色差仪CIEXYZ和CIELab颜色空间的含义及转换式

CIEXYZ和CIELab颜色空间是色差仪中最为常见的两个色差公式，其中CIELab颜色空间是在CIEXYZ颜色空间基础上发展起来的一个色差公式。那么，它们之间怎么转换？本文对CIEXYZ和CIELab颜色空间的含义及转换式做了介绍。

CIEXYZ颜色空间的含义：

CIEXYZ颜色空间是1931年由国际照明委员会下属的标准观察者分会制订的，主要是为了解决在1931CIERGB系统中色度值出现负值的问题，在1931CIEXYZ系统中选择了三个理想的原色（X）、（Y）、（Z），（X）为红原色、（Y）为绿原色、（Z）为蓝原色、选择理想三原色，可以使三原色所形成的颜色三角形能包括整个光谱轨迹，从而在匹配任何一种颜色时，X、Y、Z三刺激值中不出现负值、这一特性也有利于XYZ系统与其它颜色系统之间的转换。而且，XYZ颜色空间与设备特性无关。但XYZ颜色空间也存在一些缺点，即XYZ颜色空间不是均匀颜色空间，因为该颜色空间中任何两点之间的距离即使相等，也不能说明它们有相同的色差。

CIELab颜色空间的含义：

由于CIEXYZ颜色空间的不均匀性，在表达颜色时存在一定的局限性，因此，为了找到一种更均匀的颜色空间，CIE于1976年推出了CIELab颜色空间，CIELab颜色空间是一种均匀的颜色空间。

作为CIEXYZ标准色度学系统的非线性变换，L*a*b*颜色空间用笛卡儿直角坐标体系来表示，将三刺激值XYZ转换成与眼睛视觉相一致的明度L*以及与色调、饱和度的感觉相一致的色品指数a*、b*，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间。其中L*表示明度，完全白的物体视为100，完全黑的物体视为0；a*为红绿轴色品指数，正值越大表示颜色越偏向红色，负值越大表示颜色越偏向绿色；b*为黄蓝轴色品指数，正值越大表示颜色越偏向黄色，负值越大表示颜色越偏向蓝色。

CIELab颜色空间除了L*、a*、b*这3个颜色分量外，L*a*b*颜色空间常用的颜色特征还有色饱和度C*、色调角h*、明度差△L*、色品差△a*和△b*、色饱和度差△C*、色调差△h*、色差△E*和色相差。在这些颜色特征中，L*、a*、b*、C*、h*描述了物体样品的整体颜色特征，△L*、△a*、△b*/△C*、△E*、△H*、△h*反应了样品各像素点与其均值间的差值，即偏离值。

色差仪CIEXYZ和CIELab颜色空间的转换式：

在Lab颜色空间中，柱坐标 L*表示亮度，a*和 b*轴代表色度坐标，分别是红-绿坐标和黄-蓝坐标，这三个坐标值均被认为是均匀变化的。这三个属性值可以由XYZ颜色空间的三个属性转化而来。转换公式如下：

其中，在上面的公式中，X、Y、Z 指的是物体的三刺激值，这三个属性值是在海明对立坐标理论的基础上建立起来的。Xn、Yn、Zn表示的是CIE 标准照明体先照射在完全反射漫反射体上，再经其反射到人们眼中的白颜色物体的三刺激值。光源和观察者的条件分别以D65和10°条件为佳。在不同的光源以及观察者条件下，三刺激值是不同的。若采用D65标准照明体X0=94.811，Y0=100.00，Z0=107.304。

色差仪CIEXYZ和CIELab颜色空间设置方法：

不同色差仪包含的色空间是不同的，想要设置颜色模式，就可以根据色差仪操作说明书来进行选择。

如上图所示，用户可根据需要选择不同的颜色空间进行显示，此选择将影响到“标样测量”、“试样测量”界面中的显示内容。通过“上翻”、“下翻”键可进行选择。按下“确认”键将保存所作的设置，并返回主菜单界面。

在电脑色差仪中，显示模式默认为“CIEL*a*b*C*H*”，其他选项有“CIEL*a*b*”、“CIEXYZ”、“CIERGB”、“CIEL*u*v*”、“L*a*b*白度黄度”、“变色牢度”和“沾色牢度”。