色差儀常用顏色空間及CIELab顏色空間色差公式

? DOHO標(biāo)準(zhǔn)光源箱 ????|???? ?2023-10-31

色差儀作為測(cè)色儀器，其內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)顏色空間，以對(duì)顏色進(jìn)行定量表達(dá)的同時(shí)，使顏色之間的評(píng)定具有統(tǒng)一的色度標(biāo)準(zhǔn)。CIELab顏色空間是色差儀中使用最為廣泛的一個(gè)顏色空間，在該顏色空間下的色差值與人眼之間的一致性最好。本文對(duì)色差儀常用顏色空間及CIELab顏色空間色差公式作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

色差儀CIELab顏色空間

色差儀常用顏色空間：

1.CIERGB顏色空間

光譜三刺激值，是國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）以317位正常視覺者用三原色光紅、綠、藍(lán)等能光譜色，從380nm到700nm進(jìn)行專門性顏色混合匹配實(shí)驗(yàn)得到。

在CIERGB彩色空間的原點(diǎn)上，任一基色均沒有亮度，即原點(diǎn)為黑色。三基色都達(dá)到最高亮度則表現(xiàn)為白色。亮度較低的等亮的三基色產(chǎn)生灰色。所有這些點(diǎn)均落在彩色立方體的對(duì)角線上，該對(duì)角線被稱為灰色線。彩色立方體中有三個(gè)角對(duì)應(yīng)于三基色一紅，綠和藍(lán)色。剩下的三個(gè)角對(duì)應(yīng)于二次色一黃色，青色（藍(lán)綠色）和品紅（紫色）。

在色度學(xué)體系中并不直接使用三刺激值來(lái)表示顏色，而是用三原色各自在三，原色總量中所占的比例來(lái)表示顏色。三原色各自在其總量中的相對(duì)比例稱為色品坐標(biāo)，光譜的三刺激值和色品坐標(biāo)之間的換算關(guān)系如下式所示：

光譜三刺激值和色品坐標(biāo)之間的換算關(guān)系式

基本RGB顏色空間的主要缺點(diǎn)是不直觀，不能直接從RGB的數(shù)值中估計(jì)出顏色的色度、飽和度和亮度等感知特征。

2.CIEXYZ顏色空間

CIERGB系統(tǒng)的r、g、b光譜三刺激值可以定量表示顏色，但三刺激值中有很多負(fù)值，色度坐標(biāo)中也有些負(fù)值，不易理解。因此，1931年CIE討論推薦了一個(gè)新的國(guó)際通用的色度學(xué)系統(tǒng)——CIEXYZ標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)。

在CIEXYZ系統(tǒng)中，用于匹配等能光譜三刺激值X、Y、Z三色數(shù)量，叫做“標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者顏色匹配函數(shù)”，簡(jiǎn)稱“顏色匹配函數(shù)”，記為x、y、z。它們是依據(jù)實(shí)驗(yàn)建立的r、g、b光譜三刺激值經(jīng)過(guò)下式計(jì)算出來(lái)的。

X、Y、Z三刺激值計(jì)算式

只是采用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系?？梢姡珻IEXYZ系統(tǒng)建立在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法，選用三個(gè)理想的原色來(lái)代替實(shí)際的三原色，從而將CIERGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值r、g、b和色度坐標(biāo)r、g、b均變?yōu)檎怠?/p>

CIEXYZ系統(tǒng)和CIERGB系統(tǒng)的色度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系如下式所示：

CIEXYZ系統(tǒng)和CIERGB系統(tǒng)的色度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系式

3.CIELab顏色空間

CIELab色度空間是國(guó)際照明委員會(huì)向世界各國(guó)推薦的通用的均勻顏色空間，是經(jīng)CIEXYZ色度空間非線性變換而得到的。CIELab在三維色空間的各個(gè)坐標(biāo)軸上均具有視覺和顏色心理感知的等距性，并且細(xì)分了明度坐標(biāo)和色品坐標(biāo)的級(jí)差。同時(shí)，CIELab空間中當(dāng)顏色的色差大于視覺的識(shí)別閾值（恰可察覺）而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級(jí)色差時(shí)，可以較好地反映物體色的心理感受效果。CIELab與CIEXYZ的非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系如下式所示。

Lab值轉(zhuǎn)換XYZ值方法0830

式中：X、Y、Z 為顏色樣品的三刺激值；Xn、Xn、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值（D65光源：Xn=95.05、Yn=100.00、Zn=108.91）。

L*稱為心理計(jì)量明度，簡(jiǎn)稱心理明度或明度指數(shù)：a*、b*稱為心理計(jì)量色度，簡(jiǎn)稱心理色度或色度參數(shù)。

CIEL*a*b*色度空間是一種基于赫林四色對(duì)立學(xué)說(shuō)原理的心理色度空間，心理色度a*和b*中包含有（X-Y）和（Y-Z）項(xiàng)。顏色的明度感覺用縱坐標(biāo)L*軸表示，黑色位于最下端，對(duì)應(yīng)明度L*=0，白色最亮位于最上端，對(duì)應(yīng)明度L*=100。a*軸與b*軸共同表示彩色的特性，a*軸正方向代表紅色（偏品紅）的變化，a*軸負(fù)方向代表綠色的變化：b*軸正方向代表黃色變化，b*軸負(fù)方向代表藍(lán)色變化。任何顏色都可以由這四個(gè)原色中的一個(gè)或兩個(gè)按一定的明度值混合而成，原色的混合比例決定了混合色的色調(diào)。