色差儀常用顏色空間及典型色差計(jì)算公式介紹

色差儀在測量顏色時，會采用不同的顏色空間，使顏色的評定在不同的標(biāo)準(zhǔn)下具有可對比的標(biāo)準(zhǔn)，并給出相應(yīng)的色度值和經(jīng)色差公式計(jì)算后的色差值。本文對色差儀常用顏色空間及典型色差計(jì)算公式進(jìn)行了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

色差儀常用顏色空間：

1.CIE1976L*u*v*顏色空間

CIE1976L*u*v*顏色空間又稱為CIELUV顏色空間，它是使用L*、u*、v*作為三維直角坐標(biāo)的顏色空間，主要用于如電視工業(yè)等色光混色的表示和評價。在CIE1976L*u*v*顏色空間中，L*表示明度，u*、v*表示顏色的色品坐標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

式中，u'、v'和u'0、v'0分別為顏色樣品和光源的色品坐標(biāo)，可由下式求得：

其中，X、Y、Z是顏色樣品的三刺激值；X0、Y0、Z0為光源或參考白色三刺激值；Y0=100。用L*、u*、v*標(biāo)定的兩個顏色之間的總色差△E由下式計(jì)算：

2.CIE1976L*a*b*顏色空間

CIE1976L*a*b*顏色空間也稱為CIELAB顏色空間，該顏色空間是由三個通道組成：L*通道表示明度，其取值范圍是0~100，數(shù)值越大顏色的明度值越大；a*通道和b*通道是兩個色度通道，其中a*通道表示顏色的紅綠反應(yīng)，b*通道表示顏色的黃藍(lán)反應(yīng)，a*和b*的取值范圍為-128-127，對于a*來講，數(shù)值越大顏色越紅，數(shù)值越小顏色越綠；對于b*值來說，b*值越大顏色越發(fā)黃，否則越偏藍(lán)。作為該空間三維直角坐標(biāo)系的明度L*和色品坐標(biāo)a*、b*的計(jì)算公式為：

式中：

其中，X、Y、Z是顏色樣品的三刺激值；Xn、Yn、Zn是照明光源顏色的三刺激值，且Yn=100。

用L*、a*、b*標(biāo)定的兩個顏色之間的總色差△E由下式計(jì)算：

色差儀典型色差計(jì)算公式：

色差是定量表示的色覺差，用△E表示。國際照明委員會（CIE）負(fù)責(zé)研究和開發(fā)國際顏色標(biāo)準(zhǔn)，而建立色差公式為色彩行業(yè)提供判斷物體顏色質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是CIE最重要的任務(wù)之一。在現(xiàn)有的均勻顏色空間中，不同的顏色區(qū)域中相同的空間距離所代表的色差不相同。為此，研究人員根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的處理對象提出了幾十種色差公式或修改方案。目前，所有CIE推薦的改進(jìn)型色差公式均是在CIELAB色差公式的基礎(chǔ)上改進(jìn)，其中色差儀中比較典型的色差公式有CIELAB色差公式和CIEDE2000色差公式。

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最簡單的色差公式，也是1976年CIE推薦的工業(yè)應(yīng)用色差公式之一。使用兩個顏色刺激色樣在空間中的歐式距離來表示兩者之間的色差。假設(shè)在CIELAB顏色空間中有兩個顏色（L*0，a*0，b*0）和（L*1，a*1，b*1），通過下列色差公式便可計(jì)算出兩者之間的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分別表示兩個顏色樣本的坐標(biāo)L*、a*和b*之差。色差也可以用明度差△L*、飽和度差△C*ab和色調(diào)差△H*ab來定義，即：

其中，利用下式可以得到色度差△C*ab和色調(diào)角度差△hab：

如果CIELAB空間是理想的均勻顏色空間，則其對應(yīng)的視覺容差應(yīng)為球形。根據(jù)顏色科學(xué)研究人員的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在CIELAB空間使用橢球來描述顏色的視覺容差更為合適，這表明CIELAB顏色空間并非理想的均勻顏色空間。雖然CIELAB色差公式對中小色差的預(yù)測精度較差，但由于其結(jié)構(gòu)簡單，易于理解并具有較好的大色差預(yù)測精度，所以仍被廣泛應(yīng)用。

2.CIEDE2000色差公式

CIEDE2000色差公式是CIE在2000年新推出的一個色差公式，該色差公式形式上雖然復(fù)雜很多，但也大大提高了色差預(yù)測的精度。CIEDE2000色差公式的完整表述形式如下式：

其中，KL、KC、KH是校正因子，L'、C'、h'是兩個樣本之間的L'、C'和h'算術(shù)平均值。當(dāng)兩個樣本的色調(diào)角絕對差值大于180°時，先把較大的色調(diào)角減去360°，再進(jìn)行計(jì)算；反之則直接用后面的式子計(jì)算。