为了能够准确的利用色差表示各种颜色,国际照明委员制定了国际通用的颜色空间。但大多数的颜色空间在表示颜色差异时,与人眼之间的视觉关系之间存在一定的差异。为了缩小这种视觉差异,国际照明委员会提出了用于颜色测量的均匀颜色空间。本文对色差仪均匀颜色空间的类型及不同均匀颜色空间的色差计算公式进行了介绍。
均匀颜色空间的提出:
CIE标准色度学系统解决了用数量来描述颜色的问题,某种颜色的三刺激值X,Y,Z说明此种颜色的外貌与用X份的(X)原色,Y份(Y)原色,Z份(Z)原色相加混合后得到的混合色的外貌相同,颜色的三刺激值不同则颜色的外貌不同。但是两种颜色的三刺激值差△X,△Y,△Z相同是否代表人感觉到的色知觉差异相同呢?
实验证明三刺激值差相同的两种颜色,随这两种颜色的不同引起人的色知觉差异是不同的,对某两种颜色会感到有很大的差异,但同样的三刺激值差对另外两种颜色可能会感到色知觉差异很小。而在日常生活中,工业生产中经常会遇到色差,而CIE标准的色度学系统不能满足此要求,因此需要找到一个均匀颜色空间,在这个三维空间中,每个点代表一种颜色,空间中两点之间的距离代表两种颜色的色差,希望在这个空间中相等的距离能代表相同的色差。为了解决这个问题CIE做了大量的工作,对人眼的辨色能力进行了研究,并且陆续提出了不同的均匀颜色空间。
色差仪均匀颜色空间的类型:
为了更客观更准确地测量和评价颜色的差别,CIE在整理和总结了当时出现的诸多颜色空间的基础上,于1976年正式推荐了两个改进的均匀颜色空间,即CIE1976L*u*v*颜色空间和CIE1976L*a*b*颜色空间。
1.CIE1976L*u*v*颜色空间
国际照明委员会改进了原有的CIE1964W*U*V*颜色空间,提出采用如下的L*u*v*作为三维直角坐标的颜色空间,称为CIELUV颜色空间,它主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。在该空间中,L*为明度u*、v*表示颜色的色品坐标,其计算公式为:
2.CIE1976L*a*b*颜色空间
CIE在1976年还推荐了主要用于如表面色料表示和评价的CIE1976L*a*b*颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为:
式中,X、Y、Z为颜色样品的三刺激值,Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,然后反射到观察者眼中的三刺激值,其中Yn=100。
色差仪不同均匀颜色空间的色差计算公式:
1.色差仪CIE1976L*u*v*颜色空间的色差计算公式
在CIE1976L*u*v*色空间中,L*称为米制明度,u*、v*称为米制色品。其计算公式如下:
式中u',v'为颜色样品的色品坐标;u'n,v'n为光源的色品坐标;X,Y,Z为样品的三刺激值;Xn,Yn,Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,再经过完全漫反射体反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值,其中Y=100。
当Y/Yn<0.008856时,上式中的L*式改变为:L*=903.3(Y/Yn)。
L*u*v*色空间中求两个颜色的色差的公式为:
2.色差仪CIE1976L*a*b*颜色空间的色差计算公式
式中 X,Y,Z为颜色样品的三刺激值;Zn,Yn,Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,再经过完全漫反射体反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值;L*为米制明度;a*、b*为米制色品。
当X/X0或Y/Y0或Z/Z0小于0.008856时则上式改用下式计算:
L*a*b*色空间中求色差的公式为:
上式中的△L*称为明度差 △a*称为红绿色品差(a*轴为红绿轴),△b*称为黄蓝色品差(b*轴为黄蓝轴)。