色差仪是根据人眼的感色原理制备成的，它利用标准光源照射到待测物体上，通过光电积分探测器，得到被测物体颜色的X、Y、Z三刺激值，进而转换成CIELab颜色空间的色度值L、a、b值。本文对色差仪L*、a*、b*值与三刺激值X、Y、Z值转换方法做了介绍。

色差仪X、Y、Z值介绍：

CIEXYZ颜色空间，也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量（X，Y，Z）能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色，其中X和Z定义为颜色的色度，Y为颜色的亮度。该颜色空间在广泛的实验基础上得到的平均人眼颜色响应，符合人眼对颜色观测的视觉特点，是国际委员会定义的与设备无关的颜色表示法，因此通常作为国际性的颜色空间标准。对于无法直接转换的两个颜色空间，XYZ颜色空间通常可以作为桥梁，使两种颜色空间能进行转换。

另外，CIEXYZ颜色空间主要应用于分光光度计和数字颜色分析器等分析仪器，它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛，但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致，导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此，该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。

色差仪L*、a*、b*值介绍：

CIELab颜色空间是色差仪最常用的一种颜色空间，是基于生理特征的均匀颜色空间，是由明度（L）和两个色度分量a、b共三个分量构成，L表示颜色的明度，也常被称作亮度，取值范围在[0，100]，表示从纯黑到纯白。a表示从绿色到红色，-a最小表示绿色，+a最大表示红色，取值范围在[-128，127]，-a到+a是绿色到红色颜色渐变的过程。b表示从蓝色到黄色的范围，同样原理，-b到+b是由蓝色逐渐过渡到黄色的过程，取值范围在[-128，127]。

CIELab颜色空间是颜色量化最均匀的颜色分布，在样品色差评比系统中，很多公式都是依赖该颜色空间的，它是颜色差异的规范化空间，能够解决颜色量化的等距度量，其均匀性较好。该颜色空间两点之间的几何距离，与人眼观察物体的色差大小相同。

色差仪L*、a*、b*值与三刺激值X、Y、Z值转换方法：

在 CIEXYZ颜色空间中可知光谱功率分布和人眼感知颜色情况，但该颜色空间无法表达人眼对颜色差别的视觉感知。而CIELab颜色空间的建立就很好的解决了这一问题，该颜色空间模拟人眼视觉对颜色差别的感知情况，能够较好的表达人眼对色差的视觉感知。CIELab颜色空间是在CIEXYZ颜色空间基础上建立的，比CIEXYZ颜色空间更加线性，即在该颜色空间中相同大小的颜色距离会引起相同的人眼视觉感知的变化，且能采用数据准确表达人眼视觉对颜色差异的感知情况。由CIEXYZ到CIELab颜色空间的转换公式如下式所示：

其中：

X、Y、Z——被测物的颜色三刺激值；

Xn、Yn、Zn——选定参考白的三刺激值；

L——心理明度；

a——心理色度；

b——心理色度。

色差仪L*a*b*和Lab的区别：

Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的。CIEL*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a*和b*，不同于L、a和b。这2种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这2种表色系统还是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由X、Y、Z经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是瓷砖的颜色——黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。

2个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。比如虽然CIELAB色空间是 CIE 推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取2个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的2个色样点作比较，会发现在红色区域的2个色样的视感觉差别和绿色区域的2个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。HunterLab和CIELAB的色空间示意图如下图所示。