处理RGB到CIEL*a*b*到RGB转换中的“Out-of-Gamut”颜色

Question

我有一些函数（c++），可以将游戏图像（SDL2 SDL_Surface）从RGB转换为CIEXYZ，再到CIEL*a*b*，以便在色调、亮度和饱和度的调整中比在HSV空间更自然。这个方法有效，但是有一些像素在这个过程中会超出RGB色域，需要将其调整回色域内。虽然强制将值限制在色域内也不难，方法如下：

- 将每个子像素值分别裁剪至0以下或255以上； - 通过除以（max-min）和减去min/（max-min）来压缩并移动整个像素或整个图像到0-255范围内。

但是，这些选项在对同一图像进行多次操作时会导致严重的伪影。我正在寻找用代码最少破坏的处理超出颜色范围的子像素的方法。在谷歌搜索了许多页面后，发现大部分结果都是有关Photoshop的链接，还有一些与设计有关的链接，以及一些有关LittleCMS等CMS的参考资料。

我需要一个算法解决方案，可以放入c++代码里。

注：做了一些基本实验后，使用线性压缩整个图像会导致亮度的大量损失，在运算时，这种指数形式的压缩的更多信息是非常欢迎的。

- justinzane

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将数据存储在足够大的空间中表示怎么样？RGB 888像素的色调、饱和度和亮度变化无法在该空间中根本表示。 - Yakk - Adam Nevraumont

这正是问题所在。我需要回到RGBA8888，因为这些“图像”实际上是“精灵”，或者你想怎么称呼它们，将它们传递给SDL2进行转换为SDL_Texture，然后渲染到屏幕上。我试图将Lab操作的照片真实性应用于游戏中。 - justinzane

保留显示精灵和具有更好色域的真实图像数据。或者保留原始精灵，对其进行转换并保留当前结果。当应用新变换时，请将其与现有变换组合，并从原始状态开始重新执行。 - Yakk - Adam Nevraumont

也许考虑使用类Sigmoid的压缩函数将超出色域范围的值映射到0-255之间？即使它在20-235之间大部分是线性的，而将色域的其余部分映射到顶部和底部的最后20个位置中？ - Joe Z

@Yakk，保留浮点副本的想法确实可行，但由于目标是使其在大多数SDL2平台上运行--包括平板电脑和手机等ARM设备--我希望通过找到一个良好的色域管理算法来避免不必要的RAM消耗。 - justinzane

Answer 1

您面临的根本问题是在不同颜色空间之间进行多次转换。如果转换不是无损的，那么您将会获得累积的伪影。

更好的解决方案是将所有的图片都保持在一个颜色空间中，并在该颜色空间内进行所有的操作。把颜色空间的转换看做是单向的，将副本转换为RGB以进行显示，而不是来回转换。

- Joe Z