色差仪作为颜色检测的光电仪器，其在测色时采用的是国际上通用的Lab颜色空间，通过比较样品与被测物体之间的颜色，给出相应的Lab值和通过Lab色差公式计算后的色差值△L、△a、△b和△E值。本文对色差仪Lab颜色空间及色差公式做了介绍。
色差仪Lab颜色空间介绍：
CIEL*a*b*色度空间是国际照明委员会向世界各国推荐的通用的均匀颜色空间，是经CIEXYZ色度空间非线性变换而得到的。CIEL*a*b*在三维色空间的各个坐标轴上均具有视觉和颜色心理感知的等距性，并且细分了明度坐标和色品坐标的级差。同时，CIEL*a*b*空间中当颜色的色差大于视觉的识别阅值（恰可察觉）而又小于孟塞尔系统中相邻两级色差时，可以较好地反映物体色的心理感受效果。CIEL*a*b*与CIEXYZ的非线性转换关系如下式所示。
式中：X、Y、Z为颜色样品的三刺激值；X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值（D65光源：X0=95.05、Y0=100.00、Z0=108.91）。
L*称为心理计量明度，简称心理明度或明度指数；a*、b*称为心理计量色度，简称心理色度或色度参数。
CIEL*a*b*色度空间是一种基于赫林四色对立学说原理的心理色度空间，心理色度a*和b*中包含有（X-Y）和（Y-Z）项。颜色的明度感觉用纵坐标L*轴表示，黑色位于最下端，对应明度L*=0，白色最亮位于最上端，对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性，a*轴正方向代表红色（偏品红）的变化，a*轴负方向代表绿色的变化；b*轴正方向代表黄色变化，b*轴负方向代表蓝色变化。任何颜色都可以由这四个原色中的一个或两个按一定的明度值混合而成，原色的混合比例决定了混合色的色调。
色差仪Lab颜色空间的几何解释：
CIE1976L*a*b*均匀颜色空间表示颜色的方式，模拟了人眼对颜色的感觉。如上图所示，颜色的明度感觉用纵坐标L*轴表示，黑色位于最下端，对应明度L*=0；白色最亮位于最上端，对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性，a*轴正方向代表红色（偏品红）的变化，a*轴负方向代表绿色的变化；b*轴正方向代表黄色变化，b*轴负方向代表蓝色变化。这四个变化方向构成互补对抗颜色的模型。根据这个模型，可以得出如下结论：
（1）红原色与绿原色互补，黄原色与蓝原色亦互补。
（2）任何颜色都可以由这四个原色中的一个或两个按一定的明度值混合而成，原色的混合比例决定了混合色的色调。
（3）如果颜色感觉中含有红原色成分，就一定不会含有绿原色，因为这两个原色互补。同理，如果一个颜色感觉中包含蓝原色，也就不会再有黄色的感觉，这就是对抗色的原理。
在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间中，a*与b*的值表示颜色感觉中的彩色成分。当a*和b*的值均为0时，颜色的饱和度为0，即非彩色，其坐标点落到纵坐标轴上。所以，所有的非彩色都位于纵坐标轴上，从下到上依次为黑、深灰、灰、浅灰和白。颜色的坐标点距纵坐标轴越远，则颜色就越鲜艳。根据这一性质，可以用a*和b*的值进一步计算色调和饱和度，并使其与颜色的感觉更加接近。如上图所示。
任一个颜色在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间的坐标位置为P，则其对应的明度值为纵坐标的高度，对应的a*与b*坐标值为该点在a*与b*坐标轴上的投影。根据图中的几何关系，该颜色的色调H*可以用该点在a*-b*平面的投影到纵坐标轴连线与a*坐标轴的转角表示；彩度（或饱和度）C*可以用该点到纵坐标轴的距离来表示。因此，可以得到色调角和彩度分别为：
根据a*和b*值的正负，可以判断色调角在0°~360°内的变化：如a*>0，b*≥0，则0≤h*ab<90°；如a*≤0，b*>0，则90°≤h*ab<180°；如a*<0，b*≤0，则180°≤h*ab<270°；如a*≥0，b*<0，则270≤h*ab<360°。
结合上图可知，在a*-b*平面上，色调角在0°~90°范围内，a*与b*值都大于0，其间的颜色都由红和黄原色混合而成；色调角在90°~180°范围内，a*值小于0，b*值大于0，其间的颜色由黄和绿原色混合而成；色调角在180°~270°范围内，a*与b*值都小于0，其间的颜色由绿与蓝原色混合而成；色调角在270°~360°范围内，a*值大于0，b*值小于0，其间的颜色由蓝和红原色混合而成。
色差仪Lab色差公式：
在CIELAB颜色空间中，用两个进行比较的点之间的几何距离表示色差，并可以计算得到一些数值表示心理上的感知属性，例如明度，彩度，色调角及色调差。两个颜色（L1*，a1*，b1*）和（L2*，a2*，b2*）之间的色差△E*ab为：
式中，L1*，a1*，b1*和L2*，a2*，b2*分别是2个样品的坐标值。
色差公式的几何意义，是在均匀颜色空间以标准色样的坐标点为中心的一个椭球，其在L*，a*，b*三个方向的半轴长分别为（L1*-L2*），（a1*-a2*）和（b1*-b2*）。若规定椭球内的颜色满足色差容限的要求，则椭球外的颜色与标准色样的色差超出了色差容限范围，便不满足色差的要求。总色差还可以分解为明度差、色调差和饱和度差等3个感觉分量。由于颜色的明度差为：ΔL*ab=L1*-L2*，根据上面饱和度计算公式，可得到颜色的彩度差：
进而得到色调差公式：
△h*ab的符号取决于2个样品的色调角度差（h*ab1-h*ab2）。如果该角度差为正，则Δh*ab为正值；如果该角度差为负，Δh*ab也为负值。由此，总色差又可以表述为明度差、色调差和彩度差的形式：
进而又可以推导出：
在实际应用时，多以△E*ab公式计算样品间的总色差，并以ΔL*ab、△C*ab、△h*ab公式进一步计算明度差、彩度差和色调差对总色差的贡献。从上面公式或者通过2个样品的a*与b*值，还可以计算出2个样品色差的方向，以利于对颜色进行校正。返回搜狐，查看更多
责任编辑：