色差仪常用颜色空间及典型色差计算公式介绍

色差仪在测量颜色时，会采用不同的颜色空间，使颜色的评定在不同的标准下具有可对比的标准，并给出相应的色度值和经色差公式计算后的色差值。本文对色差仪常用颜色空间及典型色差计算公式进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪常用颜色空间：

1.CIE1976L*u*v*颜色空间

CIE1976L*u*v*颜色空间又称为CIELUV颜色空间，它是使用L*、u*、v*作为三维直角坐标的颜色空间，主要用于如电视工业等色光混色的表示和评价。在CIE1976L*u*v*颜色空间中，L*表示明度，u*、v*表示颜色的色品坐标，其计算公式如下：

式中，u'、v'和u'0、v'0分别为颜色样品和光源的色品坐标，可由下式求得：

其中，X、Y、Z是颜色样品的三刺激值；X0、Y0、Z0为光源或参考白色三刺激值；Y0=100。用L*、u*、v*标定的两个颜色之间的总色差△E由下式计算：

2.CIE1976L*a*b*颜色空间

CIE1976L*a*b*颜色空间也称为CIELAB颜色空间，该颜色空间是由三个通道组成：L*通道表示明度，其取值范围是0~100，数值越大颜色的明度值越大；a*通道和b*通道是两个色度通道，其中a*通道表示颜色的红绿反应，b*通道表示颜色的黄蓝反应，a*和b*的取值范围为-128-127，对于a*来讲，数值越大颜色越红，数值越小颜色越绿；对于b*值来说，b*值越大颜色越发黄，否则越偏蓝。作为该空间三维直角坐标系的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为：

式中：

其中，X、Y、Z是颜色样品的三刺激值；Xn、Yn、Zn是照明光源颜色的三刺激值，且Yn=100。

用L*、a*、b*标定的两个颜色之间的总色差△E由下式计算：

色差仪典型色差计算公式：

色差是定量表示的色觉差，用△E表示。国际照明委员会（CIE）负责研究和开发国际颜色标准，而建立色差公式为色彩行业提供判断物体颜色质量的标准是CIE最重要的任务之一。在现有的均匀颜色空间中，不同的颜色区域中相同的空间距离所代表的色差不相同。为此，研究人员根据不同的应用领域和不同的处理对象提出了几十种色差公式或修改方案。目前，所有CIE推荐的改进型色差公式均是在CIELAB色差公式的基础上改进，其中色差仪中比较典型的色差公式有CIELAB色差公式和CIEDE2000色差公式。

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最简单的色差公式，也是1976年CIE推荐的工业应用色差公式之一。使用两个颜色刺激色样在空间中的欧式距离来表示两者之间的色差。假设在CIELAB颜色空间中有两个颜色（L*0，a*0，b*0）和（L*1，a*1，b*1），通过下列色差公式便可计算出两者之间的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分别表示两个颜色样本的坐标L*、a*和b*之差。色差也可以用明度差△L*、饱和度差△C*ab和色调差△H*ab来定义，即：

其中，利用下式可以得到色度差△C*ab和色调角度差△hab：

如果CIELAB空间是理想的均匀颜色空间，则其对应的视觉容差应为球形。根据颜色科学研究人员的实验研究，发现在CIELAB空间使用椭球来描述颜色的视觉容差更为合适，这表明CIELAB颜色空间并非理想的均匀颜色空间。虽然CIELAB色差公式对中小色差的预测精度较差，但由于其结构简单，易于理解并具有较好的大色差预测精度，所以仍被广泛应用。

2.CIEDE2000色差公式

CIEDE2000色差公式是CIE在2000年新推出的一个色差公式，该色差公式形式上虽然复杂很多，但也大大提高了色差预测的精度。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'是两个样本之间的L'、C'和h'算术平均值。当两个样本的色调角绝对差值大于180°时，先把较大的色调角减去360°，再进行计算；反之则直接用后面的式子计算。