文章摘要:CIELCh和CIELuv颜色空间是色差仪用于定量描述颜色的两个常用颜色空间,这两个颜色空间都是用三个分量来对颜色进行描述,且具有相同的明度指数L值,在颜色测量中都有着广泛的应用。本文对色差仪CIELCh和CIELuv颜色空间含义及差异做了解析。
CIELCh和CIELuv颜色空间是色差仪用于定量描述颜色的两个常用颜色空间,这两个颜色空间都是用三个分量来对颜色进行描述,且具有相同的明度指数L值,在颜色测量中都有着广泛的应用。本文对色差仪CIELCh和CIELuv颜色空间含义及差异做了解析。
色差仪CIELCh颜色空间是在CIELab颜色空间的基础上发展而来,是国际照明委员会(CIE)为了更好地符合人类视觉感知特性、便于颜色的描述与分析而制定的。CIELCh颜色空间由L(亮度)、C(色度)、h(色调角)三个分量组成。其具体含义如下:
L(亮度):与CIELab色彩空间中的L含义一致,表示颜色的明亮程度。取值范围从0(绝对黑色)到100(绝对白色)。在颜色对比和质量控制方面,L值是衡量颜色明亮程度的重要依据。
C(色度/彩度):表示颜色的鲜艳程度或饱和度。C值越大,颜色越鲜艳、浓烈,越接近纯色;C值越小,颜色越接近灰色,饱和度越低。在色彩设计和搭配中,C值用于控制颜色的视觉冲击力。
h(色调角):用于表示颜色的色调。以角度来度量,不同的角度对应不同的色调。通常规定0°(或360°)表示红色,90°表示黄色,180°表示绿色,270°表示蓝色等。在颜色分类和描述中,h值是确定颜色基本色调的关键指标。
为了解决早期颜色空间的不均匀性,CIE在1976年推荐的两个均匀颜色空间一个是CIELuv颜色空间,另一个是CIELab颜色空间。CIELuv颜色空间的设计目标是使颜色空间中的欧几里得距离更接近人眼感知的颜色差异,即实现视觉上的均匀性。这使得在CIELuv颜色空间中计算得到的色差与人眼的实际感受更为相符,对于颜色的准确测量、比较和质量控制具有重要意义。CIELuv颜色空间由L(亮度)、u*(绿-红方向的色度坐标)、v*(蓝-黄方向的色度坐标)构成。其具体含义如下:
L(亮度):表示颜色的明亮程度,含义与CIELab和CIELCh中的L一致,反映了颜色的明暗程度,取值范围从0(绝对黑色)到100(绝对白色)。L用于描述颜色的明暗程度,是独立于颜色色度的一个属性。
u(色度坐标):是描述颜色在红绿蓝维度上位置的一个参数。u值的正负和大小反映了颜色在该维度上的偏向和程度。u为正值时,表示颜色在该维度上偏向红色或黄色方向的程度;u*为负值时,表示颜色偏向绿色或蓝色方向的程度。
v(色度坐标):同样是描述颜色在红绿蓝维度上位置的参数,与u共同决定颜色的色度。v值的变化反映了颜色在另一个维度上的偏向和程度,与u相互配合来完整地表达颜色的色度特性。v值为正时,颜色偏向黄色或蓝色方向;v*值为负时,颜色偏向红色或绿色方向。
1.颜色空间构成不同
CIELCh颜色空间:由L(亮度)、C(色度)、h(色调角)三个分量组成。L表示颜色的明亮程度,范围从0(黑色)到100(白色);C代表颜色的饱和度,数值越大颜色越鲜艳;h是以角度表示的色调,用于区分不同的颜色种类,如红色、黄色、蓝色等。
CIELuv颜色空间:由L(亮度)、u*(绿-红方向的色度坐标)、v*(蓝-黄方向的色度坐标)构成。L同样表示亮度;u和v是色度坐标,u表示颜色在绿色到红色方向上的位置,v表示颜色在蓝色到黄色方向上的位置。
2.颜色表示方式不同
CIELCh颜色空间:采用极坐标形式来表示颜色,将颜色属性直观地分为亮度、饱和度和色调,更符合人类对颜色的感知习惯。比如在进行色彩搭配设计时,设计师可以很方便地通过调整C和h的值来选择不同饱和度和色调的颜色,同时保持亮度L不变。
CIELuv颜色空间:使用直角坐标形式描述颜色,基于颜色在绿-红和蓝-黄两个方向上的色度坐标来确定颜色位置。这种表示方式在数学计算和某些颜色科学研究中较为方便,例如在计算颜色之间的色差时,基于u和v坐标的运算可以更直接地反映颜色在不同方向上的差异。
3.颜色空间均匀性不同
CIELCh颜色空间:在一定程度上具有较好的视觉均匀性,即在该颜色空间中,相同的几何距离在人眼看来颜色差异大致相同。但相比CIELuv颜色空间,其均匀性在某些区域可能存在一定局限性,尤其是在颜色饱和度较高的情况下。
CIELuv颜色空间:设计初衷之一就是为了实现更好的视觉均匀性,使得颜色空间中两点之间的欧几里得距离与人类视觉感知的颜色差异更接近。这使得在CIELuv颜色空间中进行色差评估时,结果更符合人眼的实际感受,在颜色质量控制和比较等应用中具有优势。
4.色差计算方式不同
CIELCh颜色空间:计算色差时考虑L、C、h三个参数的差异,综合评估颜色在亮度、彩度和色调上的变化,通过特定公式计算总色差,能较全面反映颜色差异。
CIELuv颜色空间:基于L、u*、v*三个参数计算色差,重点关注颜色在亮度和两个色度方向上的变化,计算方法侧重于直角坐标系统下的距离计算,其结果更侧重于颜色在绿-红和蓝-黄方向上的偏差以及亮度差异。
5.应用领域不同
CIELCh颜色空间:常用于色彩设计、艺术创作、涂料、纺织等领域。在这些领域中,人们更关注颜色的直观属性,如色调的选择、饱和度的调整以及与亮度的搭配,CIELCh颜色空间的表示方式能够很好地满足这些需求。
CIELuv颜色空间:更多应用于颜色科学研究、显示设备的校准、颜色测量和质量评估等领域。例如在对显示器、投影仪等设备进行颜色校准时,CIELuv颜色空间可以帮助准确调整设备的颜色输出,使其符合标准的颜色规范,保证颜色的一致性和准确性。