色差仪有几个色度系统？色差仪常用颜色空间有哪些？

2023-09-06 3nh 243

色差仪有几个色度系统？色差仪作为颜色测量的比较类仪器，其研发与制定需要遵循相应的色度标准，以此作为颜色测量和计算的参照。目前，色差仪使用的色度系统是CIE1931标准色度系统和CIE1964标准色度系统。另外，为了使颜色与人眼感知之间的差异相一致性，以此为基础提出了多个颜色空间。那么，色差仪常用颜色空间有哪些？

色差仪标准色度系统介绍：

1931年CIE正式推荐了一组根据加混色定律在大量实验基础上获得的“CIE1931标准色度观察者三刺激值”数据，适用于1°-4°视场的颜色测量。而当视场大于4°时，应用该组数据会使测量不够精确，于是科研人员在1964年又推荐了一组10°视场的数据，称为"CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”，适用于大于4°的视场的颜色测量。此两组数据为颜色测量和计算的基本参数。

1.CIE1931标准色度系统

CIE1931XYZ色度系统由CIE1931RGB色度系统线性转换而来，避免了CIE1931RGB色度系统计算颜色三刺激值时出现负值的问题，并进而可计算出CIE1931XYZ色度系统中的光谱三刺激值x（λ）、y（λ）和z（λ），并将对应的三条曲线称为“CIE1931XYZ标准色度观察者光谱三刺激值”，如下图所示。

该组数据主要适用于2°视场的中央视觉观察条件。若定义新的色品坐标x、y、z为：x=X/（X+Y+Z），y=Y/（X+Y+Z），z=Z/（X+Y+Z），则可得到CIE1931XYZ系统的色品图，如下图中实线所示。

2.CIE1964补充标准色度系统

由于CIE1931XYZ标准色度系统仅适用1°-4°的观察视场范围，而当视场增大到4°以上时在波长为380-460nm光谱区内x（λ）、y（λ）和z（λ）的数值偏低，于是为了适应大视场颜色测量的需要，CIE于1964年推荐了一组“CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”数据，也称为10°视场X10Y10Z10色度系统，如上图中虚线所示，图中WE点代表等能白光的色品坐标，即X10E=0.3333，y10E=0.3333，z10E=0.3333，WE也是CIE1931和CIE1964两幅色品图上唯一完全重合的点。

色差仪常用颜色空间类型：

为了解决CIE1931色品图各色区中颜色感知差异容限大小不等的问题，以便更客观更准确地测量和评价颜色的差别，1964年CIE规定了“均匀颜色空间”的标定颜色的方法，包括CIE1964均匀颜色空间和在其基础上稍加改进的CIE1976（L*u*v）空间和CIE1976（L*a*b*）空间，目前已成为色差仪中使用比较广泛的颜色空间。

在CIELUV空间中，L*为明度，u*、v*为色品指数。三者相互垂直构成色空间来描述相对应的亮度和色度量：垂直的轴是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指数u*和v*。

在CIELAB色空间中，L*表示米制明度，a*和b*表示米制色度。a*和b*表示不同的色调方向：a*为红一绿色方向，a*为正时表示的是红色方向，a*为负时表示的是绿色方向；b*为黄一蓝色方向，b*为正时表示的是黄色方向，b*为负时表示的是蓝色方向。

CIBL*u*v*和CIEL*a*b*颜色空间是为了解决颜色的等距度量而建立的，具有均匀明度标尺和均匀色品标尺，其独立性和均匀性显然优于XYZ空间。但是，由于均匀色品标尺没有把色调和饱和度分离开，所以只有一个亮度分量能用于处理，而不能利用彩色图像的色彩信息，这会把彩色图像处理限制在灰度图像处理的范围，极大地束缚了彩色图像处理的手脚，也不是应选的最佳颜色空间。相对来讲，目前推荐的最好用的量化分析颜色的均匀空间。除了继承XYZ颜色空间的优点外，还有两个新的优点：①是颜色差异的规范化空间；②CIEL*u*v*和CIEL*a*b*颜色可以由圆柱坐标表示，因此可以适应不同的需要。由于具有这些优点使这种颜色空间在对颜色有严格要求的应用场合更加实用。