深度解析Lab颜色模式

李爽

（鲁迅美术学院基础教学部，辽宁沈阳110004)

深度解析Lab颜色模式

李爽

（鲁迅美术学院基础教学部，辽宁沈阳110004)

为了让用户更好的理解Lab颜色模式并灵活将它用在实际的图像处理中，对Lab颜色模式进行了度解析。研究了Lab颜色模式的基本原理；阐述了Lab模式在色彩管理中的主要作用是基于其色域广、设备不相关的特性；分析了Lab模式明度通道与颜色通道分离，a、b通道的颜色呈现过渡性等特点；得出基于这些特点Lab模式在图像后期处理锐化、降噪、调色等方面有独到的应用。

颜色模式；色彩管理；Lab模式；RGB模式；CMYK模式

颜色模式是计算机内部用来表述颜色的方法。在Photo⁃shop中有多种颜色模式：RGB、HSB、CMYK和Lab颜色模式，每种颜色模式表述颜色的方法不尽相同。比如，RGB颜色模式将颜色分成三个通道来表述，分别是三种原色通道红、绿、蓝，三种原色又被分为256个等级，通过不同原色按不同等级进行混合来表述颜色，最多能表述256的三次方种颜色。很多用户不懂各颜色模式的原理、特点，不会根据应用选择合适的颜色模式，尤其是对Lab颜色模式，更是云里雾里。本文主要从原理、特性、应用等方面着重讨论Lab颜色模式，其中也多次涉及Lab和RGB两种颜色模式在各方面的区别。

1 Lab颜色模式

Lab颜色模式是由国际照明委员会于1976年提出的。在表述颜色上也分为三个通道：明度通道L和两个颜色通道a和b。L通道表示明度从暗到亮的变化，范围为0至100，0表示最暗，100表示最亮；a通道表示从深绿色到灰色再到亮粉红色的过渡，其变化值为-128至+127之间，其中0表示50%灰，数值越接近+127亮粉红色的饱和度越高，越接近-128深绿色的饱和度越高；b通道表示从亮蓝色到灰色再到黄色的过渡，其变化值也为-128至+127之间，其中0表示50%灰，数值越接近+127黄色的饱和度越高，越接近-128亮蓝色的饱和度越高。

在Photoshop中，将图像转换为Lab模式后，在“首选项”中设置“通道用原色显示”，即可明确地看到图像a、b通道的变化规律；打开拾色器或信息面板，吸取图像上的某点可以得到该点的L、a、b值。

2 Lab颜色模式与色彩管理

所谓色彩管理，就是解决图像在各色空间之间的转换问题，使图像的色彩在整个复制过程中失真最小[1]。色空间是颜色模式所能表述的颜色范围，不同的颜色模式会产生对应的色空间，有时也称为某个颜色模式的“颜色空间”或“色域”（本文称“色域”）。色彩管理就是要尽量还原图像的原始色彩，无论是在颜色模式转换的时候，还是在不同硬件设备上的表述，色彩都得到最大的还原。比如，图像由RGB模式直接转换到CMYK模式时就会产生图像色彩的失真，原因是CMYK的色域小于RGB的色域，RGB中的部分颜色无法在CMYK中表述，在转换时会用别的颜色代替；再有，同一RGB值在不同的硬件设备上表述的并不一定是同一颜色，这就给色彩在不同硬件设备上的统一带来困难。这两类问题都是色彩管理需要解决的问题。但Lab颜色模式在色彩管理中却起到了积极的作用，在一定程度上可以帮助色彩得到最大的还原、避免了色彩的失真。主要基于以下两点：

1)Lab颜色模式是一种理论上的颜色模式，它的色域广，比RGB、CMYK等都广，是所有颜色模式中最广的。Lab的色域包含了RGB和CMYK的色域，或者说RGB和CMYK的色域是Lab色域的子集，即RGB和CMYK模式中的所有颜色均可以映射到Lab模式中表述，RGB模式或CMKY模式的图像转换到Lab模式时是不会产生色彩的失真的。所以，Lab模式通常是RGB与CMYK转换时Photoshop使用的内部过渡模式，Photoshop默认将原颜色模式先转换到Lab模式，再转换到目标模式。

2)Lab颜色模式同时具有设备不相关性。所谓设备不相关性是指在不同的硬件设备上同一L、a、b值表述的是同一颜色，使得色彩的表述在不同的硬件设备上实现了统一，不同的硬件设备可以通过唯一的L、a、b值呈现出同一色彩，这点明显优于RGB等其他颜色模式。

色域广和设备不相关性体现出Lab模式在色彩管理中的优势，同时也是图像处理和印刷领域引入该颜色模式的重要因素之一，文献[2-3]对此均有这方面内容的详细论述。

3 Lab颜色模式与图像后期处理

通过分析Lab颜色模式的原理，可以发现该颜色模式的另外两个特性：一是明度通道L与颜色通道a、b通道分离的特性；二是a、b通道颜色的过渡特性。下面详细分析一下这两方面的特性及其在Photoshop图像后期处理上的应用。

3.1 Lab模式中明度与颜色分离的特性

Lab模式是唯一将明度与颜色分离的颜色模式，图像的细节均暴露在明度通道L中，a、b通道只是保留了图像的颜色信息。如锐化、色阶调整、对比度调整、亮度调整、去除噪点、转灰度图、黑白图像、曲线等操作，均可以只在L通道上进行，不会影响图像的颜色。反之对通道a、b的调整亦不会影响图像明度的变化，如通过a、b通道增加图像的饱和度、调整图像的色偏等操作。而RGB模式则不同，如通过R、G、B通道来提高图像的锐度，由于明度与颜色没有分离，就导致提高锐度的同时破坏了图像原来的颜色信息，再如进行R、G、B通道颜色的调整，图像的明度信息也会一起变化。所以Lab模式中明度通道与颜色通道分离的特性是其他颜色模式所不具有的优势，当需要消除调整时所带来的明度和颜色的相互影响最好采用Lab模式。

文献[4]详细介绍了Lab模式下锐化图像的方法。文献[5]中强调用Lab模式进行调整的优势，包括对比度、饱和度和去除噪点等，以及调整时需要注意不要超出印刷色域等。

3.2 a、b通道的颜色过渡特性

Lab颜色模式a通道表示从深绿色到灰色再到亮粉红色的过渡，数值越高亮粉红色的饱和度越高，越低深绿色的饱和度越高，数值越接近0饱和度越低、越接近灰色；b通道表示从亮蓝色到灰色再到黄色的过渡，数值越高黄色的饱和度越高，越低亮蓝色的饱和度越高，数值越接近0饱和度越低、越接近灰色。这种特性使得利用Lab模式调整图像的饱和度、色偏和制作艺术特效等方面有独到之处。

例如在Photoshop中，我们可以看到色彩平衡的调整就是通过调整由绿色到洋红、蓝色到黄色的色阶的实现的。这种色彩平衡的调整在Lab模式的a、b通道上通过曲线工具实现起来更加方便精准，因为颜色在a、b通道上就是从绿色到洋红、蓝色到黄色的过渡。

Lab模式下的曲线命令比RGB模式下更为灵活，因为a、b通道上不是像RGB模式那样只涉及红、绿、蓝、三种颜色，而是涉及深绿、亮粉红、亮蓝、黄以及它们之间的过渡颜色，包含的信息量要远远多于RGB颜色模式。RGB在蓝色与绿色之间的过度色太多，绿色与红色之间的过度色又太少[6]。所以Lab模式下的曲线命令更加灵活多变，可以实现图像更多种调色效果，带给用户更多的惊喜。

文献[7-8]中详细讨论了Lab模式的调色实例。

4 结束语

通过以上分析，可见Lab颜色模式的色域广和与设备无关的特性，决定了它在色彩管理中的重要作用；Lab颜色模式的明度通道与颜色通道分离和a、b通道的颜色过渡的特性使得它在图像后期处理方面更是大放异彩。最终用户要根据Lab颜色模式的原理、特性结合实际情况对其进行灵活应用。

[1]古晶.RGB到Lab颜色模式转换[J].广东印刷，2009(5):11-14.

[2]刘冬林.LAB与LCH颜色模式及应用[J].今日印刷,2002(10): 53-55.

[3]任重远.显示器相关颜色模式RGB与无关颜色模式Lab的关系[J].今日印刷,2007(6):44-45.

[4]Lab模式锐化[J].数码摄影,2013(11):158-159.

[5]沈志伟.印前数字化之Lab图像处理[J].印刷技术,2014，17: 42~45

[6]甘长庚.彩报印前图片处理之色彩模式的选择[J].中国地市报人,2010(7):62-63.

[7]丁翠红，庄媛.Lab模式四级进阶（上）[J].走向世界,2013(23): 70-75.

[8]丁翠红.Lab模式四级进阶（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，辽宁沈阳人，讲师，硕士，主要从事计算机图像处理等方面的研究。