色差仪颜色测量中比较常用的CIE标准颜色空间

颜色空间是一种数学描述，通常用代表三个参数的三维坐标来表示颜色，使之更形象具体。参数描述的是颜色在颜色空间的位置，具体是什么颜色由坐标来决定。本文对色差仪颜色测量中比较常用的CIE标准颜色空间做了介绍。

CIERGB颜色空间：

1931年，国际照明委员会为匹配实验选取三基色，选取了波长为435.8nm的蓝光B、546.1nm的绿光G以及700nm的红光R。用这三原色在2°视场下对等能光谱做颜色匹配，将匹配出各色光需要的三原色的数量定为标准数据，称为光谱三刺激值。全部的光谱三刺激值形成CIE的标准色度系统，又被称为“标准色度观察者光谱三刺激值”。

如上图所示，纵坐标是等能光谱三刺激值、横坐标是波长，整个曲线是连续的。但是由图可以看出在500nm附近的等能光谱三刺激值很大一部分坐标是负值，会给使用上带来不便，于是CIE规定了3种假想的标准原色X（红）、Y（绿）、Z（蓝）构造了CIE-XYZ系统，以便得到的颜色匹配的三刺激值都是正值。

CIEXYZ颜色空间：

CIEXYZ空间通过选用三个理想的原色代替在RGB空间中实际的原色，从而使三刺激值不出现负值，如下图所示：

使用数学方法来实现这个目的，X、Y、Z与R、G、B之间的转换关系如下式：

CIE RGB以及CIE XYZ这两个颜色空间，通过三刺激值来表示颜色，三刺激值不同，则颜色的外貌不同。但是，从颜色视觉的角度看，1931 CIE色度图是一个颜色宽度不均匀的色度图，并不理想，视觉上的差异并不能由在图上两点间的几何距离代表。也就是说在上文所讲的这两种颜色空间中，当两种颜色三刺激值差相同时，这两种颜色若不同，人对这两种颜色的感知差别也会不同。为了克服这一缺点，1976年CIE推荐了均匀色度的CIEL*a*b*颜色空间。

CIEL*a*b*颜色空间：

CIEL*a*b*颜色空间是在CIEXYZ的基础上，经过数学算法变换得到，其转换公式如下：

式中，L*为亮度；a*、b*是色度指数，反映色度的彩色分量，a*分量是由绿色渐变到红色，b*分量是由蓝色渐变到黄色；X、Y、Z为颜色的三刺激值；X0、Y0、Z0为CIE标准光照明条件下的完全扩散面上的三刺激值。由于CIEL*a*b*颜色空间是设备无关的，同时CIE L*a*b*颜色空间所反映的颜色范围很大，将其数据转到其他颜色空间时不会因为数据量不够而引起颜色误差，从而经常将CIEL*a*b*颜色空间作为连接空间实现各种设备之间的颜色转换，保持颜色的一致性。CIEL*a*b*颜色空间中两点的距离可以客观地表示两种颜色的差异，两种颜色之间的总色差为：△E*ab=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2。