CIELab颜色空间L、a、b、c、h值及其色差值含义

CIELab颜色空间在对颜色进行描述时，可以使用L、a、b三个维度描述颜色，也可以使用其极坐标L、c、h三个维度来描述颜色，且L、a、b与L、c、h之间存在一定的转换关系。本文对CIELab颜色空间L、a、b、c、h值及其色差值含义做了介绍。

CIELab颜色空间L、a、b、c、h值含义：

CIELab颜色空间是CIE1976L*a*b*均匀颜色空间的简称，CIELab颜色空间是CIE1931标准色度学系统的非线性变换，它将XYZ直角坐标颜色空间转换为柱面极坐标，将三刺激值XYZ转换成与眼睛视觉相一致的明度L和色度a*，b*，其中a*，b*与色调、饱和度的感觉相一致。明度L*和色度a*，b*是通过颜色的三刺激值计算得到的，计算公式如下：

式中：X、Y、Z分别为物体颜色的三刺激值，Xn、Yn、Zn分别为观察样品时使用的照明光源所对应的标准照明体的三刺激值。

在CIEL*a*b*颜色空间中，颜色的明度感觉用坐标轴L*表示，黑位于最下端对应明度L*=0；白色最亮位于最上端，对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性：a*轴正方向代表红色（偏品红）的变化，a*轴负方向代表绿色的变化；b*轴正方向代表黄色变化，b*轴负方向代表蓝色变化。a*与b*的值表示颜色感觉中的彩色成分，当a*与b*的值都为0时，颜色的饱和度为0，即非彩色，其坐标点落到坐标轴C上。所以，所有的非彩色都位于坐标轴L*上，从下到上依次为黑、深灰、灰、浅灰和白。颜色的坐标点距坐标轴L*越远，则颜色就越鲜艳。根据这一性质可以用a*与b*的值进一步计算色调和饱和度，并使其与颜色的感觉更加接近。

CIELAB均匀颜色空间是由L*、a*、b*的构成的三维直角坐标系，任一个颜色在CIELAB均匀颜色空间中都是一点，颜色的明度值等于该点的L*轴的坐标值，a*与b*坐标值为该点在a*与b*坐标轴上的投影。根据图中的几何关系，该颜色的色调H*可以用该点在a*-b*平面的投影到坐标原点连线与a*坐标轴的转角h*ab表示；彩度（或饱和度）C*ab可以用改点到纵坐标原点的距离来表示。因此，可以得到：

色调角：h*ab=atan（b*/a*）

彩度：C*ab=[（a*）²+（b*）²]^1/2

根据a*与b*值的正负可以判断色调角在0°-360°内的变化：若a*＞0，b*＞0，则0°≤h*ab＜90°；若a*＜0，b*＞0，则90°≤h*ab＜180°；若a*＜0，b*≤0，则180°≤h*ab＜270°；若a*＞0，b*＜0，则270°≤h*ab＜360°。

CIELab颜色空间L、a、b、c、h色差值含义：

CIELAB色差公式能够非常容易的将色度图中的位置跟人眼观察到的颜色联系到一起，通过使用样品色与标准色之间的空间距离来计算色差值。CIELAB色差公式作为国际通用的一种测色标准，其结果对人眼感知颜色变化的程度有较好的反映。CIELAB总色差及单项色差的计算公式如下：

总色差公式为：△Eab=[（△L）²+（△a）²+（△b）²]^1/2或△Eab=[（△L）²+（△Cab）²+（△Hab）²]^1/2

各单项色差公式为：

明度差：△L=L1-L0

色度差：△a=a1-a0，△b=b1-b0

彩度差：△Cab=Cab1-Cab0

色相角差：△hab=hab1-hab0

色相差：△Hab=[（△Eab）²-（△L）²-（△Cab）²]1/2

在以上各公式中L1，a1，b1是样品色在CIELAB颜色空间的坐标值，L0，a0，b0是标准色在CIELAB颜色空间的坐标值。当计算的结果中有正负值出现时，它们的含义如下：

△L=L1-L0＞0，说明待测样品要比标准样品的颜色浅，明亮度高；若△L<0，说明待测样品要比标准样品颜色深，明亮度低。

△a=a1-a0＞0，说明待测样品要比标准样品颜色偏红；若0a<0，说明待测样品要比标准样品颜色偏绿。

△b=b1-b0＞0，说明待测样品要比标准样品颜色偏黄；若0b<0，说明待测样品要比标准样品颜色偏蓝。

△Cab=Ca1-Cab0＞0，说明待测样品要比标准样品颜色彩度高，包含的“灰分”或者“白光”要比较少；若△Cab＜0，说明待测样品要比标准样品颜色彩度低，包含的“灰分”或者“白光”比较多。

△hab=hab1-hab0＞0，说明待测样品要在标准样品颜色的逆时针方向上；若△hab＜0，说明待测样品要在标准样品颜色的顺时针方向上。根据标准样品颜色的所在位置，就能够很容易的判断出待测样品颜色是偏黄还是偏绿。