文章摘要：颜色空间又称为彩色模型，就是用数学的方式来表示颜色，它是一种特定的颜色组织，是对色彩的一种描述方式。色差仪作为颜色测量的精密仪器，其内部配置多种颜色空间，为颜色的评定提供了可参考的标准。本文对色差仪常用颜色空间的类型及LAB颜色空间下的色差公式做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！
颜色空间又称为彩色模型，就是用数学的方式来表示颜色，它是一种特定的颜色组织，是对色彩的一种描述方式。色差仪作为颜色测量的精密仪器，其内部配置多种颜色空间，为颜色的评定提供了可参考的标准。本文对色差仪常用颜色空间的类型及LAB颜色空间下的色差公式做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！
颜色空间又称为彩色模型，就是用数学的方式来表示颜色，使用空间坐标的方式将颜色信息映射到颜色空间的某一点，通常用三维模型表示，将颜色分为三个参数在三维坐标中进行描述，即颜色空间中的某一点就代表一种颜色。颜色空间主要分为基色颜色空间和亮色分离颜色空间两种，基色颜色空间是按三种基色的比例合成颜色，最典型的有RGB，CMY（K）和XYZ等；亮色分离颜色空间指的是用一个分量表示非色彩的感知，用另两个分量表示色彩的感知，常用的有CIELAB、YUV等。在所有的颜色空间中，CIEXYZ通常作为其它颜色空间的定义基准，它同时属于基色颜色空间和亮色分离颜色空间。工业上常用的颜色空间有RGB、XYZ、CIELAB等，下文着重对这三种颜色空间进行阐述。
1.XYZ颜色空间
1931年，国际照明委员会（CIE）制定了CIE-RGB系统，由于CIE-RGB系统计算颜色三刺激值会出现负值的问题，即使用R、G、B三原色无法调制出所有的颜色，因此CIE在RGB三原色理论基础上提出了新的三刺激值X、Y、Z，使用假象的三原色XYZ建立新的色度系统。在XYZ测色系统中，X原色相当于波长比700nm的光谱红还要大的红紫，Y原色相当于波长比520nm的光谱绿还要大的一种绿，乙原色相当于饱和度比477nm的光谱蓝还要大的一种蓝，XYZ颜色空间是在RGB颜色空间上提出的，可以由RGB颜色空间转换得到，其转换公式如下式所示：
X、Y、Z是自然界并不存在的三种原色，但使用这三种原色可以从理论上调配出所有的颜色。以三刺激值XYZ为分量的颜色空间称之为XYZ颜色空间，其他颜色都可以从这三种颜色中导出，通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生。该颜色空间在广泛的实验基础上得到的平均人眼颜色响应，符合人眼对颜色观测的视觉特点，是国际委员会定义的与设备无关的颜色表示法，因此通常作为国际性的颜色空间标准。对于无法直接转换的两个颜色空间，XYZ颜色空间通常可以作为桥梁，使两种颜色空间能进行转换。
2.CIELAB颜色空间
1976年，CIE推荐了主要用于纺织印染工业的LAB颜色空间。这是一种与设备无关的颜色空间，它以数字化的方式描述人对颜色的视觉感应，能描述出人眼能看到的所有颜色。CIELAB颜色空间是一种均匀的颜色空间，即色度图上相等距离和人眼观测到的色差是相等的。
CIELAB颜色空间是由XYZ颜色空间通过数学转换的方式得到的。其具体转换公式如下式：
其中，L表示心理明度；a、b表示心理色度；X、Y、Z是物体色的三刺激值；Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体的三刺激值，是常数值。X/Xn，Y/Yn，Z/Zn的值要求大于0.008856，若是小于0.008856，说明颜色极深，若是采用上述公式，则会引起眼色空间的畸变，误差极大。不同条件下的三刺激值如下表所示。
CIELAB空间如下图所示，是一个三维的空间。在CIELAB颜色空间中，有L、a、b三个分量，其中L表示的是颜色的亮度，取值范围是[0，100]即从纯黑到纯白，a和b表示的是色度坐标，a表示洋红色至绿色的范围，取值范围为[127，-128]，b表示从黄色至蓝色的范围，取值范围为[127，-128]。CIELAB颜色空间是一个近似均匀的颜色空间，若对于不同色区的两对比色测出相等的色差值，并不意味人眼观测到的两颜色也有相等的色差感觉，尽管如此，CIELAB颜色空间仍是目前最好的颜色空间之一。
国际照明委员会在1976推出了CIE1976L*a*b*颜色空间以及在这个颜色空间下的色差公式即CIELAB色差公式。CIELAB色差公式能够非常容易的将色度图中的位置跟人眼观察到的颜色联系到一起，通过使用样品色与标准色之间的空间距离来计算色差值。CIELAB色差公式作为国际通用的一种测色标准，其结果对人眼感知颜色变化的程度有较好的反映。CIELAB总色差及单项色差的计算公式如下：
总色差公式为：
各单项色差公式为：
明度差：ΔL=L1-L0
色度差：Δa*=a1-a0，Δb=b1-b0
彩度差：ΔCab=Cab1-Cab0
色相角差：Δhab=hab1-hab0
色相差：
在以上各公式中L1，a1，b1是样品色在CIELAB颜色空间的坐标值，L0，a0，b0，是标准色在CIELAB颜色空间的坐标值。当计算的结果中有正负值出现时，它们的含义如下：
△L=L1-L0>0，说明待测样品要比标准样品的颜色浅，明亮度高；若△L<0，说明待测样品要比标准样品颜色深，明亮度低。
△a=a1-a0>0，说明待测样品要比标准样品颜色偏红；若△a<0，说明待测样品要比标准样品颜色偏绿。
△b=b1-b0>0，说明待测样品要比标准样品颜色偏黄；若△b<0，说明待测样品要比标准样品颜色偏蓝。
△Cab=Cab1-Cab0>0，说明待测样品要比标准样品颜色彩度高，包含的“灰分”或者“白光”要比较少；若△Cab<0，说明待测样品要比标准样品颜色彩度低，包含的“灰分”或者“白光”比较多。
△hab=hab1-hab0>0，说明待测样品要在标准样品颜色的逆时针方向上；若△hab<0，说明待测样品要在标准样品颜色的顺时针方向上。根据标准样品颜色的所在位置，就能够很容易的判断出待测样品颜色是偏黄还是偏绿。
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