彩色图像
人的色彩感知在电磁辐射的波长这一客观的物理性质基础上加了一主观层次。因此，色彩可以认为是一 种心理物理现象。
色彩长期用于绘画、摄影和影片中，将周围世界以类似于其在真实中所被感知的方式展示给人。
在绝对意义下，人类的视觉系统对 于感知色彩并不十分精确；如果想精确地表达色彩概念，我们会使用较为常用的色彩来描述它，而这些色彩被用作标准：作为一个例子，想想英国公共电话亭的红色。
色彩物理学
电磁波谱：
色彩可以表达为基色的组合，基色即红、绿、蓝 ，为了标准化它们分别被定义为 700nm、546.1nm、435.8nm.
辐照度因波长λ不同而变化。变化由功率谱表达（也称作功率谱分布）S（λ）。
为什么我们看到的世界是带色彩的？当照射表面时，有两种占主导地位的物理机制来解释会发生什么。
表面反射（ surface reflection） 以类似镜子的方式弹回进来的能量。反射光的光谱与照明的光谱保持一致，与表面无关——我们记得闪亮的金属“不带颜色”。其次，能量扩散进入材料内并随机地从其内部的颜料反射。这种机制称作体反射，在诸如塑料或油漆的电介质中是显著的。色彩是颜料粒子的性质引起的，它们从入射波光谱中吸收了某些波长。
用T捕获色彩的多数传感器，如摄像机，并不直接取得色彩， 分光光度计（ spectrophotometer） 是个例外， 它在原理上与牛顿棱镜相像。 入射的辐照光被分解为光谱颜色， 具有变化波长λ的光谱强度用 一个窄的波长段来测量， 例如， 用一个机械移动的点传感器来测量。真正的分光光度计使用衍射光栅， 而不是玻璃棱镜。
人所感知的色彩
人类和一些动物在进化中发展出来了一种间接色彩感知机制。入建立起f对入射辐照光波长敏感的三种类型的传感器，即三色觉（trichromacy）。人类视网膜伫颜色敏感的感受器是锥状体（cones）。视网膜t另一种光敏感受器是杆状体（rods），专注F在周边光照强度低的情况F的单色感知。
锥状体按照感知的波长范围分为三类：S（短），敏感度最大出现在 ≈ 430nm，M（中）在≈560nm，L （长）在 ≈ 610nm。
感光器的反应或摄像机中的传感器的输出可以以数学建模。
锥状体S、M、L的相对敏感度定性如下图所示。测量是在白光源照射角膜时进行的，以便考虑眼睛的角膜、晶状体和内部颜料对波长的吸收［Wandell,1995）。
有关的种现象称作条件等色（color meta mer）。一般而言，条件等色是指两件物理七不同的事看起来却相同。红加绿产生黄就是开中条件等色，因为黄也可以由一个光谱颜色产生。人的视觉系统受愚弄将红加绿感知成与黄一样。
第一个色块显示一测验光一一某个波长的一光谱颜色。第二个色块是三个选择的基色光，即红＝645.2nm、绿＝525.3nm、蓝=444.4nm的加性组合。 观察者控制红、绿、蓝的强度直至两个色块看起来完全相同。
人的视觉有很多错觉。感知到的色彩除r受照明的光谱影响外，还受所观察颜色周边色彩和场果解释的影响。此外，眼睛对光条件变化的适应不是很快且感知受适应的影响。伺是，为简单起见孩们假设视网膜上某点的入射光的光谱完全决定色彩。
由于彩色几乎可以用任意的基色集合来定义，国际社会协商确定广泛应用的基色和色彩匹配函数。引进色彩模型作为数学抽象，使我们可以将色彩表达为数字的元组，通常是颜色分量的三或四个数值的元组。1931年国际照明委员会（英语：International Commission on illumination，法语：Commission Internationale de l´Eclairage，采用法语简称为CIE）提出了一个技术标准，称作XYZ色彩空间。
XYZ 色彩标准满足三个要求：
• 不同于色彩匹配实验中产生色彩匹配函数负波瓣的情况， XYZ 色彩空间的色彩匹配函数必须是非负的：
• Y(λ)的数值应该与亮度（照度〉相符：
• 实施规范化以确保对应于三种色彩匹配函数的功率相等（即所有三条曲线下的面积相等）。
作为结果的色彩匹配函数如图2.28所示。 实际的色彩是如下的混合（更准确地说是一个凸组合〕
彩色空间
在实践中，存在几种不同的基色及其对内的色彩空间，彼此之间可以互相转换。
RGB
RGB色彩空间源于使用阴极射线管（CRT） 的彩色电视。
RGB色彩模型有一些特殊的实例，包括sRGB,Adobe RGB和Adobe宽色阶（WideGamut) RGB。它们在变换矩阵和色阶上略有不同。在RGB与XYZ色彩空间之间的一种变换是：
YIQ
美国 和日本的彩色电视曾经用过YIQ色彩模型。Y分量表示亮度， 而I和Q表达色彩。该色彩空间
与PAL电视制式（澳大利亚，欧洲除法国外，法国使用 SECAM）的YUV色彩模型很接近。YIQ色彩空间相对于 YUV色彩空间旋转了 33° 。YIQ色彩模型是有用的， 由于 Y分量提供了单色显示所需要的所有信息，进一步地使人类视觉系统的特性得以利用，特别是在我们对亮度Cluminance） 的敏感性方面，亮度代表了觉察到的光源能量。
CMY
CMY－青（Cyan），品红（Magenta）、黄（Yellow）色彩模型是 印刷过程 中使用的减性色彩混合。
HSV
HSV一一色调（Hue）、饱和度（Sa阳ration）、值（Value)（也称作用B，色调（hue）、 饱和度（saturation ）、 亮度（brightness）），因为更接近于思维和技巧而为画家所常用。
调色板图像
调色板图像（palette image) （也称作索引图像Cindexed images））提供了一个简单的方法来诫小表达一幅图像所需的数据量。像素值构成到查找表（look-up table）（也称作色彩表 ， 色彩图，索引记录， 调色板）的连接。
不难看出， 与每个RGB 通道使用8位相比这种方法 将数据的消耗降低到三分之一（加 t查找表的大小）。很多广泛使用的光栅图像格式，例如TIFF、PNG、GIF可以存储调色板图像。
如果输入 图像的色彩数小于或等于查找表的项数，则可选中所有的色彩不会出现损失。
色彩选择有多种方式。最简单的方法是将色彩规范地量化成同样大小的立方块。在8位例子中， 会有8×8×8= 512这样的主方体。
伪彩色（pseudo-color） 一词通常用于当原始图像是灰度的而要以彩色来显示的时候， 在想利用人类视觉对色彩的辨别 能力时经常 会这样做。
几乎所有的计算机图形卡在硬件中直接使用调色板 图像。查找表的内容将由程序员写入。
颜色恒常性
百度百科：
颜色恒常性（Color constancy）是指当照射物体表面的颜色光发生变化时，人们对该物体表面颜色的知觉仍然保持不变的知觉特性。”
考虑在不同照明下看同一表面的情况， 例如，如图 2.34所示的立方体魔方。 同样的表面色彩显示在充分照明和阴影中两种情况下。人类视觉系统 能够从照明变化中做某种程度的抽象，将某个具体色彩的几种示例感知为相同的。 这种现象称作颜色恒常性。当然， 使基于光敏传感器的人工感知系统也具备这种 能力是值得期待的， 但是这是很具有挑战性的。
人类对定量色彩的记忆相当差，且具有色彩适应。对同样的色彩在不同局部环境下感觉是不同的。