色差仪均匀颜色空间的色差计算式介绍

2023-11-08

为了使颜色的测量与计算具有统一的标准,色度学先后推出了多个用于颜色测量的色度空间,由于这些色度空间在描述颜色时与人眼之间的一致性存在较大的差异,因此,CIE又推出了多个均匀颜色空间,目前常用的就是CIELAB均匀颜色空间。本文对色差仪均匀颜色空间的色差计算式作了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

CIELAB均匀颜色空间

色差仪均匀颜色空间发展概况:

在色度学的实际应用中,除颜色的表征外,人们往往还关心两个颜色间的差异即色差问题。然而,CIE1931和CIE1964三刺激值及其对应的色品坐标在衡量颜色间的差异时均难以获得与视觉感受相一致的结果。为此,许多学者尝试对(x,y)色品图进行某种转换,以期MacAdam椭圆能够变成圆形。CIE也于1960年正式推荐了CIE1960UCS均匀色品图,其色品坐标表示为(u,v),可由CIE1931色品坐标或三刺激值计算得到,如下所示。

CIE1960UCS颜色空间色品坐标计算式

虽然当前CIE1960UCS已被CIE1976UCS所取代,但其仍被用于光源相关色温的定义以及一些光源颜色质量的评价方法,如CIE显色指数。

CIE1976UCS的色品坐标表示为(u',v'),同样可由CIE1931色品坐标或三刺激值计算得到,如下式所示。

CIE1976UCS颜色空间色品坐标计算式

可见,与式CIE1960UCS相比,CIE1976UCS仅将色品纵坐标扩大了1.5倍。两个颜色(u'1,v1)和(u'2,v'2)的色品差△u'v'便可近似用它们在CIE1976UCs色品图上的欧式距离来表示,即:

△u'v计算式

通常,色品差△u'v主要用来表征光源等自发光色的颜色差异。对于CIE1960UCS和CIE1976UCS两个均匀色品图,也可利用CIE1964色品坐标或三刺激值计算其相应的色品坐标(u10,v10)和(u'10,v'10)。

CIE1976UCS的均匀性虽得到了明显改善,但其仅包含颜色的色品,无法全面表征颜色这个三维量。因此,CIE于1976年又推荐了两个三维的均匀颜色空间,即CIE1976Luv颜色空间(CIELUV颜色空间)和CIE1976Lab颜色空间(CIELAB颜色空间)。


色差仪CIELAB颜色空间色差计算式介绍:

鉴于CIELAB颜色空间应用的广泛性,故这里仅对该空间进行介绍,其计算公式为:

三维坐标L、a、b确定式

其中X、Y、Z为待测物体颜色刺激的三刺激值,X0、Y0、Z0为与照射待测物体相同的光源照射到完全漫反射体上所反射出光的三刺激值,此时X0、Y0、Z0即为光源的三刺激值且Y0=100。

L*代表明度,+a*轴近似代表红刺激方向,-a*轴近似代表绿色刺激方向,+b*轴近似代表黄色刺激方向,-b*轴近似代表蓝色刺激方向。因此,借助这三个量可建立一组与可感知颜色属性明度、彩度和色调相关的量,其中彩度C*ab和色调角hab的计算公式为:

彩度和色调角计算式

式中,若a*与b*均大于0,则hab位于0°和90°之间;若b*大于0,a*小于0,则hab位于90°和180°之间;若a*与b*均小于0;则hab位于180°和270°之间;若a*大于0,b*小于0,则hab位于270°和360°之间。

此外,CIELAB颜色空间中的欧式距离可近似代表物体颜色刺激间色差的可感知大小。因此,对于两个颜色刺激间的色差△E*ab可表示为:

△Eab色差计算式

式中△L*、△a*、△b*分别为两个颜色刺激间的L*、a*、b*坐标差,△C*ab和△H*ab分别为它们的彩度差和色调差,且ΔH*ab的计算公式为:

色调差计算式

式中C*ab,1和C*ab,2分别代表两颜色刺激的彩度值,△hab为它们的色调角之差。对于远离非彩色轴(即L*轴)的小色差,△H*ab也可计算为:

色调差计算式01

需要注意的是,式中Ahab的单位为弧度。

当前,CIELAB颜色空间虽仍是标准的均匀颜色空间,但其远非真正视觉感知均匀的颜色空间,进而导致CIELAB色差公式计算出的色差与视觉感知色差存在一定的差距。为此,自CIELAB颜色空间之后,大量学者通过开展各种色差评价相关的视觉实验也提出了许多改进的色差公式,如FCM、CMC(l:c)、BFD(l:c)、CIE94、CIEDE2000等。

色差仪RGB颜色空间与CIELab颜色空间转换方法

色差仪RGB颜色空间与CIELab颜色空间转换方法

2023-11-29

RGB颜色空间与CIELab颜色空间是色差仪中常用的两个测色空间,这两个颜色空间在对颜色进行定量表达时,其表示方法是不同的。要想在获得相同的颜色信息,在同一颜色空间下进行颜色的比较,就需要进行色彩空间的转换。本文对色差仪​RGB颜色空间与CIELab颜色空间转换方法做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!...
MORE
色差仪Luv和Lab均匀颜色空间及适用范围介绍

色差仪Luv和Lab均匀颜色空间及适用范围介绍

2023-11-24

色差仪​中的颜色空间类型有很多,可以分为均匀性与非均匀性两大类,其中Luv和Lab颜色空间是两个常用的均匀颜色空间,它们都是用L表示明度,用其他两个分量表示色度,其都以两个颜色点之间的欧氏距离来表示色差。本文对色差仪Luv和Lab均匀颜色空间及适用范围作了介绍,对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下!...
MORE
什么是光源的显色性?光源的显色性怎么评价?

什么是光源的显色性?光源的显色性怎么评价?

2023-11-22

光源的显色性是衡量光源视觉质量的指标,它是指光源显现被照物体颜色的性能,也就是颜色逼真的程度。它与光源的光谱功率分布有关,光谱连续的光源显色性好,物体在该光源下,所呈现的颜色就较逼直。本文为对光源显色性的具体含义及评价方法做了详细的介绍,对此感兴趣的朋友不妨了解一下!...
MORE
什么是白度?白度计算公式有哪些类型?

什么是白度?白度计算公式有哪些类型?

2023-11-17

什么是白度?白度是用来衡量物体表面白色程度的一个重要指标,通常用一个具体数值的白度指数表示,是通过一个给定公式利用色度数据计算出来的,表示物体颜色接近理想白色的程度,白度值越大则看起来越白。本文对白度的含义及白度计算公式的类型做了介绍。...
MORE

     热门标签

  CIELab颜色空间      RGB颜色空间      Luv颜色空间      光源显色性      光源显色性评价方法      白度指数      色差仪X、Y、Z值      色差仪L、a、b值      色差仪色差计算式      色差仪均匀颜色空间      绝对色温      相关色温      显色指数计算方法      显色指数      分光测色仪工作方式      分光测色仪光路结构      色差仪重复性      色差仪△L、△a、△b和△E值      色差仪△L、△a、△b和△E值作用      光泽度仪测量角      光泽度仪测量光斑      色差仪CIELuv      色差仪CIELab      积分球色差仪      白炽灯      卤素灯      白炽灯和卤素灯区别      色差仪颜色空间设置      标准光源的光通量是多少      光源的光通量怎么测量   

扫描二维码分享到微信

在线咨询
联系电话

400-888-5135