色差仪用于颜色量化的表色系统及颜色表示方法

色差仪中用于颜色信息量化的表色系统有很多，比较常见就是三刺激值表色系CIEXYZ系统和均匀颜色表色系统CIELab系统。对于这两个表色系统的含义及颜色表示的方法，许多的用户不是很清楚，本文对此做了简要的介绍。

CIEXYZ表色系统的含义及颜色表示方法：

几乎所有的颜色都可以用三原色红（R）、绿（G）、蓝（B）按某个特定的比例混合而成。依据于此，提出了RGB色度系统，国际照明委员会（CIE）并于1931年用数字的方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新的颜色系统：XYZ基色系统，使得工业届能够量化对产品的颜色标准。且CIE考虑到不同视场的颜色差别，推了2°和10°视场的颜色体系。同时考虑到本文研究的沥青路面色泽，其视场观察角度较大，故以10°观察视场的颜色体系为主，如下图所示为10°视场RGB 色度系统标准色度观察者光谱三刺激值曲线。

任何一种颜色都可以通过CIE1931RGB色度系统中的光谱三刺激值、色品坐标和色品图计算和表征。即图（a）RGB系统的色品图，其中We为等能白光的色品坐标。但国际照明委员考虑到RGB 三原色的刺激值即其等能量对应的光亮度，在计算时会出现负值，给数据处理带来不便，故而推出了XYZ色度系统，如图（b）所示。

CIELab表色系统的含义及颜色表示方法：

为了使三维颜色空间数值均匀且方便可视化观察，将均匀色品坐标尺和均匀明度标尺组合起来成为均匀颜色空间，故而采用CIE在1976年推荐的L*a*b*颜色空间。该颜色空间是基于人对颜色的感觉来设计的，L*越大，亮度越高，为0时代表绝对黑色，为100时代表绝对白色，a*从绿色变化到红色，取值范围为[-128，127]，b*表示从蓝色变化到黄色，取值范围为[-128，127]。

CIEL*a*b*颜色空间中的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式如下式所示：

式中，X、Y、Z为所测物质的三刺激值，Xn、Yn、Zn为国际照明委员会标准照明体照射在完全漫反射体反射到观察者眼中的三刺激值，其中Yn一般默认为100。

对于两个颜色之间差别的判断主要有两种评价，直观感受评价和色差公式评价。在 CIEL*a*b*颜色空间中，两个颜色（L1*，a1*，b1*）和（L2*，a2*，b2*）之间的色差△Eab*计算式如下，其中影响色差的因素有很多如试样尺寸、亮度因子、照明体、质地、环境颜色等多种因素。

在 CIEL*a*b*颜色空间中的等明度平面上，坐标原点到色品坐标（a*、b*）的距离，称之为彩度C*ab，作为与心理量近似对应的感知属性，如下式所示：

L、a、b值和X、Y、Z值转换方法：

CIEL*a*b*（CIELAB）是通常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。它是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、既是蓝又是黄这种理论而建立起来的。CIELAB与CIEXYZ之间的转换关系：