色差儀有幾個(gè)顏色空間?色差儀不同顏色空間怎么轉(zhuǎn)換?
2023-06-06
不同類型或型號(hào)的色差儀,其所配置的顏色空間的類型是不同,例如三恩時(shí)TS7036色差儀的顏色空間有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB等多種顏色空間。下文主要對(duì)色差儀常用的三種顏色空間RGB、XYZ和LAB顏色空間,以及它們之間的轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行介紹,對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀顏色空間介紹:
1.RGB顏色空間
由三基色原理知,大多數(shù)顏色可以由紅、綠、藍(lán)三基色按照不同的比例合成。RGB顏色空間是在三基色理論上開發(fā)的相加混色顏色空間,在RGB顏色空間中,任意色光都能由R、G、B三色按比例相加合成,其顏色模型如下圖所示。
圖中三個(gè)坐標(biāo)軸分別表示為R、G、B三個(gè)顏色通道分量,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)將RGB每個(gè)分量都分為256級(jí),因此每個(gè)通道分量的取值范圍為0-255,共能表示256*256*256(約1600萬(wàn))種顏色。在顏色空間的原點(diǎn)處,三基色都為0,即原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是黑色(0,0,0),距離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn),即立方體原點(diǎn)的斜對(duì)角的頂點(diǎn)處的三原色分量為達(dá)到最高值,為白色(255,255,255)。除黑白兩點(diǎn)所在的頂點(diǎn)外,立方體剩下的六個(gè)頂點(diǎn),有三個(gè)頂點(diǎn)分別為三基色,如圖中標(biāo)注的紅、綠、藍(lán),剩下的三個(gè)頂點(diǎn)表示的顏色是三原色中兩兩混合之后的顏色,為品紅、青和黃。在該立方體內(nèi)部,任意顏色F可以表示為坐標(biāo)中的一點(diǎn),調(diào)整三原色中任一系數(shù)都會(huì)改變F的坐標(biāo)值,同時(shí),改變?nèi)我活伾?,三原色的三色值也?huì)發(fā)生變化。
RGB顏色空間采用物理三原色對(duì)顏色進(jìn)行表示,這種方式比較簡(jiǎn)單,但給定任意一個(gè)R、G、B值,無(wú)法準(zhǔn)確知道所表述的顏色,并不符合人的視覺特點(diǎn)。而且RGB顏色空間不是一個(gè)均勻的顏色空間,即空間坐標(biāo)上等距離的兩點(diǎn)并不能表示出顏色的差異性,因此,RGB顏色空間并不適合用作色差檢測(cè)。
2.XYZ顏色空間
1931年,國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)制定了CIE-RGB系統(tǒng),由于CIE-RGB系統(tǒng)計(jì)算顏色三刺激值會(huì)出現(xiàn)負(fù)值的問(wèn)題,即使用R、G、B三原色無(wú)法調(diào)制出所有的顏色,因此CIE在RGB三原色理論基礎(chǔ)上提出了新的三刺激值X、Y、Z,使用假象的三原色XYZ建立新的色度系統(tǒng)。在XYZ測(cè)色系統(tǒng)中,X原色相當(dāng)于波長(zhǎng)比700nm的光譜紅還要大的紅紫,Y原色相當(dāng)于波長(zhǎng)比520nm的光譜綠還要大的一種綠,Z原色相當(dāng)于飽和度比477nm的光譜藍(lán)還要大的一種藍(lán),XYZ顏色空間是在RGB顏色空間上提出的,可以由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換得到。
X、Y、Z是自然界并不存在的三種原色,但使用這三種原色可以從理論上調(diào)配出所有的顏色。以三刺激值XYZ為分量的顏色空間稱之為XYZ顏色空間,其他顏色都可以從這三種顏色中導(dǎo)出,通過(guò)相加混色或者相減混色,任何色調(diào)都可以使用不同量的基色產(chǎn)生。該顏色空間在廣泛的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得到的平均人眼顏色響應(yīng),符合人眼對(duì)顏色觀測(cè)的視覺特點(diǎn),是國(guó)際委員會(huì)定義的與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色表示法,因此通常作為國(guó)際性的顏色空間標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于無(wú)法直接轉(zhuǎn)換的兩個(gè)顏色空間,XYZ顏色空間通??梢宰鳛闃蛄?,使兩種顏色空間能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
2.CIELAB顏色空間
為獲得物體色在知覺上均勻的空間,同時(shí)又能有效的反映顏色系統(tǒng)所表示的色差,CIE于1976年推薦了CIELAB均勻顏色空間。該空間的優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)顏色的色差大于視覺的識(shí)別閾值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空間如上圖所示,是一個(gè)三維的空間。在CIELAB顏色空間中,有L、a、b三個(gè)分量,其中L表示的是顏色的亮度,取值范圍是[0,100]即從純黑到純白,a和b表示的是色度坐標(biāo),a表示洋紅色至綠色的范圍,取值范圍為[127,-128],b表示從黃色至藍(lán)色的范圍,取值范圍為[127,-128]。CIELAB顏色空間是一個(gè)近似均勻的顏色空間,若對(duì)于不同色區(qū)的兩對(duì)比色測(cè)出相等的色差值,并不意味人眼觀測(cè)到的兩顏色也有相等的色差感覺,盡管如此,CIELAB顏色空間仍是目前最好的顏色空間之一。
色差儀不同顏色空間轉(zhuǎn)換方法:
1.RGB顏色空間轉(zhuǎn)換XYZ顏色空間
RGB空間對(duì)應(yīng)到XYZ空間的表達(dá)式如下:
2.XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換RGB顏色空間
XYZ空間對(duì)應(yīng)到RGB空間的表達(dá)式如下:
3.XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換LAB顏色空間
XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換LAB顏色空間的轉(zhuǎn)換式如下:
其中,X、Y、Z是物體色的三刺激值;Xn、Yn、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值,是常數(shù)值。X/Xn,Y/Yn,Z/Zn的值要求大于0.008856,若是小于0.008856,說(shuō)明顏色極深,若是采用上述公式,則會(huì)引起眼色空間的畸變,誤差極大。
4.RGB顏色空間轉(zhuǎn)換LAB顏色空間
RBG顏色空間到LAB顏色空間的轉(zhuǎn)換分成兩步:
第一步,RGB顏色空間先轉(zhuǎn)到XYZ顏色空間
第二步,XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換XYZ顏色空間