色差仪CIELAB、CIELUV颜色空间及色差式介绍

CIELAB和CIELUV颜色空间，是色差仪中常用的两个测色空间，也是CIE规定的用于色度测量的两个均匀的颜色空间。对于CIELAB颜色空间和CIELUV颜色空间的含义及颜色空间下的色差计算式，许多朋友不是很了解，本文特意对此做了介绍。

色差仪CIELAB颜色空间：

CIELab全称CIE1976Lab颜色空间，是由国际照明学术研究机构CIE研制的一种色彩结构，其色域大于RGB色彩空间的色域，实现的颜色范围较广，即可以在颜色空间中表达任何一种颜色信息。它是与设备无关的色彩空间，是以数字化的方式描述了人眼的视觉特性，弥补了与设备相关色彩空间颜色特性不足的问题。

参数L、a、b在CIELAB色彩空间中分别表示颜色亮度、红绿色的程度和黄青色的程度。参数L的值与颜色亮度成正比例关系，取值范围0～100，L的值越大，表达的颜色越亮；a和b代表色度轴，范围是-128-127，当参数值a>0时，值越大表示的颜色就越红属于红色系，参数值a<0时，值越小表示的颜色就越绿属于绿色系；当参数值b>0时，值越大表示的颜色越黄属于黄色系，当参数值b<0时，值越小表示的颜色越青属于青色系。CIELAB色彩空间所表示的颜色与人眼视觉特性相接近，可以通过设置不同的a和b值得到精确的颜色平衡，设置不同的L值来调整亮度对比度，色彩空间如下图所示。

在CIELAB色彩空间中，可以通过计算色彩空间中两点颜色之间的几何距离，来分析判断颜色的差异度，比较方便地测量较小的色差。

色差仪CIELAB颜色空间色差计算式：

CIELAB色差公式是基于近似均匀的三维颜色空间建立的，由直角坐标L、a*、b*构成，国际照明委员会推荐使用。该色差公式建立在CIELAB颜色空间之上，使用空间中的欧氏距离来表示两个颜色之间的差异大小，CIELAB色差公式（△E*ab）定义为：

计算过程是在均匀的CIELAB色彩空间中定义的，以标准色坐标点为中心的椭球。它在L*、a*、b*三个方向上的长短半轴长度则用△L*、△a*、△b*来表示。

亮度差公式：

△L*是亮度差，指测试样本和标准样本的颜色深浅差。如果△L*>0，则测试样本亮度比标准样本亮度浅，如果△L*<0，则测试样本亮度比标准样本亮度深。

饱和度差公式：

ΔC*c和度差，表示颜色偏离亮度灰色的程度，即用来描述样本的颜色鲜艳度。如果C*c>0，则表示测试样本比标准样本颜色鲜艳，如果C*c<0，则表示标准样本比测试样本颜色鲜艳。

色度差公式：

△a、△b表示色调偏差，在测色配色系统的颜色检测中，不仅要考虑总色差值，还要考虑分色差值，这样有利于分析样品颜色深浅和色调鲜艳度在总色差中的百分比权重。

色相角差公式：

△H*表示色相角差，在a*和b*平面的样本颜色点相对于标准颜色点的位置关系决定了色相角ΔH*的大小。

色差仪CIELUV颜色空间：

CIELUV颜色空间是CIE1976L*u*v*均匀颜色空间的简称，在CIELUV空间中，L*为明度，u*、v*为色品指数。三者相互垂直构成色空间来描述相对应的亮度和色度量：垂直的轴是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指数u*和 v*。

CIELUV颜色空间与CIELAB颜色空间相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通过非线性变换得到的，同样用两点间的距离表示颜色之间的色差。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特点。首先，它们的颜色空间虽然距完全均匀仍有距离，但基本上是均匀的。其次，由于是基于颜色测量的CIE系统，CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是与设备无关的颜色空间。与CIELAB颜色空间不同，CIELUV颜色空间更多地应用于光源色和自发光色领域。其颜色模型如下：

色差仪CIELUV颜色空间色差计算式：

CIE1976L*u*v*（简称为CIELUV）均匀颜色空间用三维坐标系统明度指数L*和色品指数u*、v*来表示颜色，改善了CIELAB颜色空间的均匀性，定义公式如下：

与CIE1976L*a*b*相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通过非线性变换得到的，同样用两点间的距离表示颜色之间的色差：

与CIELAB颜色空间不同，CIELUV颜色空间更多地应用于光源色和自发光色领域，如电视和计算机屏幕色。