数学转换 sRGB 和 AdobeRGB

Posted 2023-02-16

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【中文标题】数学转换 sRGB 和 AdobeRGB【英文标题】：Mathematical conversion sRGB and AdobeRGB 【发布时间】：2017-02-22 09:14:47 【问题描述】：

这是一个非常明确的问题，但我做了很多研究并没有找到答案。 this 或 this 的 *** 问题是关于 jpeg 转换的。 This是关于python内置库的。

那么，如何将 sRGB 转换为 AdobeRGB，反之亦然？？？我的意思是一个数学函数，它将 3 个字节转换为 3 个字节。没有jpges，等等。只需数学函数即可使用笔和纸转换颜色。

是的，photoshop 确实做到了，而且有一些奇怪的在线计算器，显示另一个结果。

为什么我在 google 上找不到简单的公式？

我开始思考，我什么都不知道，我的问题没有直接的答案。

如果有人能描述，发生了什么或给出公式，我将非常感激。

更新

整数 rgbs 的大型结果数组也是正确答案。

【问题讨论】：

我认为（但我不确定），这种转换并不像它显示的那么简单。也许，这些链接会有所帮助：Completely Painless Programmer's Guide to XYZ, RGB, ICC, xyY, and TRCs 和 Colour Space Conversions (PDF) 这种转换一般分两部分进行，sRGB→XYZ然后XYZ→AdobeRGB。我看不出这两个操作不能合并的任何原因。请参阅RGB/XYZ Matrices 了解您正在寻找的公式。 @MarkRansom sRGB→XYZ 包含非线性操作。我认为这就是两个操作无法合并的原因。 sRGB 的参考白点为 D65，AdobeRGB 的参考白点为 D50。这也许是不将它们结合起来的另一个原因。并且使用 XYZ 在转换到其他颜色空间方面更加灵活。我已经尝试了将近一个星期来想出这个问题的答案，但这并不像看起来那么容易。事实证明，XYZ 范围没有标准化——sRGB 使用 Y 【参考方案1】：

这有点复杂，所以如果您需要公式，请阅读规格表。

sRGB (PDF)https://www.w3.org/Graphics/Color/srgb Adobe RGB（2004 年 10 月 12 日草稿）(PDF)http://www.color.org/adobergb.pdf Adobe RGB (1998) (PDF)https://www.adobe.com/digitalimag/pdfs/AdobeRGB1998.pdf

维基也不错。 sRGBhttps://en.wikipedia.org/wiki/SRGB_color_space Adobe RGBhttps://en.wikipedia.org/wiki/Adobe_RGB_color_space

为了进行测试，请检查颜色转换设置。可能会发生特定于软件的转换。（主要是如果超出范围，但在某些设置中，未超出范围的值也会受到影响）

例如。 Photoshop 颜色设置http://help.adobe.com/en_US/creativesuite/cs/using/WS6A727430-9717-42df-B578-C0AC705C54F0.html#WS6078C298-CB20-4dc8-ACD4-D344110AA026

关于渲染意图感性旨在保持颜色之间的视觉关系......即使颜色值本身可能会发生变化。

相关阅读http://www.color-management-guide.com/conversion-mode-perceptual-relative-colorimetric-rendering-intent.html

在转换到其他颜色空间方面，使用 XYZ 比直接（在 sRGB 和 Adobe RGB 之间）转换更灵活。

RGB色彩空间https://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_space

sRGB 和 XYZ 之间的转换包含非线性操作。所以，sRGB和Adobe RGB之间的直接转换比较困难。

请参阅 sRGB wiki 中的转换部分规范。（逆向变换部分。）

来自规格表

如果R、G、B小于等于0.04045 RL = R/12.92 ... 如果 R、G、B 大于 0.04045 RL = ((R + 0.055)/1.055)^2.4 ...

RL 表示线性 (XYZ(D65))，R 表示此公式中的 sRGB。绿色和蓝色也有相同的公式。

不会阻止其他颜色空间之间的直接转换，但是， Adobe RGB 和 XYZ 之间的转换也包含非线性操作。（四舍五入到整数）

更准确地说，是 Adobe RGB（浮点值）到 Adobe RGB（整数值）的转换。

注意：它们的预期白点不同。（因为用途不同。sRGB 用于显示，Adobe RGB 用于照片。）规格表中的转换矩阵适用于 D65(sRGB) 和 D50 或 D65(Adobe RGB)。

我们应该考虑三件事。 RGB值本身，显示的值范围（和颜色的正确性），以及观看环境。

例如 1.转换矩阵（及其他公式）：RGB值 2.显示白点和黑点：显示的取值范围 3.环境照明色度：观看环境

只有 1（矩阵和公式）对转换值有影响，但 2 和 3 也很重要，因为它们决定了我们如何查看 RGB 值。注意：使用 ICC 配置文件，如果存储了 2（显示设置），它就会计数。

如果显示范围窄于 RGB 值可以表示的范围，它们将被剪裁（在显示时）。如果范围不合适，白色或黑色可能会被视为灰色等。

如果环境照明色度不同于一个转换矩阵和公式，我们将看到不同的颜色。

转换矩阵（这很重要，因为它会影响 RGB 转换值。）

来自 sRGB（显示转换矩阵适用于 D65。）

从 XYZ (D65) 转换为线性 sRGB 值

在 Adobe RGB(1998) 规格表中，存在两种类型的转换矩阵（和公式）。 4.3.1~（无ICC）：D65 4.3.6~（带ICC）：D50

来自 Adobe RGB(1998) （对于具有 ICC 配置文件等的图像）

4.3.6 在 24 位 Adobe RGB (1998) 中编码 ICC PCS 版本 2 值 4.3.6.1 将 XYZ 转换为 RGB 三色值注意上面的矩阵是从色彩空间色度坐标推导出来的，色度适应 CIE 标准光源 D50

Profile Connection Space (XYZ PCS v2) 中的 XYZ 三色值 0.0000、0.0000、0.0000 应对应于参考显示黑点。 XYZ 三色值 0.9642、1.000、0.8249 应对应于参考显示白点。

注意：注意白色不是 (1.0, 1.0, 1.0)。

来自 Adobe RGB(1998) （对于没有 ICC 配置文件等的图像）这可能对 calc 有好处（sRGB 的白点是已知的（它是 D65））。

4.3.1 Adobe RGB(1998) 色彩空间和彩色图像编码

色彩空间色度和亮度红色 x=0.6400, y=0.3300 绿色 x=0.2100, y=0.7100 蓝色 x=0.1500, y=0.0600 白色 x=0.3127, y=0.3290 色彩空间白点应等于参考显示白点。色彩空间黑点应等于参考显示黑点。

NB：白色（x=0.3127，y=0.3290）对应D65。（见 4.2.1 参考显示白点。）

环境照明色度（不要与显示白点混淆。这对我们可以看到的颜色正确性有影响。）

来自 Adobe RGB（草稿）

3.1.4 参考观看条件 4. 参考环境白点 x = 0.3457, y = 0.3585 (D50)

来自 Adobe RGB (1998)

附件 B. 环境照明色度：... 环境照明色度可能是D65到D50 ...

显示白点（不要与环境照明色度混淆。这是关于显示器可以显示的范围。）

来自 sRGB

参考显示白点色度： x = 0.3127，y = 0.3290，z = 0.3583（等效 CIE Illuminant D65 的色度）。

来自 Adobe RGB (1998)

4.2.1 参考显示白点注意色度坐标对应于 CIE 标准光源 D65。

来自 Adobe RGB (1998)（供参考）

附件 A。 Adobe Systems 的 Adobe RGB(1998) ICC 配置文件是 Adobe RGB(1998) 彩色图像编码的一个实例。

来自 sRGB

色彩适应和转换为 ICC XYZ PCS

示例：如果选择 D65 作为 sRGB 适配白色，则 chro matic 自适应变换将从 D65 变为 D50，生成的 D50 值将编码在 mediaWhitePoint 标签中 ... 但是，如果选择 D50 作为 sRGB 适配白色，不需要色彩适应 ... IEC 61966-2-1 未指定 sRGB 参考显示器适配白点的色度。

（注意：sRGB 在 IEC 61966-2-1 中定义）这意味着没有自定义哪个白色（D65 等）用于显示 sRGB，因此将其存储在 ICC 配置文件中。

标准光源（wiki）（仅供参考。不属于此转换。）https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_illuminant

【讨论】：

Adobe reference 表示“注意色度坐标对应于 CIE 标准光源 D65”。我不知道为什么每个人都坚持说 Adobe RGB 是 D50，除了所有 ICC 配置文件都引用了 D50。 @MarkRansom D65 用于显示，而不是用于“环境照明”。来自 Adobe 参考中的附件 B，“环境照明色度可能是 D65 到 D50”，以及来自“第 4.3.6.1 节将 XYZ 转换为 RGB 三色值”“注意上述矩阵来自色彩空间色度坐标，以及适配 CIE 标准光源 D50" 来自附件 A “Adobe Systems 的 Adobe RGB(1998) ICC 配置文件是 Adobe RGB(1998) 彩色图像编码的一个实例。”所以，我认为 D50 是正确的。 4.3.1.1：“色彩空间白点应等于参考显示白点。”正如我上面所说，所有 ICC 配置文件都使用 D50 白点，所以如果您的色彩空间没有，那么创建配置文件需要一个额外的步骤。但这个问题与ICC配置文件无关。 @MarkRansom 现在我明白了。 Adobe 参考有两个转换矩阵（用于 D65 和 D50）。 4.3.1 (D65) 和 4.3.6 (D50) 用途不同。【参考方案2】：

这是实现公式的 Python 代码。如 cmets 中所述，您从一种颜色空间转换为 XYZ（标准化），然后从 XYZ 转换为新的颜色空间。我对这些功能的准确性不是 100% 满意，但它应该能让你大致了解。当我提出改进时，我会将它们编辑到答案中。

def linear_sRGB(c):
    if c <= 0.04045:
        return c / 12.92
    else:
        return pow((c + 0.055) / 1.055, 2.4)

def sRGB_to_XYZn(r, g, b):
    Rlin = linear_sRGB(r / 255.0)
    Glin = linear_sRGB(g / 255.0)
    Blin = linear_sRGB(b / 255.0)
    Xn = Rlin * 0.4124 + Glin * 0.3576 + Blin * 0.1805
    Yn = Rlin * 0.2126 + Glin * 0.7152 + Blin * 0.0722
    Zn = Rlin * 0.0193 + Glin * 0.1192 + Blin * 0.9505
    return Xn, Yn, Zn

def gamma_sRGB(c):
    if c <= 0.0031308:
        return 12.92 * c
    else:
        return 1.055 * pow(c, 1/2.4) - 0.055

def XYZn_to_sRGB(Xn, Yn, Zn):
    Rlin = Xn * 3.2406255 + Yn *-1.5372080 + Zn *-0.4986286
    Glin = Xn *-0.9689307 + Yn * 1.8757561 + Zn * 0.0415175
    Blin = Xn * 0.0557101 + Yn *-0.2040211 + Zn * 1.0569959
    R = round(255 * gamma_sRGB(Rlin))
    G = round(255 * gamma_sRGB(Glin))
    B = round(255 * gamma_sRGB(Blin))
    return R, G, B

def linear_AdobeRGB(c):
    if c <= 0.0:
        return 0.0
    return pow(c, 2.19921875)

def AdobeRGB_to_XYZn(R, G, B):
    Rlin = linear_AdobeRGB(R / 255.0)
    Glin = linear_AdobeRGB(G / 255.0)
    Blin = linear_AdobeRGB(B / 255.0)
    Xn = Rlin * 0.57667 + Glin * 0.18556 + Blin * 0.18823
    Yn = Rlin * 0.29734 + Glin * 0.62736 + Blin * 0.07529
    Zn = Rlin * 0.02703 + Glin * 0.07069 + Blin * 0.99134
    return Xn, Yn, Zn

def gamma_AdobeRGB(c):
    if c <= 0.0:
        return 0.0
    return pow(c, 1/2.19921875)

def XYZn_to_AdobeRGB(Xn, Yn, Zn):
    Rlin = Xn * 2.04159 + Yn *-0.56501 + Zn *-0.34473
    Glin = Xn *-0.96924 + Yn * 1.87597 + Zn * 0.04156
    Blin = Xn * 0.01344 + Yn *-0.11836 + Zn * 1.01517
    R = round(255 * gamma_AdobeRGB(Rlin))
    G = round(255 * gamma_AdobeRGB(Glin))
    B = round(255 * gamma_AdobeRGB(Blin))
    return R, G, B

【讨论】：

我自己已经做了这样的代码，但是我认为您已经进行了更认真的研究，所以我认为它应该是正确的答案，谢谢。 @MarkRansom 最好添加注释 XYZ 是针对哪个白点。 sRGB 本身未针对 D65 锁定。（并且也需要 ICC 配置文件连接空间（例如，规格表中的 XYZ pcs v2）。） @Toris，Mark 的代码没有使用 ICC PCS，他根本没有使用 ICC。他直接从 D65 RGB 到 D65 XYZ 再到 D65 RGB。因为他使用的是 XYZ D65，所以不需要色度适应。看到这个有用的页面：brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_XYZ_Matrix.html

以上是关于数学转换 sRGB 和 AdobeRGB的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

sRGB XYZ等不同色度空间的转换

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将 Adobe PDF 日期字符串转换为 NSDate

颜色字符串转换（正则）

关于单反相机的RAW和photoshop编辑srgb 和adobe rgb

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