色差仪L*a*b和Lab及XYZ和Yxy颜色空间区别

在色差仪的技术参数中，有一项重要的参数，那便是颜色空间。颜色空间是定量描述颜色的一种方式，不同的颜色空间表达的颜色信息是不同的，因此在进行色度测量时，需要准确的区分。本文对色差仪L*a*b和Lab及XYZ和Yxy颜色空间区别做了介绍。

颜色空间什么意思？

颜色空间又称彩色模型，彩色空间或者彩色系统，颜色空间是由组成颜色的三个分量构成的一个三维空间，它的用途是在某些人为规定的标准下对色彩加以抽象表示，或者说是色彩在不同的标准下的简化描述形式，本质上，彩色模型是坐标系统和子空间的表述，处于各种形式的坐标系统中的每个点都有唯一对应的值表示，即尽可能直观地用空间中三个分量值的不同来表示对应颜色的差异。

人类对颜色抽象和主观视觉上的感受被颜色空间转化为对应三个颜色分量空间的具体位置表示，现在采用的颜色模型大多数都是面向硬件和面向应用的基础上提出来的，颜色空间从提出到现在已经有很多种表现形式，很大一部分只是做了一些局部的改变，而一部分颜色空间也只是专用于某一种领域，每种颜色空间都有着自己独有的特点和局限性，因此，在不同的颜色空间表示的颜色信息也具有不同的特点。目前用于色差仪中的颜色空间有很多种类型，比较常见的有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB、HunterLab、βxy、INLab99等。

色差仪L*a*b和Lab颜色空间区别：

CIEL*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a*和b*。Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的，不同于L*、a*和b*。这2种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这2种表色系统还是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由X、Y、Z经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是瓷砖的颜色——黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。

2个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。比如虽然 CIELAB 色空间是 CIE 推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取2个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的2个色样点作比较，会发现在红色区域的2个色样的视感觉差别和绿色区域的2个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。

色差仪XYZ和Yxy颜色空间区别：

CIEXYZ颜色空间，也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量（X，Y，Z）能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色，其中X和Z定义为颜色的色度，Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于测色仪和数字颜色分析器等分析仪器，它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛，但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致，导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此，该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。

三刺激值XYZ对定义颜色非常有用，但却不易直接目视其结果，为此CIE于1931年规定了Yxy色空间，它是在二维图上描述颜色，但与亮度无关。Y为物体的反射比，用%数表示（与反射比为100%的理想漫反射相比较）。它对应于颜色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐标x、y对应于色三要素的色调和彩度。x、y色度坐标可由下式算得：x=X/（X+Y+Z）y=Y/（X+Y+Z）（其中X、Y、Z为三刺激值）X轴色度坐标相当于红基色的比例；Y轴色度坐标相当于绿基色的比例，图中没有Z轴色度坐标（即蓝基色所占的比例）。因为比例系数x+y+z=1，Z的坐标值可以推算出来，即z=1-x-y。

色差仪色调角h*ab和色调差△H*ab的区别：

根据CIELAB计算公式得到L*、a*、b*值，一组L*、a*、b*数据对应CIELAB色空间中的一个点，为了表述任意2种颜色在色空间的相对位置，引入了饱和度C*ab、色调角hab和色调差△H*ab。

CIEL*a*b*（CIELAB）色空间方程如下式所示。

经过换算后得到下式：

式中，X、Y、Z——物体的三刺激值，无单位；Xn、Yn、Zn——参比白色的三刺激值，无单位；L*——明度，无单位；a*、b*——色度坐标，无单位；C*ab——饱和度，无单位；hab——色调角，（°）；△E*ab——色差值，无单位；△H*ab——色调差，无单位；C*S——标准样的饱和度，无单位；C*B——批次样的饱和度，无单位。

因此，色调角的写法是hab取值范围为0°～360°；色调差的写法是△H*ab，单独的H*是不存在的。色调差△H*ab；可以通过标准样的饱和度C*S、批次样的饱和度C*B以及色调角差△hab快速计算出来。