色域配置文件，我们能很容易到配置都定义了哪些参数。如下图：
图2：三原色的定义，从数值上我们可以清楚看到BENQ SW270C的色域明显大于LG D2743。
除了三原色的定义以外，还需要知道显示器的白点，也就是我们平常熟知的白点，不同的色温下显示器显示的色彩倾向是不一样的。另外色彩亮度竖直上是用线性均匀分布的，但是人眼对光强度的感知却不是线性分布的，关系是对数关系，这点和人耳对声强的感受是一样的。因此我们还需要定义一个灰度系数，也叫Gamma值，通常gamma值越大，对比度就会显得越大。
图3： 白点的定义，也就是我们熟悉的白平，我们看到两台显示器的白平衡点是不一样的。
图4： gamma的定义，不同显示器的灰度系统不一样，定义方式也会有所差别。
最后，从数学上看，色域其实是定义了一个3x3矩阵，通过这个矩阵可以将色域内的颜色变换到参考色域(PCS)中。也可以对该矩阵求逆，将PCS中的颜色值变换到该色域中。
图5：色域变换矩阵，没学过线性代数的读者请自行忽略。
摄影中常见的色彩空间有sRGB 和Adobe RGB。当前我们的设备无法表示CIE的所有颜色，所以不管是Adobe RGB还是sRGB都无法表示自然界中所有的颜色的，包括印刷业中的CYMK颜色，这四者的关系图1。
Adobe RGB和sRGB都属于显示器的色彩空间，虽然这两个色彩空间都是RGB的色彩模式。但是从图1看到，他们的范围是有很大的区别的。
参见图1，sRGB色彩空间定义的人认为，在橙色三角形上方顶点位置的颜色是绿色，但是Adobe
RGB定义的人认为绿色应该在红色三角形的上方顶点位置。但是红色和蓝色的定义却不谋而合。将三个顶点连接起来的三角形就形成了不同的色彩空间。所以不同的色彩空间只能表示CIE标准色谱图其中一部分色彩。而且不同的色彩空间的大小有区别，大的色彩空间能表示更多的色彩。比如Adobe RGB 的色彩空间就远比sRGB要大。
sRGB是由微软等一批公司的牵头下制定了sRGB的标准，这个色彩空间标准非常适合在网络上传输，因为大部分民用的设备都能支持。因为标准制定的比较早，那个时候的设备能力也比较有限，因此sRGB的色彩范围比较小。Adobe公司在1998年的时候制定了Adobe RGB标准，得益于Adobe旗下的Photoshop等软件的流行，Adobe RGB很快被业界认可。因为色彩空间范围比较大，它更适合在专业领域如出版、印刷、设计等领域应用。
CYMK色彩空间是个减色空间，应用在打印、印刷上。在照片后期处理过程中，我们一般不直接使用CYMK色彩空间。需要注意的是它和sRGB不完全重叠，但Adobe RGB完全包含CYMK，因此如果你的照片需要打印或者印刷。需要使用Adobe RGB色彩空间对照片进行后期处理，最后转换成 CYMK模式输出才能保证足够色色彩范围。
三、其他色彩空间
除了Adobe RGB、sRGB、CYMK常用的色彩空间以外，还有一些色彩空间需要我们了解一下的。这里我仅仅列个表说明一下。
表1： 常见色域范围和用途
其他你可能还会遇到的色域比如Rec.2020、Rec. 2100、Rec. 709等色域，基本不需要特别关心。有兴趣的读者可以自行百度。
四、关于NTSC
不知道读者是否是注意到上面我从来没提到过NTSC。这是因为这是一个已经过时的色彩空间。但是很多显示器厂商却经常用它来标面板的参数，这基本上没有任何价值的。虽然它的色彩空间远大于sRGB，但不是覆盖关系。100% NTSC也不表示能100%覆盖sRGB。
五、色彩管理
1、色彩管理概述
很多人肯定碰到过在Ps里辛辛苦苦修好的片子，发到网上或者分享给别人以后，发现别人看到的色彩跟自己很不一样。更有甚者，将Ps的照片保存电脑上，用其它软件打开，都会导致色彩和在Ps里看到的不一样。这其实是没有正确处理好色彩空间的问题。
关于色彩管理出错具体原因我们先来做个试验。如下图：打开PS中编辑，打开指定配置文件的对话框。
图6，左边：正确的sRGB配置文件，右边：强行指定Adobe RGB后的效果。
从图1可知，Adobe RGB的范围是大于sRGB的，但是在图片存储的时候，我们都是以每通道8位或者16位来存储的。比如在8位的JPEG一个RGB(0,255,0)的像素都是用来表示色域三角形最上方顶点的颜色，但是sRGB颜色下这个位置显然没有Adobe RGB下的颜色来的更绿。所以在图3.2中，明显看到，错误的指定了Adobe RGB色彩空间后，绿色明显的更绿了。因为两个色域三角形的蓝色和红色顶点是重合的，所以后面的紫色和花朵的红色变化不大。
在这里我必须强调一点的是，色彩正确和色彩好看，是两回事。有些人看到一张照片在不同的显示器或者软件上更艳丽一些，就觉得这个设备色彩好或者这个软件色彩好。将一张sRGB的图片文件在没有色彩管理的情况下在一个广色域的显示器上显示，就会看起来很鲜艳。但是这显然是错的。不要怀疑这样的软件的存在性，后面会跟读者讲到这个“著名”的软件。
如果去百度一下色彩管理，其实内容非常的丰富，很多人不一定看的明白。简单的说色彩管理的目的就是让一张各个环节、不同的设备上看到的结果都是“基本”是正确和一致的。同时通过合理的色彩管理方案，还可以在后期图片处理的过程中，保留更多的细节。
完整的色彩管理是一个很系统的科学，但是好在我们不太需要把它搞的很透彻。我们仅仅需要知道以下知识就可以：色彩空间选择、色彩模式选择、色彩位深度选择和显示设备的选择几个知识点即可。后面我会详细介绍这四个内容。首先我们来看一下软件环境对色彩管理支持的情况。
Mac下的色彩管理：苹果对色彩管理有非常完善的支持，大部分软件都能显示正确的颜色。包括图片查看器、UI、桌面都能完整的色彩管理。
Windows下的色彩管理：其实Windows下的色彩管理真的是比较乱，为了了解Windows下的色彩管理，我甚至花了一个礼拜的时间，完整的研究了Win32 WCS API和Win10基于UWP/WPF/D3D下的开发接口。得出的结论就是：除了少部分软件外，大部分软件统统忽略你的显示器设置，统统当做sRGB来处理。其表现出来的问题主要以下两个。
首先Windows就是我前面说过的那个“著名”软件，它的界面只能工作在sRGB模式下，而且最要命的是它会假设你的显示器也是工作在sRGB模式下，从而导致你使用Adobe RGB 显示器的时候，整个系统看起来都是过饱和的。
其次Windows下很多软件显示非sRGB图片的时候，有一些非常怪异的行为。具体表现为查看Adobe RGB图片的时候，图片也会过饱和，这主要也是系统会假设你的显示器是工作在sRGB模式，而软件碰到Adobe RGB图片时候会自动将其转成sRGB，导致饱和度提高。
下面我们使用我手里的明基SW270C专业显示器，让两个系统下的常用图片相关软件加载一个Adobe RGB图片，结合相机实拍来做个对比。明基的SW270C作为一个专业显示器，支持99% Adobe RGB，并经过硬件校色，色准△E≤2，（△E为色准值，越小色彩越准，△E<3时候肉已经已经无法区分了），而且有色温均匀技术，四周和中心的一致性也相当的好，显示效果是值得信赖的。
图7： Win10下各种常用软件色彩管理支持对比，从左到右，从上到下，依次为PS、谷歌浏览器、HoneyView 12、光影看看、Win10照片、IE。
从上图中可以明显看到一张Adobe RGB色彩空间的照片，在上面三个软件显示是正确的，下面三个软件明显过饱和。
另外，经过测试，Win10下Edge,新版Chrome均已能支持正确的色彩管理。看图软件方面ACD See(测试过 Pro 7 , Pro 12 , 2020旗舰版)、HoneyView、IrfanView能正确加载图像嵌入的配置文件和显示器的icc文件，但是都必须在软件的设置中进行设置，其中ACD See的快速查看工具不支持，Irfanview需要安装插件才能支持。 建议读者如果在Windows修图，尽量使用这些软件来预览保存的图片。
图8： Mac下的常见软件显示效果，从左到右，从上到下分别为PS、预览工具、备忘录、照片、桌面背景、Safari。
由上图可见，mac OS下的软件一致性非常的好，基本上所有的软件都能正确显示色彩。包括GUI（桌面背景）都能正确处理色彩空间问题。
无论是Windows还是Mac，在你正确的安装了显示器的驱动以后，均能自动加载对应的显示器配置文件，如下面两个图。除非你对显示器进行了校准，或者基于其他的目的需要修改这里的设置。否则不需要手动进行设置。对于iMac和MacBook Pro，系统还能通过读取内置屏幕的EDID来自动设置显示器，而且Apple的显示器的 EDID数据中包含了Apple自定义的信息，以便系统更准确的进行设置。
图9 : Windows下的显示器颜色配置文件设置。
图10：macOS下的颜色配置文件设置。
2、色彩位深的选择：
我们在使用ACR打开图片的时候，点击下方图片信息文字处，可以弹出工作流程设置对话框。其中可以选择色彩空间和色彩深度。这里我建议读者一定将色彩深度设置为16bit，因为8bit的色彩深度，每个像素(RGB通道各8bit)为24Bit, 虽然能表示224种颜色，但是每个三原色通道只有256种亮度值。但是16bit的情况下却能表示16,777,216（2的24次）种颜色，但是每个通道只有256种亮度值。但是在16位深度的情况下，每个像素能表达281,474,976,710,656（2的48次）种颜色，每通道有65,536（216）种亮度值。
图11： ACR的色彩空间和位深设置。
3、色彩空间的选择
前面的章节中我们介绍了各种不同的色彩空间，网上也有很多教程会建议读者选择更大的色彩空间，至少是Adobe RGB起步，甚至最好是ProPhoto RGB。但是事实真是这样的么？
我们知道在色谱图中，Adobe RGB的面积是大于sRGB的。而每个像素能表达的色彩数量是一样的，每个可表达的色彩就是色谱图中的一个点。将这些点都填充到色域三角形中，显然是面积大的三角形中的点更加稀疏。所以在相同的相同的色彩深度情况下，更小的sRGB色域反而能让色彩过渡更加平滑。
另外除非你的显示器能支持Adobe RGB色域，否则即使你选择了Adobe RGB色彩空间，你也无法在你的显示器上看到这多出来的色彩。比如作者手里的BENQ SW270C，支持99%的Adobe RGB色域、97%P3和100% sRGB色域。只有在这一类专业的显示器上，选择比sRGB更高的色域才有意义。
Photoshop的色彩配置在“编辑”菜单中，点击“编辑”菜单中的“颜色设置”项目，可以打开配置对话框。
图12： Photoshop色彩管理对话框
在该界面中，左上方工作空间为你在Ps中新建图片时候使用的色彩空间，RGB/CYMK两种色彩模式下的色域是可以分开设置的。左下方“色彩管理方案”指的是打开已存在的图片的时候采用的色域。可以分别设置CYMK、RGB和灰度图的色彩管理方案。各个选项的具体规则如下：
A: 保留嵌入的配置文件：
1、当文件包含色彩配置的时候。会保留打开文件中的色彩配置。
2、当文件不包含色彩配置的时候。使用工作空间的RGB/CYMK的色域设置。
B: 转换为工作中的RGB/CYMK:
1、当文件包含色彩配置的时候。会保留打开文件中的色彩配置。
2、当文件不包含色彩配置的时候。使用工作空间的RGB/CYMK的色域设置。
色彩管理方案中，还有两个选项，叫配置文件不匹配和缺少配置文件。分别为打开时候询问和粘贴时询问。建议读者都勾选。这样在每次打开文件或者粘贴图片的时候，如果文件和图片的色彩空间和工作空间的不一致，Photoshop会弹出对话框提示你做何种操作。这样能更自由的控制色彩空间。
图13： 配置文件不匹配的对话框
在这个对话框中，用户可以选择使用文件自己带的色彩配置，也可以将其转到工作空间的色彩配置。图中的示例为：文件嵌入的是sRGB色彩空间，Ps的设置为Adobe RGB。
4、色彩模式的选择：
PS中，色彩模式可选的有RGB模式、Lab模式和CYMK模式。基本上我们处理都会使用RGB模式来处理图片（有少部分操作可能会需要在Lab模式下进行处理，后续文章会介绍）。
因为CYMK是个减色模型，每个分量的值越高，表示吸收的管线越多，所以该模式下，很多操作的结果跟RGB模式是相反的，比如CYMK模式下我们将通道的曲线拉高，图像亮度反而会变暗，这样看起来是非常的不直接的。如果我们需要印刷，想看到CYMK模式下的效果，我们可以在视图菜单中，将“校样设置”功能打开。就能在窗口中预览到CYMK色彩模式的显示效果了。具体如下图
图14：CYMK校样设置
5、我需要做什么？
对前面的描述做个总结，对于色彩管理你需要做的事情主要如下：
A：如果你仅仅是个业余爱好者，仅仅为了照片能在网络和朋友圈分享，并且也没有一台专业的或者准专业的显示器。建议采用方案一，具体如下：
1. ACR的色彩模式设置为sRGB模式。色彩深度设置16bit。
2. Photoshop的工作空间设置为sRGB模式。
3. 打开已有图片的时候选择转换到工作空间。
4. 中间过程需要存储请用tif或者psd等支持16bit的文件格式。
B：如果你对照片质量有极致的追求，亦或你的照片有印刷的需求，同时你也有一台专业的或者准专业的显示器。建议采用方案二，具体如下：
1. ACR的色彩模式设置为Adobe RGB模式。色彩深度设置16bit
2. Photoshop的工作空间设置为Adobe RGB模式。
3. 打开已有JPEG图片的时候保留现有配置文件，并将色彩深度转换成16bit，然后再将色彩空间转成Adobe RGB。
4. 中间过程需要存储请用tif或者psd等支持16bit的文件格式。
5. 用于分享时候转换成sRGB输出，用于印刷的时候经过校样后转换成CYMK模式输出。
以上两种方案，都不需要你对系统进行任何设置。都尽量选用16bit色彩深度提高精度。方案一为全流程sRGB，一般情况下，sRGB用于打印也是足够的。方案二中，很重要的一点，如果你拿到的是一个sRGB、8bit色深的JPG图片，不要尝试将它转成Adobe RGB，因为这样做不但不会提升画质，反而会降低画质。
同时我建议电脑基础不是特别好的的摄影师，尽量使用macOS，减少一些看起来很奇怪的现象给你带来的困扰。如果你一定要使用Windows，碰巧你也有一台支持广色域的显示器，请使用支持正确色彩管理的图片浏览程序，比如HoneyView，ACDSee等软件，并设置好软件的色彩管理。
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