色彩空间和位深之间有什么区别？
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基本上，生命色信息就像一盒巧克力蜡笔一样。
颜色信息存储在整数中，而不是模拟值中-存在离散的，可计数的颜色数量，这些颜色可以在特定位深处描述。
将颜色空间想像成一盒不同颜色的蜡笔。色彩空间描述了可用的蜡笔类型。考虑“大胆的颜色”，“粉彩”等。位深度描述了蜡笔的数量。
这是两个不同蜡笔盒的示例：
两者都有16个蜡笔，但是它们具有不同的颜色范围-特别是，较低的一组不会延伸到红色。由于有16种颜色，因此是4位色深（2⁴= 16）。
一个“真实的”色彩空间是三维的，而只有一维。（即色调。）但是它建立了一个模型，希望对您有所帮助。顶部的“框”具有一个色彩空间，该色彩空间在最边缘处具有非常红色的“原色”，而下方的框仅扩展为红橙色。
最初，顶部色彩空间显然要优越（您甚至不能用底部色彩空间绘制红色！），但请考虑使用天空，水和树木绘制风景的情况。最底层的蜡笔实际上可能要好得多，因为它使用更多的“位”来表示绿色和蓝色的细微阴影。
如果是的话。如果您在64支蜡笔套装中购买了相同的颜色范围，则每个现有的蜡笔之间将出现三个新的蜡笔。较低的组仍将具有更多的蓝色和绿色选项，但由于使用了新的蜡笔，因此与16蜡笔组相比，顶部的组在该范围内的选择也更多。由于上面一组还包括红色，有足够的蜡笔这将在客观上更好。
但是，可以想象一个选择，其中两个盒子都缺少东西。如果我们进行更复杂的可视化，这里是真实的sRGB（作为电视或消费者级别的计算机显示器）和标准的“ SWOP” CMYK墨水，那将变得容易些。
在这里，您可以看到CMYK SWOP色彩空间¹延伸到比sRGB所能代表的青色，品红色/紫色和黄色。即使我们添加更多位以区分可用的可区分步骤，颜色空间也确定了border。同样，向CMYK表示中添加更多位也无助于表示sRGB覆盖的红色，绿色和蓝色的远端。（当然，所有这些都不能很好地代表人类视觉的色域，以外形表示）。如果您曾经想知道为什么很难将绿色数码照片看起来很自然，这就是故事的一部分！）
在现实生活中，有24位色彩空间（每个通道8位），您可以使用1680万种色彩。通常，这很好，并且被广泛认为是人眼无法分辨的颜色，但是如果您的色彩空间确实很大，那么中间的各个颜色之间的跳变大于理想值时，您实际上可能具有相同的效果，并且可能在某些情况下会引起注意。
实际上，某些“宽”色彩空间（例如ProPhoto RGB）在该空间的边缘具有与人类视觉中的任何颜色都不对应的颜色。它们是理论上的“虚构”颜色，可以使色彩空间正常工作，但实际上是在浪费。当您使用带有少量蜡笔（低位深度）的颜色空间时，对于实际有用的颜色的选择就更少了，这使得丢失步骤的可能性成为更大的问题。诸如sRGB之类的东西不能覆盖遥远的青色和绿色（就像上面集合中缺少的红色一样），但是作为交换，您可以更好地区分蓝色，紫色和红色（以及那里的绿色）。
如果我们将每个通道的16位（总共48位）移到方框中，则每个阴影之间会有1680万个额外的 “蜡笔” 。这是完全的过大杀伤力（在人类可能会分辨出的东西以及在屏幕或印刷品上表现出细微差别的实际现实中），但是过大杀伤力保证了始终可以进行平滑过渡。而且，由于在现实生活中，色彩空间都大致旨在覆盖人类视觉（即使他们并不完全一致），你真的不跑地了解自己的色彩空间也没有红的情况在所有 -它只是可能不那么深刻或微妙。
值得考虑的另一件事是，sRGB的设计不仅要与人的视觉相匹配，而且要在大多数消费类设备上都可以表示，这是非色彩管理显示器的默认假设。这意味着，当您使用sRGB时，您有最大的机会使正在使用的“蜡笔”与查看者设备使用的“蜡笔”相对应。这就是为什么我建议保存到sRGB以进行Web查看和共享的原因—更高的位深度并不是一个普遍的选择，并且大多数人没有能力换用您选择的蜡笔。（希望这种情况将来会有所改善，但是对于消费类设备制造商而言，这似乎并不是真正的优先事项。也许当3D和4K的hoopla解决后，我们可以更加强调“深色”）消费者展示。
（其中一些是我先前对“ sRGB和Adobe RGB之类的色彩空间如何重叠？”的回答中借用的。）
脚注
1.这个特定示例过于简化，掩盖了CMYK图像的真实表示形式和其他一些细节；但是，这是一个很好的例子，因为大多数实际色彩空间都设计为尽可能重叠，这表明存在某些不匹配之处。
位深度和色彩空间不是同一件事，也不是互斥的。它们是同时存在的不同事物。对于特别简单的解释：
位深确定每种独特颜色分级的精细度。
颜色空间判定范围内，其那些颜色分布。
让我们以sRGB和AdobeRGB作为颜色空间，以8位和16位颜色作为位深度。sRGB是较小的色彩空间，而AdobeRGB是较大的色彩空间。色彩空间或色域定义了可以从人眼可见的整个颜色范围（或者甚至超出该范围，如ProPhotoRGB或某些新的10bpc的情况）中选择颜色的范围。电视色域）。如果您在sRGB中映射颜色“纯绿色”，则该颜色确实将是数字纯绿色……但是，它可能不是最直观准确的纯绿色。映射相同的颜色“纯绿色”是AdobeRGB，而数字上则是相同的绿色，在AdobeRGB中映射时，它更加饱和和充满活力。（此外，在ProPhotoRGB中映射相同的颜色，它将再次比AdobeRGB更加饱和...当然，假设，
现在，进入深度。8位和16位的纯绿色之间的差异是0,255,0与0,65535,0。与8位颜色相比，使用更大的数字以16位颜色描述纯绿色的绿色通道。如果我们引入中等绿色，则8位中的值可能是0,128,0，而16位中的值可能是0,32768,0。颜色相同，但是使用16位颜色时，纯绿色和中绿色之间等级上的不同颜色数量要高得多。在这两个级别的16位中，总共有32768个不同的绿色，而在8位中只有128个不同的绿色。假设我们选择了一个较浅的绿色，即8位中的0,192,0。相同的颜色将是16位的0,49152,0。潜在的独特颜色的增加意味着，当使用更高的位深度时，渐变变得更加平滑且轮廓更加清晰。
最后，位深度和色彩空间如何一起工作？在像sRGB这样的色域较窄的情况下，您只能在有限的色彩空间中映射不同的颜色。使用sRGB和8位颜色，当您遍历从0,1,0到0,128,0到0,255,0的所有绿色时，每种颜色都将真正不同。如果在sRGB空间中有16位图像会发生什么？从数字上讲，您的图像可以表示280万亿种以上的不同颜色（16 + 16 + 16位为48位，2 ^ 48为281.5万亿）。从视觉上看……当将RGB数字值映射到色域限制的颜色时，这280万亿种颜色中的很大一部分最终将映射到颜色空间中完全相同的“颜色坐标”。您的图像文件仍包含全精度的颜色数据，但是当将其渲染到屏幕（或渲染以打印）时，
如果我们升级到AdobeRGB，则色域会增加，这是一个更大的色彩空间，因此可以包含更多数量的不同色彩映射。具有8位色深，您将有效地稀疏地映射到更大的色域中。从技术上讲，色域能够描述比位深度允许您引用的颜色更多的颜色。现在，您的限制因素已经发生了变化……而不是限制色域，而是限制了比特深度。如果我们在AdobeRGB颜色空间中使用16位颜色，则我们的280万亿种潜在颜色有更多的空间来引用不同的颜色。在AdobeRGB空间中，多种颜色可能仍将映射到相同的实际坐标，但是，在较大的空间中，与sRGB相比，碰撞将少得多。
因此，尽管色彩空间/色域和位深度是不同的东西，但它们是相互关联的。当使用较高的位深度来存储图像数据时，不需要使用较大的色域，但是建议最大程度地利用较高的位深度。相反，如果要保存位深度较低的图像，则用sRGB以上的颜色渲染这些图像时，通常没有什么价值。
为了充分利用图像文件中的高位深颜色信息，较大的色域以及同时可以实际显示这些色域的更好的屏幕变得很有价值。为了在电视或计算机屏幕上渲染10位，12位和16位色，通常需要充分利用大于AdobeRGB甚至大于ProPhotoRGB的色域，以充分利用人类的视觉感知。我们的眼睛是令人惊叹的设备，并具有令人难以置信的动态范围和极宽的色彩灵敏度。具有12位，14位和16位硬件LUT（3D彩色查找表）的现代10位屏幕能够显示10.7亿个并发颜色，选自687亿（12位），4.4万亿（14位）或281.5万亿（16位）的颜色，LUT可以非常准确地描述它们。
这些都是独立的东西。颜色空间代表所有可能的颜色，并且是一个连续的空间。数字设备需要空间离散化。这意味着每个步骤都可以代表颜色空间内的颜色。
这是一个简单的类比：关于两层之间的高度作为颜色空间。那就是地板之间的空间。现在，您需要从下层到上层建造几步楼梯？答案取决于步长的大小。那是位深度。
现在，当您谈论文件格式中使用的位深度时，情况就更加复杂了，因为并非所有步长都是大小，这是因为位深度在线性意义上并不是均匀分布的。有时，这些步骤遵循基于感性的曲线，伽玛曲线或对数曲线。
通常，如果增加位深度，则可以在颜色空间中获得更多的灰度，但是其边界保持不变。但是，有些HDR文件格式使用浮点或定点值，这些值甚至可能为负值，以表示特殊颜色空间之外的颜色。
让我们尝试一个简单的例子。假设我们有一个称为“彩虹”的色彩空间。它包含彩虹的颜色，因此由红色，橙色，黄色，绿色，蓝色和紫色组成。颜色空间描述了色域覆盖的颜色范围。
另一方面，位深度定义了我们可以在该空间中制作多少种不同的颜色。如果只有几个位，则只能代表彩虹的基本颜色，但是如果有很多位，则可以制造深红色，明亮的红色和中等的红色，等等。我们可以定义更多的唯一值，因此可以有更多的颜色，但是它们仍然都是红色，橙色，黄色，绿色，蓝色和紫色的阴影。
这就是为什么实际上有可能具有较高的位深度来表示较小的颜色范围，而最终只是在所覆盖的颜色内获得更高的精度。
从技术上讲，比特率定义颜色空间内颜色的粒度，颜色空间定义颜色的最小值和最大值（以及可能还有其他一些东西，具体取决于空间），但是您可以使用任意数量的这些值之间的步骤。
额外的位扩展了您覆盖的色彩空间，可以更好地控制色彩空间内的颜色，或者将两者进行某种组合。
考虑这些问题的一种简单方法是颜色空间是容器。它们包含为其创建的色彩空间的色彩值。如果它们是RGB颜色空间，则每个通道中的值为RGB-0-255。如果CMYK为0-100的值。
如果色彩空间的体积不变，则这些值不会改变。改变色彩空间体积的是定义该空间的CIEXYZ值。较大的体积颜色空间通常可以包含更饱和的颜色。一个示例是sRGB（按体积计算，小的色彩空间）和ProPhoto（按体积计算的大色彩空间）。在Photoshop中打开sRGB图像会产生预期的结果，但是分配ProPhoto ICC配置文件会极大地改变图像颜色，并使图像更加饱和，但RGB值没有改变。只是他们与CIELab的关系。那些定义色彩空间量的CIEXYZ值将转换为CIELab，然后转换为目标空间。
位深度是像素中可用的颜色信息量。这是很好的解释这里应用于摄影和数字图像的较高位深度允许每个像素中包含更多图片信息。当打开阴影或恢复高光细节时，此较高的位深度可提供更大的可调整性。请记住，渲染的像素位深度不捕获的位深度。请记住，一旦减少了位或色彩空间，就无法扩展它。将8位图像变为16位不会在每个像素上创建更多的位，而只是使8位像素中的位加倍。颜色空间也是一样。如果将图像渲染为sRGB，现在您希望从大型色域打印机上打印的原始图像中获得所有这些明亮的颜色，那么抱歉，这些颜色在该sRGB图像中不再存在。重新开始并将这些像素渲染到更大的色彩空间中。