色彩空间（Color space）是特定的颜色组织。 结合物理设备配置文件，它可以在模拟和数字表示中重现色彩表现。 色彩空间可以是任意的，其中特定的颜色分配给一组物理色样和相应的指定名称或数字，例如Pantone集合，或者像NCS系统，Adobe RGB或sRGB那样以数学方式结构化。 颜色模型是一种抽象的数学模型，描述颜色可以用数字元组表示的方式（例如RGB中的三元组或CMYK中的四元组）。 然而，没有与绝对色彩空间关联的映射函数的色彩模型是或多或少随意的色彩系统，与任何全局理解的色彩解释系统无关。 在颜色模型和参考颜色空间之间添加特定的映射函数在参考颜色空间内建立了明确的“足迹”，即所谓的色域，对于给定的颜色模型，这定义了颜色空间。 例如，Adobe RGB和sRGB是两种不同的绝对色彩空间，均基于RGB色彩模型。 定义色彩空间时，通常的参考标准是CIELAB或CIEXYZ色彩空间，它们专门设计用于包含人类可以看到的所有颜色。
由于“颜色空间”标识了颜色模型和映射函数的特定组合，因此该字通常用于非正式地识别颜色模型。 但是，尽管识别颜色空间会自动识别关联的颜色模型，但严格意义上这种用法不正确。 例如，虽然几个特定的颜色空间是基于RGB颜色模型的，但不存在单一的RGB颜色空间之类的东西。
历史
1802年，托马斯杨假设在眼中存在三种类型的光感受器（现称锥形细胞），每种感光器都对特定范围的可见光敏感。 Hermann von Helmholtz在1850年进一步发展了Young-Helmholtz理论：根据他们的反应，三种类型的锥形感光器可以分为短偏好型（蓝色），中偏好型（绿色）和长偏好型（红色）到撞击视网膜的光波长。 由三种类型的锥体检测到的信号的相对强度被大脑解释为可见颜色。 但是他们并不清楚他们认为色彩是色彩空间中的点。
颜色空间的概念很可能是由赫尔曼·格拉斯曼（Hermann Grassmann）开发的，他分两个阶段开发它。 首先，他提出了矢量空间的概念，它允许在{\ displaystyle n} n维空间中几何概念的代数表示。 Fearnley-Sander（1979）描述了Grassmann的线性代数的基础如下：
“ 线性空间（矢量空间）的定义在1920年左右广为人知，当时Hermann Weyl等人发表了正式的定义。 事实上，这样一个定义是在三十年前由Peano完成的，他完全熟悉了Grassmann的数学工作。 格拉斯曼没有给出一个正式的定义 – 语言不可用 – 但毫无疑问，他有这个概念。 ”
有了这个概念背景，在1853年，格拉斯曼发表了一个关于颜色混合的理论; 它和它的三个颜色定律仍然被教导，如格拉斯曼定律。
“ 正如Grassmann首先提到的那样…光集在无限维线性空间中具有圆锥体的结构。 结果是，光锥的商集（关于同色异谱）继承了锥形结构，其允许颜色在3D线性空间中被表示为凸锥，其被称为彩色锥体。 ”
例子
使用颜料（青色（C），品红色（M），黄色（Y）和黑色（K））的减色基色，可以使用基于CMYK颜色模型的色彩空间打印时创建颜色。 要创建给定色彩空间的三维表示，我们可以将洋红色的数量分配给表示的X轴，将青色分配给其Y轴，并将黄色的数量分配给其Z轴。 由此产生的3D空间为通过组合这三种颜料可创建的每种可能的颜色提供了独特的位置。
使用添加的原色（红色，绿色和蓝色），可以在具有基于RGB颜色模型的颜色空间的计算机显示器上创建颜色。 三维表示将为X，Y和Z轴分配三种颜色的每一种。 请注意，在给定的显示器上产生的颜色将受到再现介质的限制，例如荧光粉（在CRT显示器中）或滤光片和背光（LCD显示屏）中。
另一种在显示器上创建色彩的方法是使用基于色调，饱和度，亮度（值/亮度）的HSL或HSV色彩空间。 有了这样的空间，变量被分配到圆柱坐标。
许多颜色空间可以用这种方式表示为三维值，但是一些颜色空间可以具有更多或更少的尺寸，并且一些例如Pantone不能以这种方式表示。
转变
颜色空间转换是将颜色表示从一个基础转换到另一个基础。 这通常发生在将一个颜色空间中表示的图像转换为另一个颜色空间的情况下，目标是使翻译后的图像看起来与原始图像尽可能相似。
RGB密度
RGB颜色模型以不同的方式实现，具体取决于所用系统的功能。 到2006年为止，最常见的通用化身是24位实现，每个通道具有8位或256个不连续的颜色级别。 基于这种24位RGB模型的任何颜色空间因此被限制在256 × 256 × 256≈167百万种颜色的范围内。 一些实现使用总共48位的每个组件16位，导致具有大量不同颜色的相同色域。 当使用宽色域颜色空间（大多数常见颜色位于相对较近的位置）或连续使用大量数字滤波算法时，这一点尤为重要。 相同的原理适用于基于相同颜色模型的任何颜色空间，但是以不同的位深度实现。
清单
CIE 1931 XYZ色彩空间是基于人类色彩感知测量产生色彩空间的第一次尝试（早期的努力是由James Clerk Maxwell，König＆Dieterici和帝国学院的Abney提供），它几乎是所有人的基础其他色彩空间。 CIERGB色彩空间是CIE XYZ的线性相关伴侣。 CIE XYZ的其他衍生产品包括CIELUV，CIEUVW和CIELAB。
通用
RGB使用加色混合，因为它描述了需要发射哪种光以产生给定的颜色。 RGB存储红色，绿色和蓝色的各个值。 RGBA是带有附加通道alpha的RGB，用于指示透明度。
基于RGB模型的常见色彩空间包括sRGB，Adobe RGB，ProPhoto RGB，scRGB和CIE RGB。
CMYK使用印刷过程中使用的减色混色，因为它描述了需要应用何种油墨，以便从基材和油墨反射的光线产生给定的颜色。 一个以白色底层（画布，页面等）开始，并使用墨水从白色中减去颜色以创建图像。 CMYK存储青色，品红色，黄色和黑色的墨水值。 对于不同组的墨水，基材和印刷机特性（改变每种墨水的网点增益或转印功能，从而改变外观），有许多CMYK色彩空间。
YIQ以前用于NTSC（北美， 日本 和其他地方）出于历史原因的电视广播。 该系统存储大致类似于（并且有时不正确地标识为）亮度的亮度值以及作为颜色中蓝色和红色的相对量的近似表示的两个色度值。 它与大多数视频采集系统和PAL（澳大利亚，欧洲，除法国，使用SECAM）电视机使用的YUV方案类似，不同之处在于YIQ色彩空间相对于YUV色彩空间旋转33°，颜色轴被交换。 SECAM电视使用的YDbDr方案以另一种方式旋转。
YPbPr是YUV的缩放版本。 它最常见于其数字形式YCbCr，广泛用于视频和图像压缩方案，如MPEG和JPEG。
xvYCC是由IEC（IEC 6）发布的一种新的国际数字视频色彩空间标准 1966年2月4日 ）。 它基于国际电联BT.601和BT.709标准，但将色域扩展到这些标准中规定的R / G / B原色之外。
HSV（色调，饱和度，值），也称为HSB（色调，饱和度，亮度）常被艺术家使用，因为在色相和饱和度方面考虑色彩往往比在加色或减色方面更自然组件。 HSV是RGB颜色空间的转换，它的组件和比色测量与其衍生的RGB颜色空间有关。
HSL（色调，饱和度，亮度/亮度），也称为HLS或HSI（色调，饱和度，强度）与HSV非常相似，用“亮度”代替“亮度”。 不同之处在于纯色的亮度等于白色的亮度，而纯色的亮度等于中等灰度的亮度。
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孟塞尔颜色系统
Pantone匹配系统（PMS）
自然色彩系统（NCS）
特殊目的
RG色度空间用于计算机视觉应用。 它显示光的颜色（红色，黄色，绿色等），但不显示其强度（黑暗，明亮）。
TSL色彩空间（色调，饱和度和亮度）用于人脸检测。
过时的
早期色彩空间有两个组成部分。 它们在很大程度上忽略了蓝光，因为与从单色到双色分量的跳跃相比，3分量处理的复杂性仅提高了逼真度。
RG为早期的Technicolor电影
RGK用于早期彩色印刷
绝对的色彩空间
在色彩科学中，术语绝对色彩空间有两个含义：
一种颜色空间，其中颜色之间的感知差异与颜色空间中的点所代表的颜色之间的距离直接相关。
一个颜色空间，其中的颜色是明确的，也就是说，空间中的颜色解释是通过色度定义而不涉及外部因素。
在本文中，我们将重点放在第二个定义上。
CIEXYZ，sRGB和ICtCp是绝对色彩空间的示例，与普通的RGB色彩空间相反。
通过将绝对色度关系定义为绝对色度量，可以使绝对色彩空间绝对化。 例如，如果监视器中的红色，绿色和蓝色的颜色与监视器的其他属性一起精确测量，则该监视器上的RGB值可视为绝对值。 L * a * b *有时被称为绝对值，尽管它也需要一个白点指定来完成。
将RGB等颜色空间变为绝对颜色的常用方法是定义包含RGB属性的ICC配置文件。 这不是表达绝对色彩的唯一方式，但它是许多行业的标准。 广泛接受的配置文件定义的RGB颜色包括sRGB和Adobe RGB。 将ICC配置文件添加到图形或文档的过程有时称为标记或嵌入; 因此标记标记了该图形或文档中颜色的绝对含义。
转变
一个绝对色彩空间中的颜色可以转换为另一个绝对色彩空间，并且一般情况下可以再次转换回来。 但是，某些色彩空间可能具有色域限制，并且转换位于该色域之外的颜色不会产生正确的结果。 也可能会出现舍入误差，特别是如果使用每个组件仅有256个不同值的流行范围（8位颜色）时更是如此。
绝对色彩空间定义的一部分是观看条件。 在不同的自然或人造照明条件下观看的相同颜色看起来会不同。 那些涉及色彩匹配的专业人员可能会使用标准化照明点亮的观察室。
有时，在非绝对色彩空间之间有精确的转换规则。 例如，HSL和HSV空间被定义为RGB的映射。 两者都是非绝对的，但它们之间的转换应保持相同的颜色。 但是，通常，在两个非绝对色彩空间（例如，RGB到CMYK）之间或绝对和非绝对色彩空间（例如，RGB到L * a * b *）之间转换几乎是没有意义的概念。
任意空间
定义绝对色彩空间的另一种方法是许多消费者熟悉的色卡，用于选择油漆，织物等。 这是双方达成协议的一种方式。 定义绝对色彩的更加标准化的方法是Pantone Matching System，这是一种专有系统，包括色卡和食谱，商业印刷商可以使用这些色卡制作特定颜色的墨水。