文章摘要：为了统一颜色评定的标准，CIE提出了用于颜色描述的颜色空间。颜色空间是用来对颜色进行定量描述的空间模型，它采用数学方法来量化表示颜色。在不同的颜色空间中，两个样品之间的几何距离是存在一定的差异的，因此色差值的计算公式也是不同的。本文对色差仪颜色空间及不同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！
为了统一颜色评定的标准，CIE提出了用于颜色描述的颜色空间。颜色空间是用来对颜色进行定量描述的空间模型，它采用数学方法来量化表示颜色。在不同的颜色空间中，两个样品之间的几何距离是存在一定的差异的，因此色差值的计算公式也是不同的。本文对色差仪颜色空间及不同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！
1.RGB颜色空间
光的三原色是红、绿、蓝，理论上每一种可见的颜色都可以分解成红、绿、蓝的组合。RGB颜色空间就是利用红、绿、蓝三原色的混合原理，在三维坐标中将某一种颜色进行定位，三维坐标中的值分别用R（代表红色）、G（代表绿色）和B（代表蓝色）表示。
RGB颜色空间中，如果R值、G值和B值都相等，则代表颜色为黑色、灰色或白色，其中R值、G值和B值都为零时，代表颜色为黑色，当R值、G值和B值都设定为最大值时，代表颜色为白色。如果R值、G值和B值不完全相同，则代表某一种有彩色。在RGB颜色空间中的任一颜色可以用下列公式表示：
C=kRR +kGG+kBB
式中：
C——表示某种颜色；
kR，kG，kB——表示三刺激值。
RGB颜色空间可以用三刺激值来表示颜色，记为（kR，kG，kB）。假设一个颜色的三刺激值为（0，255，0），则表示颜色为绿色。
2.CIEXYZ颜色空间
RGB颜色空间用三刺激值（kR，kG，kB）来表示颜色时，呈现颜色的颜色不够丰富。为此提出由颜色所需的红、绿、蓝三个原刺激值共同组合形成XYZ颜色空间，如果把纯光谱色画在CIEXYZ颜色空间中，就能得到下图这样的曲线。
假设组成某种颜色所需的红、绿、蓝三分量称为三刺激值，并分别用X、Y、Z表示。一种颜色可用它的三个色系数x、y、z表示为：
由上式可以看出：
x+y+z=1
XYZ颜色空间与RGB颜色空间存在一定的规律，使其可相互转换。但CIEXYZ仍是非均匀颜色空间，也就是说，同一色度距离不等同于视觉所观察到的同一色差。这样在进行色差的度量上就会增加一定的难度，为此，CIE 又定义了所谓的CIELAB颜色空间。
3.CIELAB颜色空间
CIELAB颜色空间于1976年被定义。CIELAB旨在感知上统一，这就意味着映射颜色之间的空间距离与它们的视觉差异相对应。
CIELAB颜色空间由明度 L、色度坐标 a 和色度坐标 b 三个变量构成。其中数值a代表红绿相，正值代表颜色偏红，负值代表颜色偏绿，0为中性。数值b代表黄蓝相，正值代表颜色偏黄，负值代表颜色偏蓝，0为中性。数值L代表样板的明度，数值0代表黑，数值100代表白。
CIELAB颜色空间能呈现非常丰富的颜色，它所对应的L、a、b值可以通过CIEXYZ颜色空间的值来计算。具体的计算公式如下：
式中：
L*——表示明度值；
a*——表示红、绿色度值；
b*——表示黄、蓝色度值；
X、Y、Z——表示物体颜色的三刺激值；
Xn、Yn、Zn——表示理想白色物体的三刺激值；
X/Xn、Y/Yn和Z/Zn的值要大于0.008856，若小于此值，则不适用于上述公式。
不同光源及观察者角度的三刺激值如下表所示。
为了衡量颜色差异，需要对存在色差的两个颜色进行定量分析，目前色差仪中常使用的色差公式有CIELAB色差公式和CIE94色差公式。CIELAB色差公式如下所示：
式中：
ΔΕ*表示测试样品与标准样品的色差值；
△L*——示测试样品与标准样品的明度差：
Δa*——示测试样品与标准样品的红/绿色度差；
Δb*——示测试样品与标准样品的黄/蓝色度差；
假设测试样品的编号为1，标准样品的编号为2，则测试样品与标准样品的明度差和色度差计算公式如下：
式中：
L*——表示样品的明度值；
a*——表示样品的红/绿色度值；
b*——表示样品的黄/蓝色度值；
通过计算，可通过明度差和色度差来分析两个颜色存在的色差。当测试样品与目标样品相比显得颜色更浅（偏白）时，明度差ΔL*将为正值，当测试样品与目标样品相比颜色显得更深（偏黑）时，明度差△L*将为负值。当测试样品与目标样品相比颜色显得偏红时，红/绿色度差△a*将为正值，当测试样品与目标样品相比颜色显得偏绿时，红/绿色度差△a*将为负值。当测试样品与目标样品相比颜色显得偏黄时，黄/蓝色度差△b*将为正值，当测试样品与目标样品相比颜色显得偏蓝时，黄/蓝色度差△b*将为负值。
为更好地进行颜色色差检测，颜色研究人员基于CIELAB颜色空间，在CIELAB色差公式的基础上，提出了CIE94色差公式，公式完整的名称为CIE1994（△L*、△C*ab、△H*ab）色差模型。CIE94色差公式如下：
式中：
△L*——表示测试样品与目标样品间的明度差；
△C*аb——表示测试样品与目标样品间的彩度差
ΔH*аb——表示测试样品与目标样品间的色相差；
SL、SC、SH——分别表示目标样品明度、彩度和色相所决定的色差校正值；
KL、KC、KH——表示根据产品的种类设定的常数；
假设测试样品的编号为1，目标样品的编号为2，则测试样品与目标样品间的明度差、彩度差和色相差计算公式如下：
式中：
L*1、L*2分别表示测试样品与目标样品的明度值；
C*ab1、C*ab2——分别表示测试样品与目标样品的彩度值；
h*ab1、h*ab2——分别表示测试样品与目标样品的色相角。
样品的彩度、色相角由下列公式计算得到：
式中：
a*表示样品的红/绿色度值；
b*——表示样品的黄/蓝色度值；
目标样品明度、彩度和色相决定的色差校正值由下列公式计算得到：
当没有设定目标颜色时，C*ab,X的值可以通过两个样板的彩度值来进行计算，计算公式如下所示：
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