Google 新推出的色彩空间 HCT 是什么？
HCT 是个什么“物”？
简单来说，HCT 是 Google 在色彩领域又一次重要的探索，它试图在现有色彩模型的基础上，加入更多“人眼感知”的维度，让色彩在不同的场景下都能更好地工作，尤其是在品牌设计、界面设计这些需要考虑用户体验的领域。
你可以把它理解成一个更懂“人”的色彩语言。咱们平常接触的色彩模型，比如 RGB、CMYK，更多的是从设备的物理属性出发，告诉你屏幕上某个点需要多少红、绿、蓝，或者印刷品需要多少青、品红、黄、黑。它们很精确，但有时候我们看到的颜色，在不同光照、不同材质下会感觉不一样，RGB 值一样，但感觉就不一样了。
HCT 就是想解决这个问题。它在色彩的描述上，引入了几个关键的概念：
色相 (Hue) – H: 这个大家应该比较熟悉了，就是我们常说的红色、蓝色、绿色这种色调。它描述的是颜色的“种类”。
色调 (Tone) – T: 这是 HCT 的一个核心创新。它不仅仅是亮度的概念，而是更贴近我们对颜色“深浅”或“明暗”的感知。你可以想象一下，把一种颜色从最亮（几乎透明）到最暗（几乎是黑色）变化，这个过程中的所有颜色就构成了这个颜色的色调范围。它考虑到了色彩的感知亮度，也就是在不同明暗度和饱和度下，我们人眼觉得它有多亮或多暗。这个比单纯的亮度值（L in CIELAB）更符合人的主观感受。
饱和度 (Chroma) – C: 这个大家也熟悉，就是颜色的“鲜艳程度”或“纯度”。饱和度越高，颜色越鲜亮；饱和度越低，颜色越灰。
所以，HCT 就是用 Hue (色相)、Tone (色调)、Chroma (饱和度) 这三个维度来描述一个颜色。
HCT 为什么值得关注？它厉害在哪儿？
1. 更符合人眼感知，提供更自然的色彩变化：
这是 HCT 最核心的优势。咱们人眼对色彩的感知是复杂的，不是简单的线性变化。比如，在不同光照条件下，我们看到同一颜色的“明暗”会有所不同。HCT 的“色调 (Tone)”就是专门为了解决这个问题而设计的。它通过调整色调，可以在保持色相不变的情况下，让颜色看起来更自然地从明亮过渡到深沉，而且这种过渡更符合我们日常的视觉经验。
打个比方，如果你想让一个品牌的蓝色调更柔和一些，你可能只需要稍微调整一下它的色调，而不是去大动干戈地改动色相或饱和度，出来的效果会更顺眼，不会让人觉得颜色“变了味儿”。
2. 实现更平滑的品牌色彩系统过渡：
在做品牌设计时，我们常常需要一个色彩系统，比如从主色到辅助色，再到点缀色，它们之间需要有一定的逻辑关系，并且在不同场景下都要保持视觉上的和谐。HCT 能帮助我们做到这一点。
你可以设定一个基础的品牌色，然后通过调整 HCT 的色调和饱和度，轻松生成一系列既有品牌识别度又相互协调的色彩。比如，你可以让一个鲜亮的品牌色在深色背景下依然保持易读性，或者让它在浅色背景下显得更柔和。这种“动态”的色彩调整能力，在 HCT 出现之前，往往需要设计师花费大量精力去手动尝试和权衡。
3. 适应性更强，实现真正的“个性化”色彩：
想象一下，一个 App 或者网站，它不仅可以根据用户的喜好选择不同的主题色，还能根据用户所处的环境光线（比如白天明亮，晚上昏暗）自动调整界面颜色，让用户在任何时候都能获得最佳的视觉体验。HCT 的设计理念就为这种“自适应”色彩提供了可能性。
它允许你在保持核心品牌“色相”不变的基础上，根据不同的环境或需求，调整颜色的“色调”和“饱和度”，从而实现更智能、更人性化的色彩呈现。这对于需要兼顾不同用户和不同使用场景的产品来说，简直是福音。
4. 与现有技术和工作流的兼容性：
虽然 HCT 是一个新概念，但 Google 在设计它时，也考虑到了如何与现有的色彩工具和标准兼容。这意味着它不是一个孤立的理论，而是有实际应用落地的潜力，能够融入到设计师现有的工作流程中。
HCT 和我们熟知的色彩空间有什么不同？
RGB / CMYK: 这些是基于设备的色彩模型。RGB 是加色模型（光的混合），常用于屏幕显示；CMYK 是减色模型（颜料的混合），常用于印刷。它们更多描述的是“如何呈现”颜色，而不是“人如何感知”颜色。HCT 则是更侧重于“人眼感知”，试图弥合物理量与感知之间的差距。
HSL / HSV: HSL (Hue, Saturation, Lightness) 和 HSV (Hue, Saturation, Value) 也包含了色相、饱和度和亮度/明度。它们也是为了让色彩调整更直观。但是，它们对“亮度/明度”的定义仍然是基于物理光的亮度，可能无法完全反映人眼对颜色的感知差异。例如，在 HSL/HSV 中，改变亮度可能会让颜色变得不那么“有活力”，而 HCT 的“色调”则能更好地保持颜色的鲜活感，同时实现明暗过渡。
CIELAB: CIELAB 是一个非常重要的色彩空间，它也是为了更贴近人眼感知而设计的，包含了 L (亮度)、a (红绿)、b (黄蓝) 三个维度。CIELAB 在工业和科学领域应用广泛，它在色彩的“绝对”感知上做得很好。但 HCT 的设计更侧重于在“相对”感知上，特别是在保持品牌识别度的同时，实现色彩在不同场景下的和谐变化和自然过渡。HCT 的“色调”概念，在某种程度上是对 CIELAB 的亮度维度的一种更符合感知的补充和优化。
总结一下，HCT 就像是色彩界的“智能助手”：
它不是要取代现有的色彩模型，而是希望成为一个更聪明的工具，帮助设计师在理解人眼感知的基础上，更灵活、更自然地运用色彩。它让色彩的应用不再是生硬的数字游戏，而是更加“有温度”、更加“懂你”的艺术创作。
当然，任何新技术都需要时间来检验和普及。目前 HCT 还处于推广和探索阶段，但它所展示出的“以人为本”的色彩设计理念，无疑是未来色彩发展的一个重要方向。对于设计师来说，多了解、多尝试这样新的工具和理念，总是好事。说不定哪天，你的设计就能因为 HCT 的加持，变得更加出彩和智能呢！
网友意见
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 |
| L*a*b* | 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 contrast, accessibility standards, and consistent lightness/colorfulness across hues.
正如 Google 的色彩科学家所说，设计师第一次真正有了一套反映用户所见的色彩系统。
动态的色彩体系
近期发布的 Android 12 新增了 Material You 动态主题，可根据用户壁纸的颜色自动配置手机界面颜色。用户切换壁纸后，界面色彩会整体调整，过渡时让人感觉平滑舒适，这背后就有 HCT 的功劳。
界面主题如何自动配置？
首先，壁纸的像素和颜色量化处理后，在色彩空间中合并，数千种颜色会大大减少。减少后的颜色集可以高效地运行算法，给颜色打分和过滤；然后系统再根据颜色的丰富程度和它们所代表的图像大小给颜色打分，并过滤掉接近单色的颜色。
确定主色（常用色或用户选定）后，主要依据色调（HCT中的T）扩展出一系列色板。设计师预先定义好不同颜色主题的参数，然后使用这些值和 HCT 来创建主题中使用的颜色。
HCT 颜色空间如何实现？
好消息是，Google 已经开源 Material Color Utilities。
Material Color Utilities 的本质是一个跨平台的颜色代码库，开发者借助它能够在任何平台实现 Material You 动态主题的功能：包括底层如何评测 HCT 的具体数值，也包括更上层的应用，例如生成画板和主题色。
Github 上目前已支持 Dart、Java 和 Typecript，C/C++ 和 Object-C 已经在路上。到 3 月底，Material Color Utilities 将添加以下模块：
- 自适应背景增强文本可读性——HCT 的色调将整合透明度，与蒙层和阴影共同影响对比度
- 使用 HCT 的图像过滤器和混合模式，并提供相应的 GLSL 着色器。
- 一种真实融合的新型渐变，使用 HCT 可以产生准确的混合效果，避免了其他色彩空间中出现的问题。
如果想更深入了解 HCT，建议仔细研究研究 Material Color Utilities。
小结
新的色彩空间 HCT 基于L*a*b 和 CAM16，以 Hue Chroma Tone 来区分和命名颜色。优点包括：
- 基于人的感知和情绪感受，可产生较好的对比度，提升可读性
- 动态自适应，对跨平台的支持较好
- 易理解，易使用
有了新的工具，设计师也就有了新的可能性。
也许，离真正绘制「五彩斑斓的黑」不远了？
以上内容主要基于官方的介绍整理了自己的理解，如有疏漏还请提醒。
期待接下来看到大家在实践中的使用反馈和经验分享。
Ref
- 色彩空間 - 维基百科，自由的百科全书
- CIELAB color space - Wikipedia
- The Science of Color & Design - Material Design
- Designing Harmony into Dynamic Color - Material Design
- material-foundation/material-color-utilities: Color libraries for Material You
- Accessibility - Material Design
- The Essential Guide to Color Spaces - Frame.io Insider
- 腾讯文档-构建科学有效的色彩系统 - Tencent ISUX Design
- COULEUR.ORG
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