Lab顏色空間什么意思?色差儀基于Lab顏色空間的色差公式有幾個?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2023-07-11

為了定量地表達自然界豐富多樣的色彩,人們借助于數學坐標,先后提出了各種各樣的顏色空間,在顏色空間中,顏色由三維坐標表示,目前,LAB顏色空間是色差儀中使用最廣泛的一種顏色空間。那么,Lab顏色空間什么意思?色差儀基于Lab顏色空間的色差公式有幾個?

CIELAB顏色空間

Lab顏色空間什么意思?

CIELab全稱CIE1976 Lab顏色空間,是由CIE-XYZ 顏色空間進行非線性轉換得到的W*U*V*空間進一步完善而產生的,CIE-XYZ 是一個非均勻的顏色空間,對于顏色的描述和人眼的感覺相差較大,而CIE Lab顏色空間是均勻的,當L、a、b這三個值變化幅度相同時,帶來的人眼視覺上的變化幅度也不大。因此CIE Lab顏色空間常作為顏色質量評價的目標空間。L代表亮度,a和b代表色度指數,L、a、b構成的顏色空間如下圖所示。

lab顏色空間06

L代表亮度值,取值范圍0~100,100亮度最高,0是沒有亮度,L軸上的顏色點從亮度0到亮度100表示從黑到白的顏色。CIELab顏色空間上的點距離亮度軸越遠,代表顏色越飽和。a和b代表色度軸,范圍是-128-127,從a到-a表示紅色變到綠色,同理,從b變到-b是從黃色到藍色。


色差儀基于Lab顏色空間的色差公式介紹:

1.CIELAB色差公式

在CIELAB顏色空間內,對顏色的表達需要確定該顏色在由明度軸L、紅-綠軸a和黃-藍軸b構成的立體色空間內的位置坐標,因此其空間內任意兩個顏色的色差值△E*ab由它們的歐氏距離的遠近決定,即:△E*ab=[(△L)2+(△a)2+(△b)2)]1/2。

其中,式中的L、a和b可由各顏色的三刺激值X,Y,Z根據以下公式變換而來:

L、a和b值的變換公式

其中:

L、a和b值變換公式參數介紹

式中Xn,Yn,Zn代表CIE標準照明體經由完全漫反射體反射形成的白色刺激的三刺激值。

CIELAB色差公式簡化了以往色差計算上的繁瑣,使用該色差公式進行計算時,只需測得兩個顏色的三刺激值即可。由于顏色的三刺激值的大小反應的是人眼對顏色的感知強弱,因此該色差值與人眼的相關性得到了加強。

2.CMC(l:c)色差公式

英國染色家學會推薦使用的CMC(l:c)色差公式引入了彩度參數因子c和明度參數因子l,同時修正了在深色區和中性色區目測色差結果與測量結果偏差較大的缺陷。

其色差公式如下:

CMC色差公式0601

其中:

CMC色差公式參數

其中:

CMC色差公式參數01

為了讓CMC(l:c)色差公式的計算色差能夠符合人眼的視覺特性,可以在不同應用過程下改變彩度參數因子c和明度參數因子l。經過大量測量實驗數據統計表明,對紡織產品彩度進行質量評價時,采用l:c的值為2:1;當需要對印刷品顏色進行人眼視覺色差評價時,推薦比例為1:1,計算得到的色差值更符合人眼辨別特性。

與CIELAB色差公式相比,CMC(l:c)引入了可調節的參數因子,使的色差公式的適應性更強,這也擴大了其使用范圍并且提高了測量的準確性。總的看來,CMC(l:c)明確了明度和彩度對色差的影響關系,更好的適應了人眼視覺對顏色的評價,它所提出的參數因子的思想為后來色差公式的發展提供了很好的借鑒。

3.CIE94色差公式

1995年CIE根據其工業色差評估技術委員會對現有工業應用的物體色色差評價標準評估的報告提出了 CIE1994色差模型。其色差公式為:

CIE94色差公式0601

CIE94色差公式中△L*,△C*ab,△H*ab分別表示兩種顏色間的明度差、彩度差和色相差。參數因子KL,KC,KH可根據不同的評價對象和評價條件選擇不同數值,參考條件下的參數因子數值均為1。當觀察條件改變時,可以對各參數進行單獨改變以適應視覺上每個顏色分量(明度、彩度、色相)的變化。

CIE94色差公式沿用了變化參數的思想,對關系顏色差別的三要素明度、彩度和色相給出了更好的參考。常用的參考數值僅僅對明度的取值進行改變,例如,評價紡織品是明度的參數因子取值為2,而在印刷行業中推薦的明度參數因子的取值為1.4,這兩種情況下其他兩者的取值與參考條件下的取值相同。

4.CIE2000色差公式

CIE于2001年向外界推薦CIE2000色差公式進行色差計算和顏色視覺實驗,該公式可簡稱為CIEDE2000。CIE2000色差公式融合了之前色差公式與視覺評價數據的優勢,該公式進一步優化了色差評價的視覺一致性。CIEDE2000是現今最新的色差公式,計算過程比CIE94要更復雜,同時也對測量的精度有了很大的提高。

其色差符合△E00的計算式如下:

△E00的計算公式

其色差公式中的△L',△C'ab,△H'ab分別為明度差、彩度差和色相差,需要用以下公式求得:

明度差、彩度差和色相差計算公式

其中的明度值、彩度值和色相值需要借助CIE1976L*a*b*色差公式得到L*,a*,b*值,再利用以下公式求得:

明度值、彩度值和色相值計算公式

式中G作為色相軸a*軸的調整因子,是以彩度變量的函數值:

彩度變量的函數值

其中C*ab為標樣彩度與測評樣彩度的算術平均值。

SL,SC和SH分別為明度值L,彩度值C和色相值H的權重函數,它們通過調整自身已達到影響色差公式對顏色均勻性評價的作用。其計算式如下:

SL,SC和SH計算公式

式中L',C'ab,h'ab分別為標樣與測評樣的明度、彩度和色調的算術平均值。

總色差△E00計算公式中RT函數用來校正藍色區域色度橢圓色相角偏轉,用以下公式求得:

RT函數

公式中的△θ是由色相決定的旋轉角度,計算公式如下:

旋轉角度計算公式

Rc是隨著彩度變化而改變的旋轉幅度,計算式如下:

旋轉幅度計算公式

CIEDE2000在進行色差計算的過程中有機地結合各個色差公式對顏色空間均勻性和對顏色的人眼視覺一致性地描述,并且引入了旋轉函數用來修正藍色區域。