色差仪三刺激值X、Y、Z值与L、a、b值怎么转换?

2023-11-10

色差仪是根据人眼的感色原理制备成的,它利用标准光源照射到待测物体上,通过光电积分探测器,得到被测物体颜色的X、Y、Z三刺激值,进而转换成CIELab颜色空间的色度值L、a、b值。那么,色差仪三刺激值X、Y、Z值与L、a、b值怎么转换?本文为大家作了介绍感兴趣的朋友可以了解一下!

色差仪LAB值

色差仪XYZ颜色空间与Lab颜色空间介绍:

在介绍色差仪三刺激值X、Y、Z值与L、a、b值转换之前,我们需要先对XYZ颜色空间和Lab颜色空间有所了解。

1.XYZ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。

CIEXYZ颜色空间模型0101

XYZ颜色空间是在RGB颜色空间上提出的,可以由RGB颜色空间转换得到。X、Y、Z是自然界并不存在的三种原色,但使用这三种原色可以从理论上调配出所有的颜色。以三刺激值XYZ为分量的颜色空间称之为XYZ颜色空间,其他颜色都可以从这三种颜色中导出,通过相加混色或者相减混色,任何色调都可以使用不同量的基色产生。该颜色空间在广泛的实验基础上得到的平均人眼颜色响应,符合人眼对颜色观测的视觉特点,是国际委员会定义的与设备无关的颜色表示法,因此通常作为国际性的颜色空间标准。对于无法直接转换的两个颜色空间,XYZ颜色空间通常可以作为桥梁,使两种颜色空间能进行转换。

2.Lab颜色空间

CIELab颜色空间是色差仪最常用的一种颜色空间,是基于生理特征的均匀颜色空间,是由明度(L)和两个色度分量a、b共三个分量构成,L表示颜色的明度,也常被称作亮度,取值范围在[0,100],表示从纯黑到纯白。a表示从绿色到红色,-a最小表示绿色,+a最大表示红色,取值范围在[-128,127],-a到+a是绿色到红色颜色渐变的过程。b表示从蓝色到黄色的范围,同样原理,-b到+b是由蓝色逐渐过渡到黄色的过程,取值范围在[-128,127]。其模型如下如所示:

Lab颜色空间0811

CIELab颜色空间是颜色量化最均匀的颜色分布,在样品色差评比系统中,很多公式都是依赖该颜色空间的,它是颜色差异的规范化空间,能够解决颜色量化的等距度量,其均匀性较好。该颜色空间两点之间的几何距离,与人眼观察物体的色差大小相同。


色差仪三刺激值X、Y、Z值与L、a、b值转换方法:

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:

LAB颜色空间与XYZ颜色空间转换关系式

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L、a、b值的作用:

1.目视评定提供参考依据

通过色差仪测量的色差值,可以给出在不同照明体条件下的条件等色指数,避免了在视觉判定时,由于判定条件的不稳定而产生误差。

2.判断颜色偏色情况

通过色差仪测量的色差值可以准确地判断批次样和标准样产生的色相的差异方向,即与标准样相比,批次样是偏红、偏蓝、偏黄、偏绿等。

3.判断产品是否合格

通过色差仪测得的总色差,从而判断生产出来的批次样是否符合客户要求。做出这一判断的依据,一是测得的标准样和生产的批次样之间的总色差△E的大小。再就是参照客户对色差大小要求的尺度以及在颜色评价时的照明光源和观测条件,对生产样在颜色方面是否符合客户要求做出比较准确的判定。

4.对颜色差异进行修正

色差仪在给出总色差的同时,还可以给出分量色差值 △L*、△a*、△b*、△C*、△H*和不同照明体下的条件等色指数。从分量色差值,我们可以清楚地看出引起色差的主要因素是明度、饱和度还是色相。从而为批次样颜色的修正指出方向。

  色差仪X、Y、Z值     色差仪L、a、b值   
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