色差仪基于三刺激值匹配的颜色空间有哪些？

色差仪的设计和制作是以色度学为基础的，其内部配有多个颜色空间，以对颜色进行定量的描述与测量。这些颜色空间大多都是基于三刺激值匹配的颜色空间，常见就有CIE1931RGB、CIE1931XYZ以及CIE1976Lab等。本文对色差仪RGB、XYZ以及Lab颜色空间做了详细的介绍，对颜色空间知识感兴趣的朋友可以了解一下！

CIE1931RGB颜色空间：

1931年，国际照明委员会CIE综合了相关人员的颜色匹配系列实验结果，提出了CIE1931RGB颜色空间。规定了以700nm的红光、546.1nm的绿光和435.8nm的蓝光作为色光三原色，三原色单位的亮度比为1.0000：4.5907：0.0601，并与等能白光（也称E光源）相匹配，确定出三刺激值单位。如下图所示为光谱三刺激值r、g、b的颜色匹配函数。

则任意色光的三刺激值R、G、B可表示为：

其中，φ（λ）为色光的光谱分布函数；k为归化系数，目的是规定三刺激值的最大值。

在色度学中，不直接用三刺激值R、G、B来表示颜色，而是用三原色的刺激值各自在R+G+B总量中的相对比例，及色度坐标r、g、b来表示：

式中，r+g+b=1。因此，色度坐标只有两个自由度。

CIE1931XYZ颜色空间：

由于CIE1931RGB是由实验结果得出的，光谱三刺激值与色度坐标均有一部分在计算中出现负值，难以理解。所以，CIE推荐了一个新的颜色空间，即CIE1931XYZ。

CIE1931XYZ在CIE1931RGB的基础上，利用数学方法，找到理想的三原色XYZ，使得光谱三刺激值全为正值，以此建立新的颜色空间。

如上图所示，理想的三原色X、Y、Z所形成的颜色三角形，应包括整个光谱轨迹，从而确定X、Y、Z在RGB颜色空间中坐标：

最终，CIE1931XYZ的光谱三刺激值x、y、z的颜色匹配函数如下图所示，x、y、z全为正值，且y（λ）与明视觉光谱光效函数V（λ）相同。

色度坐标如下图所示，其中，等能白光即E光源的色度坐标为xE=0.333，yE= 0.333。

从CIE1931RGB颜色空间到CIE1931XYZ颜色空间的变换标准，由CIE确定。其中，三刺激值的转换可表示为：

其中，X、Z只代表色度，Y可用来描述光度量。

色度坐标的转换可表示为：

CIE1976Lab颜色空间：

由于CIE1931XYZ存在感知均匀性问题，即以数字表示的颜色间的距离与人的视觉感知变化不一致。为了解决这一问题，CIE对CIE1931XYZ进行了非线性变换，得到了新的CIE1976Lab颜色空间。

CIE1976Lab颜色空间可以由CIE1931XYZ颜色空间变换得到：

其中，X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值。

如下图所示，经过非线性变换后的Lab颜色空间，形成了以对立色描述的笛卡尔坐标系，其中，L称为心理计量明度，a、b称为心理计量色度。