RGB颜色空间

物理学术语

RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础，进行不同程度的叠加，产生丰富而广泛的颜色，所以俗称三基色模式。

基本概念

RGB颜色空间以R(Red:红)、G(Green:绿)、B(Blue:蓝)三种基本色为基础，进行不同程度的叠加，产生丰富而广泛的颜色，所以俗称三基色模式。在大自然中有无穷多种不同的颜色，而人眼只能分辨有限种不同的颜色，RGB模式可表示一千六百多万种不同的颜色，在人眼看来它非常接近大自然的颜色，故又称为自然色彩模式。红绿蓝代表可见光谱中的三种基本颜色或称为三原色，每一种颜色按其亮度的不同分为256个等级。当色光三原色重叠时，由于不同的混色比例能产生各种中间色，例如，三原色相加可产生白色。所以RGB模式是加色过程。屏幕显示的基础是RGB模式，彩色印刷品却无法用RGB模式来产生各种彩色，所以，RGB模式常用于视频、多媒体与网页设计。

空间模型

对图像处理而言，RGB是最为重要和常见的颜色模型，它建立在笛卡尔坐标系中，以红、绿、蓝三种

基本色为基础，进行不同程度的叠加，产生丰富而广泛的颜色，俗称三基色模式。

RGB颜色空间是用一个单位长度的立方体来表示颜色的，黑蓝绿青红紫黄白8种常见颜色分别位居立方体的8个顶点，通常将黑色置于三维直角坐标系的原点，红绿蓝分别置于3根坐标轴上，整个立方体放在第1卦限内。如下图1所示。而其中的青色与红色、紫色与绿色、黄色与蓝色是互补色。各参数的取值范围是：R：0-255；G：0-255；B：0-255。参数值也称为三色系数或基色系数或颜色值，除以255后归一到0-1之间，但不是无穷多个而是有限多个值。由于每个灰度级都定为256，所以，红绿蓝分量全部组合起来共可表示2563=16777216种不同的颜色。它比人眼能分辨的颜色种数多得多。因此，虽然自然界中的颜色非常多，但用RGB颜色空间来近似表达自然界中的颜色是完全够用了。

模型原理

RGB模型的原理来自于颜色的三刺激理论，它基于以下假设:在眼睛的中央部位有3种类型的对色彩敏感的锥状细胞。其中一类对位于可见光谱中间位置的光波敏感，这种光波经人的视觉系统转换产生绿色感。而其他两种锥状细胞对位于可见光波的上、下端即较高和较低的频率的光波敏感，它们分别被识别为蓝色和红色。从生理学的角度来看，由于眼睛仅包含3种不同类型的锥状细胞，因而对任意3种颜色适当混合均可产生白光视觉，条件是这3中颜色中任意两种的组合都并不能产生第3种颜色，则这三种颜色就被称为三原色。

表达方式

RGB空间是最常用的彩色信息表达方式，使用红、绿、蓝三原色的亮度来定量表示颜色，是以RGB三色光互相叠加来实现混色的方式。三种颜色所占比例不同，得到的颜色就不同。变换混合的比例，就会得到各种各样的混合效果。RGB颜色空间可以看作是三维直角坐标系中的一个单位正方体。任何一种颜色在RGB颜色空间中都可以用三维空间中的一个点来表示。在RGB颜色空间，任意色光F都可以用RGB三种颜色不同分量的相加混合而成：

F=r[R]+g[G]+b[B]

色度学规则：

(1)通过R,G,B这三种颜色能产生任何颜色，并且这三种颜色混合后产生的颜色是唯一的。

(2)如果两个颜色相等，这三个颜色分量再乘以或者除以相同的数，得到的颜色仍然相等。

(3)混合色的亮度等于每种颜色亮度的和。

优点与缺点

RGB颜色空间最大的优点就是直观，容易理解。缺点是R,G,B这3个分量是高度相关的，即如果一个颜色的某一个分量发生了一定程度的改变，那么这个颜色很可能要发生改变；人眼对于常见的红绿蓝三色的敏感程度是不一样的，因此RGB颜色空间的均匀性非常差，且两种颜色之间的知觉差异色差不能表示为该颜色空间中两点间的距离，但是利用线性或非线性变换，则可以从RGB颜色空间推导出其他的颜色特征空间。

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