色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別

CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間是色差儀中常用的兩個測色空間，這兩個測色空間是CIE規(guī)定的均勻顏色空間，都是以兩個被比較顏色點的歐氏距離來表示色差。那么，色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間有什么不同？本文對CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別及色差計算式作了介紹。

色差儀CIELab顏色空間：

CIELab顏色空間是CIE1976L*a*b*均勻顏色空間的簡稱，它色差儀最常用的一種顏色空間，是基于生理特征的均勻顏色空間，是由明度（L）和兩個色度分量a、b共三個分量構(gòu)成，L表示顏色的明度，也常被稱作亮度，取值范圍在[0，100]，表示從純黑到純白。a表示從綠色到紅色，-a最小表示綠色，+a最大表示紅色，取值范圍在[-128，127]，-a到+a是綠色到紅色顏色漸變的過程。b表示從藍色到黃色的范圍，同樣原理，-b到+b是由藍色逐漸過渡到黃色的過程，取值范圍在[-128，127]。其模型如下如所示：

CIELab顏色空間是顏色量化最均勻的顏色分布，在樣品色差評比系統(tǒng)中，很多公式都是依賴該顏色空間的，它是顏色差異的規(guī)范化空間，能夠解決顏色量化的等距度量，其均勻性較好。該顏色空間兩點之間的幾何距離，與人眼觀察物體的色差大小相同。

色差儀CIELuv顏色空間：

CIELUV顏色空間是CIE1976L*u*v*均勻顏色空間的簡稱，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(yīng)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顏色空間與CIELAB顏色空間相似，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。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特點。首先，它們的顏色空間雖然距完全均勻仍有距離，但基本上是均勻的。其次，由于是基于顏色測量的CIE系統(tǒng)，CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是與設(shè)備無關(guān)的顏色空間。與CIELAB顏色空間不同，CIELUV顏色空間更多地應(yīng)用于光源色和自發(fā)光色領(lǐng)域。

色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別：

由于顏色空間種類繁多，通常選擇某一顏色空間是由于該空間可以使它表示的顏色更便于計算和轉(zhuǎn)換，或者是因為該空間能更理想地表示一種顏色。CIELUV和CIELAB色空間得到廣泛使用后，許多顏色工作者對這兩個色空間進行了大量的研究。直到現(xiàn)在工作者并沒有給出兩個色空間的明確使用范圍，不能說哪一個優(yōu)于另一個。加色法產(chǎn)生顏色的行業(yè)中，例如電視電腦工業(yè)、照明以及CRT比較適合選用CIELUV色空間及色差公式；而CIELAB色空間及色差公式主要應(yīng)用于顏料和圖像藝術(shù)工業(yè)以及紡織業(yè)等，此色空間更適合于減色法混合產(chǎn)生色彩的行業(yè)，在材料制造工業(yè)中，CIELAB色空間的應(yīng)用遠遠超過了CIELUV色空間。

對CIELUV色空間和CIELAB色空間的均勻性的考察，使用CIELUV和CIELAB色空間（由1931色度系統(tǒng)中的麥克亞當(dāng)橢圓分別轉(zhuǎn)換得到），對橢圓分布的轉(zhuǎn)換結(jié)果進行考察，把上述文中提到CIE1931XYZ色度系統(tǒng)坐標(biāo)線性轉(zhuǎn)換成u*、v*后，可以看出其光譜軌跡很好的保持了馬蹄形，如下圖1所示；但是將其轉(zhuǎn)換成a*、b*后的光譜軌跡變形較嚴重，如圖2所示。

比較發(fā)現(xiàn)，CIELUV比較適合于光譜色、電視電腦等色彩工業(yè)。而對于顏色的色差值比大視覺識別閾值大，但是比孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩顏色的色差小的情況，CIELAB色空間更適用，因為其更真實的反映物體色的心理感受，適用于染料、顏料及油墨等顏色工業(yè)部門。

色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的色差公式：

在CIELUV和CIELAB顏色空間中，以兩個被比較顏色點的歐氏距離表示色差，同時還各有一組與心理量近似對應(yīng)的感知屬性，即明度、彩度、色調(diào)角及色調(diào)差（以下標(biāo)“uv”和“ab”來區(qū)分CIELUV和CIELAB顏色空間）。

在CIELUV顏色空間中，兩個顏色（L*1，u*1，v*1）和（L*2，u*2，v*2）之間的色差 △E*uv為：

式中：

在CIELAB顏色空間中，兩個顏色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2）之間的色差△E*ab為：

式中：

在CIELUV和CIELAB兩個顏色空間中明度指數(shù)L*是一致的，即：

在等明度平面上，坐標(biāo)原點到色品坐標(biāo)（u*，v*）或（a*，b*）的距離為彩度C*uv或C*ab，即：

在CIELUV和CIELAB顏色空間中色調(diào)角huv和hab分別為：

在等明度的a*b*平面上，+a*為紅色方向（值愈大表示對應(yīng)的顏色愈紅），-a*為綠色方向（值愈小則顏色愈綠），+b*為黃色方向（值愈大則顏色愈黃），-b*為藍色方向（值愈小則顏色愈藍）。

色差也可以用明度差（△L*）、彩度差（△C*）和色調(diào)差（△H*）來定義，即：

所以色調(diào)差ΔH*為：

并規(guī)定，當(dāng)色調(diào)角h增加時，色調(diào)差ΔH*為正；當(dāng)h減少時，ΔH*為負。