為了更加準(zhǔn)確的對(duì)顏色進(jìn)行描述和量化，國(guó)際照明委員會(huì)CIE規(guī)定了多個(gè)用于顏色描述的顏色空間，以數(shù)值的方法來(lái)量化表示顏色，但不同的顏色空間描述顏色的方法和計(jì)算顏色差異值的公式是不同的。本文對(duì)色差儀顏色空間和色差公式的類型及選擇方法做了詳細(xì)的介紹，對(duì)此感興趣的朋友不妨了解一下！

色差儀顏色空間和色差公式有哪些？

均勻色空間是從CIE的Y，x，y角度出發(fā)，探索均勻明度標(biāo)尺和均勻色品標(biāo)尺組成的均勻色空間，如CIELUV色空間；而CIE1976LAB色空間由對(duì)立色空間組成。

色差公式的建立必須要首先建立在一個(gè)均勻顏色空間。色差公式是實(shí)現(xiàn)對(duì)顏色定量描述的方法，從而對(duì)有色商品的生產(chǎn)管理指導(dǎo)方向。

長(zhǎng)期以來(lái)，為了定量的表示兩種顏色之間的視覺差異，包括國(guó)際照明委員會(huì)在內(nèi)的很多機(jī)構(gòu)不斷的提出新的色差公式。在1976年之前，測(cè)量色差方法如下所述：1）以Munsell 色差公式；2）以Macadam 橢圓色差公式；3）以 CIE色度圖色差公式。

CIELUV和CIELAB均勻顏色空間及其對(duì)應(yīng)的色差公式得到廣泛推廣后，在各個(gè)領(lǐng)域展開應(yīng)用。然而，由于這兩個(gè)公式有所缺陷，學(xué)者沒有停止對(duì)色空間及色差公式的研究，涌現(xiàn)出包括CIEDE2000在內(nèi)的許多公式。

1.CIE1976L*u*v*均勻色空間及其色差公式

CIE改進(jìn)原有的CIE1964W*U*V*色空間及其色差公式，提出了CIE1976L*u*v*均勻色空間：

其中：

1）如果Y/Y0>0.008856，則f（Y/Y0）=（Y/Y0）1/3；

如果Y/Y0<0.008856，則 f（Y/Y0）=（841/108）（Y/Y0）+16/116。

2）u'、v'、u0'、v0'由下列公式求得：

上式中，u'、v'表示樣品的色品坐標(biāo)；u0'，v0'是特定白色刺激的色品坐標(biāo)；X、Y、Z表示顏色樣品的三刺激值，X0、Y0、Z0是指定的白色刺激的三刺激值，大多數(shù)情況下為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)完全漫反射體的反射，進(jìn)入到觀察者眼中的白色三刺激值，Y0=100。

CIE1976L*u*v*均勻色空間對(duì)應(yīng)的色差公式為：

上式中，△E*ab 是兩個(gè)顏色的色差；△L*，△u*，△v*是兩個(gè)顏色相應(yīng)量的差，由下式計(jì)算：

（△L、△u、△v計(jì)算公式）

2.CIE1976L*a*b*均勻色空間及其色差公式

在1976年CIE同時(shí)提出了CIEL*a*b*均勻色空間，由亮度分量L、a分量（從綠到紅）和b分量（從藍(lán)到黃）組成。取坐標(biāo)原點(diǎn)為（a*，b*）=（0，0），表示沒有色彩的灰階顏色。坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的空間距離表征各種色彩的深度，空間距離越遠(yuǎn)，色彩越深。

其三維坐標(biāo)如下：

式中：

上式中，X、Y、Z為顏色樣品的三刺激值，X0、Y0、Z0為指定白色刺激的三刺激值，大多數(shù)情況下為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)完全漫反射體的反射，進(jìn)入到觀察者眼中的白色三刺激值，Y0=100。

此色空間對(duì)應(yīng)的色差公式為：

式中，△E*ab是不同顏色之間色差值；△L*，△a*，△b*是兩顏色L、a、b 的差，由下式計(jì)算：

上式中，當(dāng)觀察視場(chǎng)角在1°~4°時(shí)，選用 CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者計(jì)算三刺激值，當(dāng)觀察視場(chǎng)角大于4°時(shí)，選用CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者計(jì)算三刺激值。

色差儀顏色空間和色差公式的選擇：

由于顏色空間種類繁多，通常選擇某一顏色空間是由于該空間可以使它表示的顏色更便于計(jì)算和轉(zhuǎn)換，或者是因?yàn)樵摽臻g能更理想地表示一種顏色。例如，RGB空間對(duì)顏色的描述選用R、G、B三基色的比例來(lái)，色調(diào)、飽和度和亮度也經(jīng)常用作顏色的表述方法。

CIELUV和CIELAB色空間得到廣泛使用后，許多顏色工作者對(duì)這兩個(gè)色空間進(jìn)行了大量的研究。直到現(xiàn)在工作者并沒有給出兩個(gè)色空間的明確使用范圍，不能說(shuō)哪一個(gè)優(yōu)于另一個(gè)。加色法產(chǎn)生顏色的行業(yè)中，例如電視電腦工業(yè)、照明以及CRT比較適合選用CIELUV色空間及色差公式；而CIELAB色空間及色差公式主要應(yīng)用于顏料和圖像藝術(shù)工業(yè)以及紡織業(yè)等，此色空間更適合于減色法混合產(chǎn)生色彩的行業(yè)，在材料制造工業(yè)中，CIELAB色空間的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了CIELUV色空間。

對(duì)CIELUV色空間和CIELAB色空間的均勻性的考察，使用CIELUV和CIELAB色空間（由1931色度系統(tǒng)中的麥克亞當(dāng)橢圓分別轉(zhuǎn)換得到），對(duì)橢圓分布的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行考察，把上述文中提到CIE1931XYZ色度系統(tǒng)坐標(biāo)線性轉(zhuǎn)換成u*、v*后，可以看出其光譜軌跡很好的保持了馬蹄形，如下圖1所示；但是將其轉(zhuǎn)換成a*、b*后的光譜軌跡變形較嚴(yán)重，如圖2所示。

比較發(fā)現(xiàn)，CIELUV比較適合于光譜色、電視電腦等色彩工業(yè)。而對(duì)于顏色的色差值比大視覺識(shí)別閾值大，但是比孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩顏色的色差小的情況，CIELAB色空間更適用，因?yàn)槠涓鎸?shí)的反映物體色的心理感受，適用于染料、顏料及油墨等顏色工業(yè)部門。