Google 新推出的色彩空间 HCT 是什么？

源济 · 发表于 2022-3-5 09:16 PM

作者 / 00

最近，随着 Android 12 动态主题 Material You 的发布，Google 新研制的色彩空间 HCT 也开始为人所知。个人感觉这大概将会是近 20 年最重要的色彩空间。

新空间，新可能

HCT 是 Hue、Chroma、Tone 三个单词的缩写。显然，Google 这一套新的色彩空间，主要由色相、色度和色调来定义。

色彩空间，可以简单理解为一套组织和命名成千上万种色彩的方法。比如，设计师不会直接说「蓝色」，而会用几个数字准确定义是哪一种蓝——用 RGB 表示为(0,0,255)，用 HSL 表示为(240,100,50)。目前广泛使用的色彩空间主要有：

名称	主参数	应用领域
RGB	Red, Green, Blue	最通用的硬件色彩模型
CMYK	Cyan, Magenta, Yellow	工业印刷
HSL/HSV	Hue, Saturation, Lightness/Value	数字化图像处理
Lab*	L 亮度；a+ 为红色，a- 为绿色；b+ 为黄色，b- 为蓝色	与设备显示限制无关的场景如照明

从使用广泛的 HSV/HSL/HSB 色彩空间来看，目前共识是人眼主要用三个维度来组织颜色：色相、饱和度和亮度。色相告诉我们使用色轮上的哪个角度，比如红色和紫色。饱和度描述颜色看起来有多鲜艳或中性（接近灰色）——颜色离色彩空间的中心越远，色彩越鲜艳。亮度则描述该颜色与白色或黑色的接近程度。

无论是 RGB 还是 HSL，已经使用很多年了，为什么需要一套新的色彩空间呢？在回答这个问题之前，我们先来直观感受一下 HCT 的表现：

与其他色彩空间相比（尤其是显示设备最常用的 RGB），HCT 的渐变过渡更自然、更舒服。

真是没有对比就没有伤害——原来我们一直在使用并不是特别适合人类感知和阅读的色彩体系。要知道，就算是问世比较晚的 HSL 模型，也是针对上世纪 70 年代的电脑显示器提出的。我们确实需要一套更好的描述颜色的方法了。

HCT 正是基于当今显示设备和人类色彩感知的原理，优化了色彩的表达，这样能够减少颜色带来的可读性问题、帮助设计师更高效合理地用色。

下面我们就来详细了解一下 HCT 主要解决了什么问题。

贴近人的色彩感知

现有的色彩空间，大都是用公式 / 数值表达颜色之间的关系，也就是说，以机器可理解、易呈现的方式来构筑色彩空间，它们大都符合序列插值的线性关系。

可是，当设计师在挑选颜色或者设计一套适用于产品的色系时，常常会发现，按照线性关系取出的颜色（无论是邻近色、对比色、互补色），总是需要调整，有的颜色虽然在算法取色的系列中，但怎么都用不出手。

比如，腾讯文档团队在生成产品色系时，其中一步是校正辅助色：

校正原则：
- 色相必须保持是同类色（色相环中 15°夹角内的颜色）
- 保持感官明度同频
- 保证视障群体的识别度

后两个正是 HCT 要解决的核心问题。

我们来具体看看 HSL 在表达色彩明度时存在的问题。

上图有四种颜色，左侧黄色给人很明亮甚至有点刺眼的感觉，而右侧蓝色则亮度较低。这些颜色灰度处理后，亮度的差别就一目了然了，从左到右亮度依次降低。但是在 HSL 中，它们的亮度值（Ligntness）都为 50！

这说明 HSL 包括其他色彩空间，并没有基于人的感知而优化，所以与人的感官所接收解读的色彩感觉存在偏差。

HCT 尝试解决这个问题，它参照了两种色彩空间方案：L*a*b（也称为 LCH）和 CAM16。

注：1976 年，国际照明委员会提出 CIE L*a*b*（CIELAB）色彩模型，旨在提供一个感知上统一的空间，其中给定的数字变化对应于相似的感知颜色变化，而与设备无关（device-independent）。它是用来描述人眼可见的所有颜色相对完备的色彩空间。

HCT 的 T（亮度度量），与 L*a*b* 亮度计算方法类似。使用这种亮度测量以及一些数学技巧，HCT 可以测量对比度，直接集成对比度检查器算法，满足易用性要求。

HCT 的 H 和 C（色相和色度度量），与 CAM16 的色相和色度相同，能解决 L*a*b* 在感知上不一致的问题。

For the first time, designers have a color system that truly reflects what users see, taking into account a range of variables to ensure appropriate color

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