色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別

CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間是色差儀中常用的兩個(gè)測(cè)色空間，這兩個(gè)測(cè)色空間是CIE規(guī)定的均勻顏色空間，都是以?xún)蓚€(gè)被比較顏色點(diǎn)的歐氏距離來(lái)表示色差。那么，色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間有什么不同？本文對(duì)CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別及色差計(jì)算式作了介紹。

色差儀CIELab顏色空間：

CIELab顏色空間是CIE1976L*a*b*均勻顏色空間的簡(jiǎn)稱(chēng)，它色差儀最常用的一種顏色空間，是基于生理特征的均勻顏色空間，是由明度（L）和兩個(gè)色度分量a、b共三個(gè)分量構(gòu)成，L表示顏色的明度，也常被稱(chēng)作亮度，取值范圍在[0，100]，表示從純黑到純白。a表示從綠色到紅色，-a最小表示綠色，+a最大表示紅色，取值范圍在[-128，127]，-a到+a是綠色到紅色顏色漸變的過(guò)程。b表示從藍(lán)色到黃色的范圍，同樣原理，-b到+b是由藍(lán)色逐漸過(guò)渡到黃色的過(guò)程，取值范圍在[-128，127]。其模型如下如所示：

CIELab顏色空間是顏色量化最均勻的顏色分布，在樣品色差評(píng)比系統(tǒng)中，很多公式都是依賴(lài)該顏色空間的，它是顏色差異的規(guī)范化空間，能夠解決顏色量化的等距度量，其均勻性較好。該顏色空間兩點(diǎn)之間的幾何距離，與人眼觀(guān)察物體的色差大小相同。

色差儀CIELuv顏色空間：

CIELUV顏色空間是CIE1976L*u*v*均勻顏色空間的簡(jiǎn)稱(chēng)，在CIELUV空間中，L*為明度，u*、v*為色品指數(shù)。三者相互垂直構(gòu)成色空間來(lái)描述相對(duì)應(yīng)的亮度和色度量：垂直的軸是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指數(shù)u*和 v*。

CIELUV顏色空間與CIELAB顏色空間相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通過(guò)非線(xiàn)性變換得到的，同樣用兩點(diǎn)間的距離表示顏色之間的色差。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特點(diǎn)。首先，它們的顏色空間雖然距完全均勻仍有距離，但基本上是均勻的。其次，由于是基于顏色測(cè)量的CIE系統(tǒng)，CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間。與CIELAB顏色空間不同，CIELUV顏色空間更多地應(yīng)用于光源色和自發(fā)光色領(lǐng)域。

色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的區(qū)別：

由于顏色空間種類(lèi)繁多，通常選擇某一顏色空間是由于該空間可以使它表示的顏色更便于計(jì)算和轉(zhuǎn)換，或者是因?yàn)樵摽臻g能更理想地表示一種顏色。CIELUV和CIELAB色空間得到廣泛使用后，許多顏色工作者對(duì)這兩個(gè)色空間進(jìn)行了大量的研究。直到現(xiàn)在工作者并沒(méi)有給出兩個(gè)色空間的明確使用范圍，不能說(shuō)哪一個(gè)優(yōu)于另一個(gè)。加色法產(chǎn)生顏色的行業(yè)中，例如電視電腦工業(yè)、照明以及CRT比較適合選用CIELUV色空間及色差公式；而CIELAB色空間及色差公式主要應(yīng)用于顏料和圖像藝術(shù)工業(yè)以及紡織業(yè)等，此色空間更適合于減色法混合產(chǎn)生色彩的行業(yè)，在材料制造工業(yè)中，CIELAB色空間的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了CIELUV色空間。

對(duì)CIELUV色空間和CIELAB色空間的均勻性的考察，使用CIELUV和CIELAB色空間（由1931色度系統(tǒng)中的麥克亞當(dāng)橢圓分別轉(zhuǎn)換得到），對(duì)橢圓分布的轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行考察，把上述文中提到CIE1931XYZ色度系統(tǒng)坐標(biāo)線(xiàn)性轉(zhuǎn)換成u*、v*后，可以看出其光譜軌跡很好的保持了馬蹄形，如下圖1所示；但是將其轉(zhuǎn)換成a*、b*后的光譜軌跡變形較嚴(yán)重，如圖2所示。

比較發(fā)現(xiàn)，CIELUV比較適合于光譜色、電視電腦等色彩工業(yè)。而對(duì)于顏色的色差值比大視覺(jué)識(shí)別閾值大，但是比孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩顏色的色差小的情況，CIELAB色空間更適用，因?yàn)槠涓鎸?shí)的反映物體色的心理感受，適用于染料、顏料及油墨等顏色工業(yè)部門(mén)。

色差儀CIELab顏色空間和CIELuv顏色空間的色差公式：

在CIELUV和CIELAB顏色空間中，以?xún)蓚€(gè)被比較顏色點(diǎn)的歐氏距離表示色差，同時(shí)還各有一組與心理量近似對(duì)應(yīng)的感知屬性，即明度、彩度、色調(diào)角及色調(diào)差（以下標(biāo)“uv”和“ab”來(lái)區(qū)分CIELUV和CIELAB顏色空間）。

在CIELUV顏色空間中，兩個(gè)顏色（L*1，u*1，v*1）和（L*2，u*2，v*2）之間的色差 △E*uv為：

式中：

在CIELAB顏色空間中，兩個(gè)顏色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2）之間的色差△E*ab為：

式中：

在CIELUV和CIELAB兩個(gè)顏色空間中明度指數(shù)L*是一致的，即：

在等明度平面上，坐標(biāo)原點(diǎn)到色品坐標(biāo)（u*，v*）或（a*，b*）的距離為彩度C*uv或C*ab，即：

在CIELUV和CIELAB顏色空間中色調(diào)角huv和hab分別為：

在等明度的a*b*平面上，+a*為紅色方向（值愈大表示對(duì)應(yīng)的顏色愈紅），-a*為綠色方向（值愈小則顏色愈綠），+b*為黃色方向（值愈大則顏色愈黃），-b*為藍(lán)色方向（值愈小則顏色愈藍(lán)）。

色差也可以用明度差（△L*）、彩度差（△C*）和色調(diào)差（△H*）來(lái)定義，即：

所以色調(diào)差ΔH*為：

并規(guī)定，當(dāng)色調(diào)角h增加時(shí)，色調(diào)差ΔH*為正；當(dāng)h減少時(shí)，ΔH*為負(fù)。