深度解析Lab顏色模式

李爽

（魯迅美術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，遼寧沈陽(yáng)110004)

深度解析Lab顏色模式

李爽

（魯迅美術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，遼寧沈陽(yáng)110004)

為了讓用戶更好的理解Lab顏色模式并靈活將它用在實(shí)際的圖像處理中，對(duì)Lab顏色模式進(jìn)行了度解析。研究了Lab顏色模式的基本原理；闡述了Lab模式在色彩管理中的主要作用是基于其色域廣、設(shè)備不相關(guān)的特性；分析了Lab模式明度通道與顏色通道分離，a、b通道的顏色呈現(xiàn)過(guò)渡性等特點(diǎn)；得出基于這些特點(diǎn)Lab模式在圖像后期處理銳化、降噪、調(diào)色等方面有獨(dú)到的應(yīng)用。

顏色模式；色彩管理；Lab模式；RGB模式；CMYK模式

顏色模式是計(jì)算機(jī)內(nèi)部用來(lái)表述顏色的方法。在Photo?shop中有多種顏色模式：RGB、HSB、CMYK和Lab顏色模式，每種顏色模式表述顏色的方法不盡相同。比如，RGB顏色模式將顏色分成三個(gè)通道來(lái)表述，分別是三種原色通道紅、綠、藍(lán)，三種原色又被分為256個(gè)等級(jí)，通過(guò)不同原色按不同等級(jí)進(jìn)行混合來(lái)表述顏色，最多能表述256的三次方種顏色。很多用戶不懂各顏色模式的原理、特點(diǎn)，不會(huì)根據(jù)應(yīng)用選擇合適的顏色模式，尤其是對(duì)Lab顏色模式，更是云里霧里。本文主要從原理、特性、應(yīng)用等方面著重討論Lab顏色模式，其中也多次涉及Lab和RGB兩種顏色模式在各方面的區(qū)別。

1 Lab顏色模式

Lab顏色模式是由國(guó)際照明委員會(huì)于1976年提出的。在表述顏色上也分為三個(gè)通道：明度通道L和兩個(gè)顏色通道a和b。L通道表示明度從暗到亮的變化，范圍為0至100，0表示最暗，100表示最亮；a通道表示從深綠色到灰色再到亮粉紅色的過(guò)渡，其變化值為-128至+127之間，其中0表示50%灰，數(shù)值越接近+127亮粉紅色的飽和度越高，越接近-128深綠色的飽和度越高；b通道表示從亮藍(lán)色到灰色再到黃色的過(guò)渡，其變化值也為-128至+127之間，其中0表示50%灰，數(shù)值越接近+127黃色的飽和度越高，越接近-128亮藍(lán)色的飽和度越高。

在Photoshop中，將圖像轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ab模式后，在“首選項(xiàng)”中設(shè)置“通道用原色顯示”，即可明確地看到圖像a、b通道的變化規(guī)律；打開(kāi)拾色器或信息面板，吸取圖像上的某點(diǎn)可以得到該點(diǎn)的L、a、b值。

2 Lab顏色模式與色彩管理

所謂色彩管理，就是解決圖像在各色空間之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，使圖像的色彩在整個(gè)復(fù)制過(guò)程中失真最小[1]。色空間是顏色模式所能表述的顏色范圍，不同的顏色模式會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的色空間，有時(shí)也稱為某個(gè)顏色模式的“顏色空間”或“色域”（本文稱“色域”）。色彩管理就是要盡量還原圖像的原始色彩，無(wú)論是在顏色模式轉(zhuǎn)換的時(shí)候，還是在不同硬件設(shè)備上的表述，色彩都得到最大的還原。比如，圖像由RGB模式直接轉(zhuǎn)換到CMYK模式時(shí)就會(huì)產(chǎn)生圖像色彩的失真，原因是CMYK的色域小于RGB的色域，RGB中的部分顏色無(wú)法在CMYK中表述，在轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)用別的顏色代替；再有，同一RGB值在不同的硬件設(shè)備上表述的并不一定是同一顏色，這就給色彩在不同硬件設(shè)備上的統(tǒng)一帶來(lái)困難。這兩類問(wèn)題都是色彩管理需要解決的問(wèn)題。但Lab顏色模式在色彩管理中卻起到了積極的作用，在一定程度上可以幫助色彩得到最大的還原、避免了色彩的失真。主要基于以下兩點(diǎn)：

1)Lab顏色模式是一種理論上的顏色模式，它的色域廣，比RGB、CMYK等都廣，是所有顏色模式中最廣的。Lab的色域包含了RGB和CMYK的色域，或者說(shuō)RGB和CMYK的色域是Lab色域的子集，即RGB和CMYK模式中的所有顏色均可以映射到Lab模式中表述，RGB模式或CMKY模式的圖像轉(zhuǎn)換到Lab模式時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生色彩的失真的。所以，Lab模式通常是RGB與CMYK轉(zhuǎn)換時(shí)Photoshop使用的內(nèi)部過(guò)渡模式，Photoshop默認(rèn)將原顏色模式先轉(zhuǎn)換到Lab模式，再轉(zhuǎn)換到目標(biāo)模式。

2)Lab顏色模式同時(shí)具有設(shè)備不相關(guān)性。所謂設(shè)備不相關(guān)性是指在不同的硬件設(shè)備上同一L、a、b值表述的是同一顏色，使得色彩的表述在不同的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，不同的硬件設(shè)備可以通過(guò)唯一的L、a、b值呈現(xiàn)出同一色彩，這點(diǎn)明顯優(yōu)于RGB等其他顏色模式。

色域廣和設(shè)備不相關(guān)性體現(xiàn)出Lab模式在色彩管理中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是圖像處理和印刷領(lǐng)域引入該顏色模式的重要因素之一，文獻(xiàn)[2-3]對(duì)此均有這方面內(nèi)容的詳細(xì)論述。

3 Lab顏色模式與圖像后期處理

通過(guò)分析Lab顏色模式的原理，可以發(fā)現(xiàn)該顏色模式的另外兩個(gè)特性：一是明度通道L與顏色通道a、b通道分離的特性；二是a、b通道顏色的過(guò)渡特性。下面詳細(xì)分析一下這兩方面的特性及其在Photoshop圖像后期處理上的應(yīng)用。

3.1 Lab模式中明度與顏色分離的特性

Lab模式是唯一將明度與顏色分離的顏色模式，圖像的細(xì)節(jié)均暴露在明度通道L中，a、b通道只是保留了圖像的顏色信息。如銳化、色階調(diào)整、對(duì)比度調(diào)整、亮度調(diào)整、去除噪點(diǎn)、轉(zhuǎn)灰度圖、黑白圖像、曲線等操作，均可以只在L通道上進(jìn)行，不會(huì)影響圖像的顏色。反之對(duì)通道a、b的調(diào)整亦不會(huì)影響圖像明度的變化，如通過(guò)a、b通道增加圖像的飽和度、調(diào)整圖像的色偏等操作。而RGB模式則不同，如通過(guò)R、G、B通道來(lái)提高圖像的銳度，由于明度與顏色沒(méi)有分離，就導(dǎo)致提高銳度的同時(shí)破壞了圖像原來(lái)的顏色信息，再如進(jìn)行R、G、B通道顏色的調(diào)整，圖像的明度信息也會(huì)一起變化。所以Lab模式中明度通道與顏色通道分離的特性是其他顏色模式所不具有的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)需要消除調(diào)整時(shí)所帶來(lái)的明度和顏色的相互影響最好采用Lab模式。

文獻(xiàn)[4]詳細(xì)介紹了Lab模式下銳化圖像的方法。文獻(xiàn)[5]中強(qiáng)調(diào)用Lab模式進(jìn)行調(diào)整的優(yōu)勢(shì)，包括對(duì)比度、飽和度和去除噪點(diǎn)等，以及調(diào)整時(shí)需要注意不要超出印刷色域等。

3.2 a、b通道的顏色過(guò)渡特性

Lab顏色模式a通道表示從深綠色到灰色再到亮粉紅色的過(guò)渡，數(shù)值越高亮粉紅色的飽和度越高，越低深綠色的飽和度越高，數(shù)值越接近0飽和度越低、越接近灰色；b通道表示從亮藍(lán)色到灰色再到黃色的過(guò)渡，數(shù)值越高黃色的飽和度越高，越低亮藍(lán)色的飽和度越高，數(shù)值越接近0飽和度越低、越接近灰色。這種特性使得利用Lab模式調(diào)整圖像的飽和度、色偏和制作藝術(shù)特效等方面有獨(dú)到之處。

例如在Photoshop中，我們可以看到色彩平衡的調(diào)整就是通過(guò)調(diào)整由綠色到洋紅、藍(lán)色到黃色的色階的實(shí)現(xiàn)的。這種色彩平衡的調(diào)整在Lab模式的a、b通道上通過(guò)曲線工具實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加方便精準(zhǔn)，因?yàn)轭伾赼、b通道上就是從綠色到洋紅、藍(lán)色到黃色的過(guò)渡。

Lab模式下的曲線命令比RGB模式下更為靈活，因?yàn)閍、b通道上不是像RGB模式那樣只涉及紅、綠、藍(lán)、三種顏色，而是涉及深綠、亮粉紅、亮藍(lán)、黃以及它們之間的過(guò)渡顏色，包含的信息量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于RGB顏色模式。RGB在藍(lán)色與綠色之間的過(guò)度色太多，綠色與紅色之間的過(guò)度色又太少[6]。所以Lab模式下的曲線命令更加靈活多變，可以實(shí)現(xiàn)圖像更多種調(diào)色效果，帶給用戶更多的驚喜。

文獻(xiàn)[7-8]中詳細(xì)討論了Lab模式的調(diào)色實(shí)例。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可見(jiàn)Lab顏色模式的色域廣和與設(shè)備無(wú)關(guān)的特性，決定了它在色彩管理中的重要作用；Lab顏色模式的明度通道與顏色通道分離和a、b通道的顏色過(guò)渡的特性使得它在圖像后期處理方面更是大放異彩。最終用戶要根據(jù)Lab顏色模式的原理、特性結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行靈活應(yīng)用。

[1]古晶.RGB到Lab顏色模式轉(zhuǎn)換[J].廣東印刷，2009(5):11-14.

[2]劉冬林.LAB與LCH顏色模式及應(yīng)用[J].今日印刷,2002(10): 53-55.

[3]任重遠(yuǎn).顯示器相關(guān)顏色模式RGB與無(wú)關(guān)顏色模式Lab的關(guān)系[J].今日印刷,2007(6):44-45.

[4]Lab模式銳化[J].數(shù)碼攝影,2013(11):158-159.

[5]沈志偉.印前數(shù)字化之Lab圖像處理[J].印刷技術(shù),2014，17: 42~45

[6]甘長(zhǎng)庚.彩報(bào)印前圖片處理之色彩模式的選擇[J].中國(guó)地市報(bào)人,2010(7):62-63.

[7]丁翠紅，莊媛.Lab模式四級(jí)進(jìn)階（上）[J].走向世界,2013(23): 70-75.

[8]丁翠紅.Lab模式四級(jí)進(jìn)階（下）[J].走向世界,2013(32):82-84.

Depth Analysis of Lab Color Model

LI Shuang
(Luxun Academy of Fine Arts,Shenyang 110004,China)

The Lab color model is deeply analyzed in this paper,so that users can better understand and apply it in the actual im?age processing.The basic principle of Lab color model is studied.It is pointed out that the main function of Lab color model in color management is on its wide color gamut and equipment-independent.Lab color model has its characters that light channel and color channel is separated,and,the colors in a,b channels are gradual.It is concluded that the application in image processing such as sharpening,de-noising,color matching,etc.is Based on the characters of Lab color model mentioned above.

color model;color management;Lab;RGB;CMYK

TP37

A

1009-3044(2017)19-0193-02

2017-04-25

李爽(1978—），女，遼寧沈陽(yáng)人，講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)圖像處理等方面的研究。