色差仪RGB、XYZ、LAB颜色空间的含义及转换

RGB、XYZ、LAB颜色空间，是色差仪中比较常用的三个颜色空间，这三个颜色空间可以用不同的维度来对颜色进行描述。在使用不同颜色空间表示同一颜色信息时，为了方便比较，就需要进行相互转换。本文对色差仪RGB、XYZ、LAB颜色空间的含义及转换做了介绍。

色差仪CIERGB颜色空间含义：

RGB颜色空间是目前使用最多也是最为人们熟悉的颜色空间，RGB颜色空间采用R（红）、G（绿）、B（蓝）三个基色作为三个颜色分量，其中R、G、B的取值范围都是0~255，其他颜色都可以用R、G、B三个分量取不同的值的组合来表示，共计256*256*256=16777216色。RGB颜色空间可以用一个三维的单位立方体进行表示，三维空间的三个轴分别代表红、绿、蓝三个基色，原点（0，0，0）代表黑色，离原点最远的顶点（1，1，1）代表白色，R轴上点（1，0，0）代表红色，G轴上点（0，1，0）代表绿色，B轴上点（0，0，1）代表蓝色，其他颜色均坐落在这个单位立方体内。其他颜色空间都是以RGB颜色空间为基础，进行一定的线性或非线性变换得到的。

色差仪CIEXYZ颜色空间含义：

CIE-XYZ系统又称CIE1931标准色度学系统，XYZ颜色空间是在RGB颜色空间的基础上，假想的三个原色X，Y，Z，这有利于颜色分类时求出被测样本与标准样本的匹配程度而无须知道样本的实际颜色，是一种与设备无关的颜色空间。它克服了RGB颜色空间的缺点，增加了可移植性。CIE-XYZ可以用色品坐标确定颜色：x=X/（X+Y+Z），y=Y/（X+Y+Z），z=1-x-y。

与RGB颜色空间相比，虽然XYZ颜色空间做出了改进，并且几乎能够包含人类所有能感觉到的颜色，但是它仍然存在着一个最大缺点，就是不具备颜色均匀性。但这对它的重要性并没有产生影响，因为XYZ颜色空间构筑了一条从RGB颜色间通向其它颜色空间的“桥梁”是定义其它颜色空间的基础。

色差仪CIELab颜色空间含义：

CIELab模式是国际照明委员会（CIE）于1976年公布的一种均匀颜色模式，为与1931年制定的Lab模式区分也写为L*a*b*。CIELab模式也分为三个通道，分别是一个表达明暗的明度通道（L*通道）和两个表达颜色的通道（a*、b*通道）。L*值表示明暗通道，取值范围0~100（O即最暗，100即最亮）；a*值表示红绿通道，取值范围-128～127，（-128为深绿色，0为灰色，127为亮粉红色）；b*值表示黄蓝通道，取值范围-128～127，（-128为深蓝色，0为灰色，127为黄色）。CIELab模式是一种不依赖设备并且分离了亮度和颜色信息的模式，其所表达的色域大于显示器甚至是人类视觉的色域。该模式是目前在科研领域应用最为广泛的颜色模式，其主要优势是色域最大且分离了亮度，可使颜色表达不受光线影响。

色差仪RGB、XYZ、LAB颜色空间的转换：

LAB颜色空间是颜色对立空间，颜色空间中的L分量用于表示像素的亮度，取值范围是[0，100]，表示从纯黑到纯白；A表示从红色到绿色的范围，取值范围是[127，-128]；B表示从黄色到蓝色的范围，取值范围是[127，-128]。

由于RGB颜色空间不能直接转换为LAB颜色空间，需要借助XYZ颜色空间。RGB颜色空间转化至XYZ颜色空间公式如下：

XYZ颜色空间转化至LAB颜色空间公式如下：