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色差儀L*a*b和Lab及XYZ和Yxy顏色空間區(qū)別

  人氣:574  發(fā)表時間:2024-08-29
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色差儀的技術(shù)參數(shù)中,有一項重要的參數(shù),那便是顏色空間。顏色空間是定量描述顏色的一種方式,不同的顏色空間表達(dá)的顏色信息是不同的,因此在進(jìn)行色度測量時,需要準(zhǔn)確的區(qū)分。本文對色差儀L*a*b和Lab及XYZ和Yxy顏色空間區(qū)別做了介紹。

LAB顏色空間

顏色空間什么意思?

顏色空間又稱彩色模型,彩色空間或者彩色系統(tǒng),顏色空間是由組成顏色的三個分量構(gòu)成的一個三維空間,它的用途是在某些人為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下對色彩加以抽象表示,或者說是色彩在不同的標(biāo)準(zhǔn)下的簡化描述形式,本質(zhì)上,彩色模型是坐標(biāo)系統(tǒng)和子空間的表述,處于各種形式的坐標(biāo)系統(tǒng)中的每個點都有唯一對應(yīng)的值表示,即盡可能直觀地用空間中三個分量值的不同來表示對應(yīng)顏色的差異。

人類對顏色抽象和主觀視覺上的感受被顏色空間轉(zhuǎn)化為對應(yīng)三個顏色分量空間的具體位置表示,現(xiàn)在采用的顏色模型大多數(shù)都是面向硬件和面向應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出來的,顏色空間從提出到現(xiàn)在已經(jīng)有很多種表現(xiàn)形式,很大一部分只是做了一些局部的改變,而一部分顏色空間也只是專用于某一種領(lǐng)域,每種顏色空間都有著自己獨有的特點和局限性,因此,在不同的顏色空間表示的顏色信息也具有不同的特點。目前用于色差儀中的顏色空間有很多種類型,比較常見的有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB、HunterLab、βxy、INLab99等。


色差儀L*a*b和Lab顏色空間區(qū)別:

CIEL*a*b*(CIELAB)是慣常用來描述人眼可見的所有顏色的最完備的色彩模型。L、a和b后面的星號(*)是全名的一部分,因為它們表示L*、a*和b*。Lab指的是Hunter Lab,它是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的三維直角坐標(biāo)系,是不帶星號的,不同于L*、a*和b*。這2種表色系統(tǒng)都是建立在顏色對立理論基礎(chǔ)上的,應(yīng)用都比較廣泛,區(qū)分這2種表色系統(tǒng)還是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB顏色體系的計算公式不同,雖然都是由X、Y、Z經(jīng)數(shù)學(xué)計算而來,但是色度量的取值不同。比如同樣是瓷磚的顏色——黃色,Hunter Lab體系的顏色參數(shù)值為L=61.42,a=+18.11,b=+32.23,而CIELAB體系的顏色參數(shù)值則分別為L*=67.81,a*=+19.56,b*=+58.16。

2個色度空間與視覺感官的均勻性都存在差異。比如雖然 CIELAB 色空間是 CIE 推薦的均勻顏色空間,而實際上CIELAB空間對于人眼的色彩感覺來說也還是不均勻的。在該空間的某個區(qū)域(如紅色區(qū)域)取2個色樣點與另一區(qū)域(如綠色區(qū)域)同等距離的2個色樣點作比較,會發(fā)現(xiàn)在紅色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別和綠色區(qū)域的2個色樣的視感覺差別不一樣,即在不同顏色區(qū)域,色彩的寬容量數(shù)值是不相等的。


色差儀XYZ和Yxy顏色空間區(qū)別:

CIEXYZ顏色空間,也稱CIE1931顏色空間。CIE希望通過該顏色空間下的三個分量(X,Y,Z)能夠描述人顏色視覺系統(tǒng)所能察覺的任意一種顏色,其中X和Z定義為顏色的色度,Y為顏色的亮度。

CIEXYZ顏色空間主要應(yīng)用于測色儀和數(shù)字顏色分析器等分析儀器,它為這一類儀器提供了待分析樣本所需的透射或折射的三色光信號。雖然 CIEXYZ顏色空間在分析化學(xué)中的相關(guān)應(yīng)用也頗為廣泛,但是它所表示的顏色與人眼感知不太一致,導(dǎo)致在不同顏色對比中存在一定缺陷。因此,該顏色模型往往只是用于線性轉(zhuǎn)換到其他顏色空間的過渡顏色空間。

三刺激值XYZ對定義顏色非常有用,但卻不易直接目視其結(jié)果,為此CIE于1931年規(guī)定了Yxy色空間,它是在二維圖上描述顏色,但與亮度無關(guān)。Y為物體的反射比,用%數(shù)表示(與反射比為100%的理想漫反射相比較)。它對應(yīng)于顏色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐標(biāo)x、y對應(yīng)于色三要素的色調(diào)和彩度。x、y色度坐標(biāo)可由下式算得:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)(其中X、Y、Z為三刺激值)X軸色度坐標(biāo)相當(dāng)于紅基色的比例;Y軸色度坐標(biāo)相當(dāng)于綠基色的比例,圖中沒有Z軸色度坐標(biāo)(即藍(lán)基色所占的比例)。因為比例系數(shù)x+y+z=1,Z的坐標(biāo)值可以推算出來,即z=1-x-y。


色差儀色調(diào)角h*ab和色調(diào)差△H*ab的區(qū)別:

根據(jù)CIELAB計算公式得到L*、a*、b*值,一組L*、a*、b*數(shù)據(jù)對應(yīng)CIELAB色空間中的一個點,為了表述任意2種顏色在色空間的相對位置,引入了飽和度C*ab、色調(diào)角hab和色調(diào)差△H*ab。

CIEL*a*b*(CIELAB)色空間方程如下式所示。

CIELAB色空間方程

經(jīng)過換算后得到下式:

色調(diào)差△H計算式

式中,X、Y、Z——物體的三刺激值,無單位;Xn、Yn、Zn——參比白色的三刺激值,無單位;L*——明度,無單位;a*、b*——色度坐標(biāo),無單位;C*ab——飽和度,無單位;hab——色調(diào)角,(°);△E*ab——色差值,無單位;△H*ab——色調(diào)差,無單位;C*S——標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度,無單位;C*B——批次樣的飽和度,無單位。

因此,色調(diào)角的寫法是hab取值范圍為0°~360°;色調(diào)差的寫法是△H*ab,單獨的H*是不存在的。色調(diào)差△H*ab;可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣的飽和度C*S、批次樣的飽和度C*B以及色調(diào)角差△hab快速計算出來。

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