顏色空間有哪些類型？色差儀常用顏色空間是哪幾個？

2023-09-12

顏色空間也稱色彩模型，它是用來表示顏色的三個參數(shù)所構(gòu)成的三維空間，是顏色抽象表示和描述的方法，是在某些標準下通過可接受的數(shù)學方式表示顏色的一種方法。色差儀作為測色儀器，其內(nèi)部配置了多個顏色空間，可以對顏色進行定量的描述。本文對色差儀常用顏色空間的類型及色差公式做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

顏色空間

顏色空間的類型：

顏色空間，又稱彩色模型或顏色坐標系，它是在某些標準下使通過可接受的數(shù)學方式表示顏色的一種方法。

顏色空間有很多種，一般情況下按照顏色感知角度進行分類，可以將顏色空間分為三大類：

1.混合型顏色空間，如RGB、CMY（K）和XYZ等；

2.亮度顏色空間，此類方法主要應用于黑白圖像。如L*a*b*、L*u*v*、YUV和YIQ等；

3.亮度/飽和度/色度型顏色空間，常見的有HIS、HSL、HSV和LCH等。

在以上顏色空間中，目前廣泛應用于色差儀的顏色空間有L*a*b*顏色空間、L*u*v*顏色空間和LCH顏色空間，下文將為大家進行詳細的介紹。


色差儀常用顏色空間的類型：

1.L*a*b*顏色空間

CIEL*a*b*色度空間是國際照明委員會向世界各國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。CIEL*a*b*在三維色空間的各個坐標軸上均具有視覺和顏色心理感知的等距性，并且細分了明度坐標和色品坐標的級差。同時，CIEL*a*b*空間中當顏色的色差大于視覺的識別閱值（恰可察覺）而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級色差時，可以較好地反映物體色的心理感受效果。CIEL*a*b*與CIEXYZ的非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系如下式所示。

XYZ轉(zhuǎn)換到Lab公式

式中：X、Y、Z為顏色樣品的三刺激值；Xn、Yn、Zn為CIE標準照明體的三刺激值（D65光源：X0=95.05、Y0=100.00、Z0=108.91）。

L*稱為心理計量明度，簡稱心理明度或明度指數(shù)；a*、b*稱為心理計量色度，簡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立學說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。顏色的明度感覺用縱坐標L*軸表示，黑色位于最下端，對應明度L*=0，白色最亮位于最上端，對應明度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*軸負方向代表綠色的變化；b*軸正方向代表黃色變化，b*軸負方向代表藍色變化。任何顏色都可以由這四個原色中的一個或兩個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)。

2.L*u*v*顏色空間

L*u*v*顏色空間是CIE1976L*u*v*（CIELUV）顏色空間的簡稱，在CIELUV空間中，L*為明度，u*、v*為色品指數(shù)。三者相互垂直構(gòu)成色空間來描述相對應的亮度和色度量：垂直的軸是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指數(shù) u*和 v*。CIELUV顏色空間改善了CIELAB顏色空間的均勻性，定義公式如：

明度指數(shù)L和色品指數(shù)u、v表達式

與CIE1976L*a*b*相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通過非線性變換得到的，同樣用兩點間的距離表示顏色之間的色差。與CIELAB顏色空間不同，CIELUV顏色空間更多地應用于光源色和自發(fā)光色領(lǐng)域，如電視和計算機屏幕色。

3.LCH顏色空間

LCH顏色空間是由CIELAB顏色空間推導出來的。其有如下數(shù)學換算關(guān)系：

LCH 顏色空間與CIELAB顏色空間換算關(guān)系

由于LCH對圖像進行修正符合日常生活中人們對于色彩理解的習慣，而且色彩修正具有便于理解、直觀和易于控制等優(yōu)點，所以日常生活中應用較多。


色差儀Lab顏色空間的色差公式：

色差儀作為光電儀器，在檢測樣品顏色時，模擬的是人眼看色的過程，其常用的是CIELab色空間。CIELab顏色空間圖已作為國際通用的測色標準，被世界各國正式采納，它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。

Lab色彩模型是由亮度（L）、色調(diào)和飽和度三個要素組成。亮度，用L表示，L值越大，表示越白。L的值域由0到100，L=100表示白色，L=50時，就相當于50%的黑即灰色，L=0表示黑色。

色調(diào)（通常用a和b表示）是指彩色光的顏色類別，通常用十字坐標表示，a表示從洋紅色至綠色的范圍，b表示從黃色至藍色的范圍。a和b的值域都是由+127～-128，“+a”表示偏紅的程度，“-a”表示偏綠的程度；“+b”表示偏黃的程度，“-b”表示偏藍的程度。如+127a就是洋紅色，漸漸過渡到-128a的時候就變成綠色。同理，+127b表示黃色，-128b則是藍色。所有的顏色就以這三個值交互變化所組成。

顏色的深淺程度稱為飽和度，其中：△L表示材料實際亮度與標準亮度之間的差值；△a表示材料顏色在偏紅綠程度上與標準值之間的差值；△b表示材料顏色在偏黃藍程度上與標準值之間的差值；△E表示實際值與標準值在L、a、b上的綜合差值，即樣品總色差，但它不能表示出樣品的色差的偏移方向，△E數(shù)值越大，說明色差越大。

色差對顏色的管理來講是非常重要的，若2個色樣樣品都按L、a、b標定顏色，則兩者之間單項色差和總色差△E可用下列公式來計算：

明度差：△L=L*1-L*2

色度差：△a=a*1-a*2；△b=b*1-b*2

總色差：△E=[（△L）2+（△a）2+（△b）2]1/2