色空間・表色系・カラーモデル
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参考資料
表色系の分かりやすい図解が載ってます
同様
混色系と顕色系の違いについて説明されてます
RGB (RGBカラーモデル)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/05/AdditiveColorMixing.svg/256px-AdditiveColorMixing.svg.png
Red, Green, Blueで表される一般的なカラーモデル・色空間。
眼球内にある3種の感覚細胞が,それぞれ刺激として感じる光の刺激の応答量
感覚細胞が3原色でも（全てのスペクトルを有していない光でも）物体の色を認識することができることを利用
関連する色空間
XYZ / Yxy
1931年、国際照明委員会(CIE)が、「等色実験」をもとに標準表色系として承認された色の表現方法 色光の3原色R, G, Bのそれぞれの波長$ \lambda R, \lambda G, \lambda Bについて、$ \lambda R=700.0\mathrm{nm},\space \lambda G=546.1\mathrm{nm},\space \lambda B=435.8\mathrm{nm}を3種の波長の単色光として定める。
https://www.dic-color.com/knowledge/images/knowledge_img_xyz01.jpg
これらの原色から加法混色によって得られる、それぞれの色と任意の印刷された色が、目で見て一致するときのRGBの混合比を求める実験
三刺激値を定量的に表そうとした
https://www.cybernet.co.jp/optical/images/glossary/t14/t14_02.png
Wright & Guildの実験とCIEの実験が同年の1931年で行われている
Wright & Guild 1931 RGB等色関数（$ R+G+B=1となるようなRGBの混合比を波長に応じて関数にしたもの）
波長$ \lambdaにおける色光$ Rの等色関数$ r(\lambda)と放射量$ a(\lambda)について、原刺激$ Rは $ R=\int_0^\infin a(\lambda)r(\lambda) d\lambdaと表せる。
https://www.cybernet.co.jp/optical/images/glossary/t14/t14_03.pnghttps://www.cybernet.co.jp/optical/images/glossary/t14/t14_04.png
特定の波長において、Rで負の値が必要になる（負の比・放射量）
→加色だけでは、彩度が不足してしまうため
CIE 1931 XYZ等色関数
負の値を取らないように都合の良い規定ベクトル（rgbそれぞれに掛ける係数）を選んで表現したものがXYZ表色系
https://www.cybernet.co.jp/optical/images/glossary/t14/t14_05.pnghttps://www.cybernet.co.jp/optical/images/glossary/t14/t14_06.png
見た目がRGB等色関数の図よりも綺麗に見える気がする
参考:
sRGB
Adobe RGB
Apple RGB
ACES / ACES cg
CMYK (CMYKカラーモデル)
Cyan, Mazenta, Yellow, KeyPlateで表されるカラーモデル
HSV・HSB
色相(Hue), 彩度(Saturation), 明度(Value)の成分で表される色空間
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/21/Hsv_sample.png
1978年、アルヴィ・レイ・スミスによって考案された。
RGB色空間の非線形変換
変換式
$ (R,G,B)成分から$ (H, S, V)への変換について、$ M=\mathrm{max}(R,G,B);\space m=\mathrm{min}(R,G,B)とすると
$ H=\begin{cases} \mathrm{undefined} &\mathrm{if}\space m=M\\ 60\times\frac{G-R}{M-m}+60 &\mathrm{if}\space m=B\\ 60\times\frac{B-R}{M-m}+180 &\mathrm{if}\space m=R\\ 60\times\frac{R-B}{M-m}+300 &\mathrm{if}\space m=G\\ \end{cases}\quad (0\leqq H\leqq360)
$ V=M\quad (0\leqq V\leqq 1)
円錐モデル: $ S=M-m \quad (0\leqq S \leqq 1)
円柱モデル: $ S=\frac{M-m}{M}\quad (0\leqq S \leqq 1)
円錐モデルと円柱モデルによって、$ Sの計算式が異なる
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/HSV_cone.jpg/300px-HSV_cone.jpghttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/HSV_cylinder.jpg/300px-HSV_cylinder.jpg
HSVモデルと人間が色を知覚する方法が類似しているため、グラフィックデザイナーはRGBやCMYKのようなモデルよりHSVカラーモデルを用いることを好むことがある。RGBとCMYKはそれぞれ加法混合と減法混合によるモデルであり、どちらも原色の組み合わせによって色が定義される。それに対しHSVはより人間と親和性のある内容、この色は何色か・鮮やかさはどのくらいか・明るくしたり暗くするにはどうしたらいいか、で色についての情報をカプセル化する。HLS色空間も同様に直感的に理解しやすい。 https://ja.wikipedia.org/wiki/HSV色空間#HSVと色覚 https://www.nig.ac.jp/color/barrierfree/images/img_b30s.gif https://www.nig.ac.jp/color/barrierfree/barrierfree2-6.html
HSL
色相(Hue), 彩度(Saturation), 輝度(Lightness)の成分で表される色空間
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1d/HLS-Model.png/150px-HLS-Model.png
輝度は、中間$ L=0.5のときに、純色になるような明るさの度合い
変換式
$ (R,G,B)成分から$ (H, S, L)への変換について、$ M=\mathrm{max}(R,G,B);\space m=\mathrm{min}(R,G,B)とすると
$ H=\begin{cases} \mathrm{undefined} &\mathrm{if}\space m=M\\ 60\times\frac{G-R}{M-m}+60 &\mathrm{if}\space m=B\\ 60\times\frac{B-R}{M-m}+180 &\mathrm{if}\space m=R\\ 60\times\frac{R-B}{M-m}+300 &\mathrm{if}\space m=G\\ \end{cases}\quad (0\leqq H\leqq360)
$ L=\frac{M+m}{2}\quad (0\leqq L\leqq 1)
円錐モデル: $ S=M-m \quad (0\leqq S \leqq 1)
円柱モデル: $ S=\frac{M-m}{1-|M+m-1|}\quad (0\leqq S \leqq 1)
余談ですが、CIE XYZ, RGB, YUVのことを表色系、HSV, HSLのことを顕色系と呼ぶらしいです。
Lab (Hunter 1948 L,a,b色空間)
L*a*b* (CIE 1976色空間 / CIE LAB)
Oklab
YIQ
NTSCカラーテレビシステムで使用される色空間
https://scrapbox.io/files/635d3192fa0c110020229f7a.png®
PALでは、YUVは特殊な周波数変調を使って空中に送られます。Y成分は全帯域を食べ、白黒の画像を運ぶ。UとVの成分はY信号の上で直交振幅変調されています。Yだけデコードすると、高周波で低振幅のノイズが発生するだけで、通常の視聴環境ではおそらく気づかないだろう。 ... という魔法の定数のようなもので、スケーリングされます。なぜか？IとQはYUV/PALと同様に直交振幅変調（QAM）という別の符号化ステージに進むからです。もしかしたら、（アナログ）ハードウェアデコードでは特にシンプルになるようにということなのでしょうか。それ、あまり納得できないのですが、私はアナログ部品でデコーダを作ることはありません。
参考
この空間で色相をずらしたときに見た目きれいに見える
HCT
Hue, Chroma, Tone
GoogleのMaterial Design 3用に開発された色空間。CAM16 x L* という表色系(?)をベースにしているらしい
a11yを考慮したコントラストの算出などに便利らしい
その他
色々な色空間が回転している