色差仪有哪些常用颜色空间？色差仪颜色空间怎么转换？

色差仪有哪些常用颜色空间？色差仪作为颜色比较类仪器，为了让颜色的评定有更加精确的衡量标准，其内部采用了CIE规定的多个颜色空间，目前常用的主要有RGB、XYZ、Lab和Luv等颜色空间。本文对色差仪颜色空间类型及不同颜色空间的转换方法做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪常用颜色空间介绍：

1.RGB颜色空间

由三基色原理知，大多数颜色可以由红、绿、蓝三基色按照不同的比例合成。RGB颜色空间是在三基色理论上开发的相加混色颜色空间。RGB颜色空间的颜色模型可以用三维的立方体来描述，如下图所示。X 轴表示红色（Red），Y轴表示蓝色（Blue），Z轴代表绿色（Green），在原点上，三个基色亮度表示0，即黑色，原点的斜对角表示白色，三个基色亮度达到最大。从原点到斜对角的对角线上，X=Y=Z，可以认为这是一条灰度不同的黑白线。除了黑色和白色以外的六个点，分别表示红绿蓝三种颜色，以及黄、青和品红色三种二次色，其位置如下图颜色模型所示。

可以看出来，RGB颜色空间描述颜色是比较简单的，但是给人的感觉不直观，对一个RGB数值，人们无法确定其具体代表什么颜色，而且 RGB颜色空间是一个非均匀的颜色空间，不符合人的颜色感知心理，空间中两个颜色点距离不代表人的知觉差异。这样，就产生了其他的颜色空间。

2.CIEXYZ颜色空间

CIEXYZ颜色空间，是在RGB系统的基础上，用数学方法，选用三个理想的原色来代替实际的三原色，从而将RGB中的色度坐标r，g，b变换为正值。由X、Y、Z在所形成的三角形将整个光谱色轨迹包含在内，如下图所示，因此整个光谱色变成了以XYZ三角形作为色域的域内色。

选择三个理想的原色X、Y、Z，X代表红原色，Y代表绿原色，Z代表蓝原X色，这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色。它们的色度坐标分别为：

（X、Y、Z的色度坐标）

3.Lab颜色空间

CIELAB颜色空间是由国际照明委员会（CIE）提出，在原先Yxy颜色空间基础上，解决了色度图上相等距离并不等于我们所觉察到的颜色差异这一主要问题。CIELAB空间可以表达自然界中的任何颜色，虽然 RGB 颜色空间是使用最广泛的颜色空间，但它依赖于设备。CIELAB空间与人眼视觉系统感觉一致，并且是用来描述人眼可见的所有颜色最完备且均匀的色彩模型。在均匀颜色空间内，两个颜色坐标点之间的距离表示为两个颜色样本之间的色差值。

CIELAB颜色模型如下图所示，该颜色空间中L*为亮度值，a*为红绿色度坐标，b*为蓝黄色度坐标。其中，a*轴正半轴为红色，负半轴为绿色；b*轴正半轴为黄，负半轴是蓝色；亮度L*取0代表了黑色，亮度L为100则代表白色。

4.Luv颜色空间

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。

CIEL*u*v*颜色空间同样是基于对立色理论和参考白点而建立，与设备无关，适用于显示器显示和根据加色原理进行组合的应用场合。

三个刺激量X，Y，Z到CIELuv颜色空间的转换公式如下：

变量u'，v'和u'0，v'0可以从下式得出：

X0、Y0、Z0为标准白光所对应的XYZ值。CIELuv颜色空间比较强调对红色的表示，即对红色变化比较敏感，但对蓝色表示得比较粗糙。

色差仪不同颜色空间转换方法：

色彩空间转换意味着将一个色彩空间中的颜色特征信息转换到另一色彩空间以，获得相应的颜色信息，即用不同色彩空间中的数据来表示相同的颜色。下面将介绍了介绍了几种不同颜色空间的转换方法：

1.RGB颜色空间转换XYZ颜色空间

RGB颜色空间并不能产生出所有的彩色，在某些情况下颜色值还会出现负值，为了克服这一缺点，1931年国际照明委员会CIE规定了一种新的颜色系统称为XYZ颜色空间。它把彩色光表示为：C=X（X）+Y（Y）+Z（Z）。式中，（X）、（Y）和（Z）是XYZ颜色空间的基色量，X、Y和Z为三色比例系数。

XYZ颜色空间必须满足如下三个条件：

（1）三色比例系数X、Y和Z皆大于零；

（2）Y的数值正好是彩色光的亮度；

（3）当X=Y=Z时仍然表示标准白光。

根据以上条件，可以得到RGB颜色空间与XYZ颜色空间的关系式：

2.RGB颜色空间转换LAB颜色空间

RGB色彩空间的颜色不能直接转换到CIELAB色彩空间，需要借助XYZ色彩空间进行非线性操作，先把RGB色彩空间转换到XYZ色彩空间，然后通过XYZ色彩空间和CIELAB色彩空间之间的联系进行转换。相关转换公式如下所示：

（1）RGB转换到XYZ

（2）XYZ转换到LAB

上式中，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。

3.LAB颜色空间转换XYZ颜色空间

在实际应用时，不均匀的颜色空间会给颜色评估带来很多的不便，于是人们就研究均匀的颜色空间，CIELAB颜色空间就是均匀的颜色空间之一，1976年，CIE制定此颜解决XYZ颜色空间的物理距离与人眼的感知不相当的问题。

在这一颜色空间中，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Xn=94.811，Yn=100.00，Zn=107.304。

色差仪不同颜色空间怎么设置？

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”。