分光测色仪CIELAB颜色空间在色差测量中的局限性解析

色差是有色产品行业进行质量检测与控制的前提和手段，色差值的大小直接影响着产品质量等级的评定，以及客户对产品的认同程度。理想的色差公式的计算结果应该和人眼的视觉感受完全一致，但是有研究表明CIELAB颜色空间在色差值的计算中存在很多的局限性，因此本文对此做了简要的介绍。

分光测色仪CIELAB颜色空间和色差公式：

CIELAB颜色空间和色差公式人们都非常的熟悉，其表达是分别如下：

其中：X，Y，Z是作为对象的物体的三刺激值；Xn，Yn，Zn为标准照明体照射在完全漫反射体上，再经过完全漫反射反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值。

CIELAB颜色空间中的心理彩度为：

CIELAB颜色空间中的心理色相角为：

CIELAB颜色空间中的两色度值（L1*，a1*，b1*）和（L2*，a2*，b2*）之间的色差△E*ab由下式计算得到：

分光测色仪CIELAB颜色空间在色差测量中的局限性：

色彩研究者Luo和Rigg用他们收集的纺织、油墨、油漆等方面的数据绘制了CIELAB的宽容量图，如下图所示。

由上图可以看出，CIELAB颜色空间是一个均匀性很差的颜色空间，至少和小色差有关。如果实验数据和CIELAB空间完美地匹配，所有的椭圆都是同尺寸的圆圈。

从上图中可以发现一些趋势：接近中性色的椭圆最小；随着彩度的增加椭圆变大变长；除了蓝色区域外，大多数椭圆都指向原点即非彩色点。也就是说，虽然测量的△E*ab数值一样，但是颜色所处的区域不一样，给人的视觉感受是不一样的，如一对深黄色的颜色和一对浅黄色的颜色色差测量都是3，已经满足印刷上的精品的要求了，但是由于两对颜色所处的位置的宽容量不一样，在视觉上看起来浅黄色颜色对的色差要比深黄色颜色对的色差大一些。因而，基于这样一个不均匀颜色空间的色差公式，不能正确地表达人眼的视觉感受，在印刷产品的质量检测和控制的过程中就很难达到精确控制。

在这种情况下，色彩研究工作者研究出了很多新的色差公式，如CIE94、CMC（l:c）等。在实际应用中，已经被广泛证明具有较好性能的有CMC（l:c）色差公式和CIE94色差公式。其中CMC（l:c）色差公式已经被纺织行业和陶瓷行业定为行业标准，是一个被实践证明比较成熟的色差公式。CIE94色差公式是在CMC（l:c）色差公式的基础上经过改良得到的一个色差公式，在理论上CMC（l:c）色差公式计算的色差更能够符合人眼的视觉。但是这些色差公式都有或多或少不尽如人意的地方：预测明度差时方法不同，预测色相差的方法也不一样，预测饱和度的蓝色的色度差时差别很大。因此，研究人员专门对色差公式进行了研究，推出了目前最新的色差公式，CIEDE2000色差公式，该色差公式是目前理论上最好的色差公式。