色差仪配有多种颜色空间,其中Lab颜色空间是一种常用颜色空间,也是色差仪中一种主流的颜色空间。那么,色差仪Lab颜色空间怎么理解?Lab颜色空间与XYZ颜色空间怎么转换?本文对色差仪Lab颜色空间做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!
颜色空间是表示颜色的一种数学方法,人们用它来指定和产生颜色,使颜色形象化。对于人来说,我们可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色;对于显示设备来说,人们使用红、绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色;对于打印或者印刷设备来说,人们使用青色、品红色、黄色和黑色的反射和吸收来产生指定的颜色。因此,颜色空间通常用三维模型表示,空间中的颜色能够看到或者使用颜色模型产生。颜色空间中的颜色通常使用代表三个参数的三维坐标来指定,这些参数描述的是颜色在颜色空间中的位置,但并没有告诉我们是什么颜色,其颜色要取决于我们使用的坐标。颜色空间有设备相关和设备无关之分。设备相关的颜色空间是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜色的设备有关。例如,RGB颜色空间是与显示系统相关的颜色空间,计算机显示器使用RGB来显示颜色,用像素值(例如,R=250,G=123,B=23)生成的颜色将随显示器的亮度和对比度的改变而改变。设备无关的颜色空间是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜色的设备无关,例如,CIEL*a*b*颜色空间就是设备无关的颜色空间,它建筑在HSV颜色空间的基础上,用该空间指定的颜色无论在什么设备上生成的颜色都相同。
为了评价颜色或颜色差别,必须选择恰当的颜色空间。尽管CIEXYZ的空间定义是基于人的视觉模型,但其分量不能为观察者所识别,因此无法表达人的视觉心理。另外CIE1931XYZ色度系统也不是均匀的色空间,即人们对颜色、颜色差别的感知差异与色差的大小不是线性关系。因此,CIE推荐了许多均匀色空间,其中1976年推荐的L*a*b*颜色系统是比较理想的均匀色空间。
CIE1976L*a*b*空间可由CIE-XYZ转换得到,L*a*b*表色空间又称为独立色坐标(如图所示),它是把颜色按其所含红、绿、黄、蓝的程度来度量的。视网膜锥体细胞有三种不同响应的视觉神经,分别对红绿、黄蓝和黑白起作用,颜色感觉是由各个视觉神经的破坏和恢复而产生,例如红光刺激绿视觉神经时绿视觉神经受到破坏,绿光刺激时得以恢复。每发生一次恢复和破坏,就发出一脉冲信号给大脑,于是得到一种色感。根据这一色觉说,将红度(正向)和绿度(负向)同置于一根横轴(a*轴)上,而将黄度(正向)和蓝度(负向)
同置于纵横轴(b*轴)上,垂直于a*b*平面的第三根轴为明度L*,这就是 L*a*b*表色空间。
在CIE1976L*a*b*表色系统中,对应的变换关系为:
当X/Xn>0.008856时:
当X/Xn<0.008856时:
式中:Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,经反射到观察者眼中的三刺激值。对于标准A光源,Xn、Yn、Zn分别取109.8472、100,35.5824。
L*为米制明度;a*、b*为米制色品。这样,(L1*,a1*,b1*)和(L2*,a2*,b2*)两个颜色的明度差为:ΔL*=L2*-L1*
色品差为:Δa*= a2*-a1*和△b*= b2*-b1*
总体色差可用空间的几何距离表示:
当△L*>0时,说明样品色比标准色浅,明度高,反之则低。
当△a*>0时,说明样品比标准色偏红,反之则偏绿。当△b*>0时,说明样品比标准色偏黄,反之则偏蓝。
色差△E的单位时NBS(美国国家标准局的所写,即△E=1时称为1个NBS色差单位),下表列出了NBS单位的感觉值: