色差仪Lab颜色空间怎么理解?色差仪Lab值怎么分析?

2023-06-21

为了让颜色的评价具有精确的衡量标准,国际上通常采用的表示方法就是颜色空间。色差仪作为光电仪器,采用的是国际上通用的Lab颜色空间,通过对两个色样进行比较测试,然后给出相应的Lab值。那么,色差仪Lab颜色空间怎么理解?色差仪Lab值怎么分析?本文为大家做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差仪LAB颜色空间

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。如下图所示,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。

lab颜色空间示意图

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:

色调和彩度计算公式

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值的分析方法:

为了让产品的颜色评价有更加精确的衡量标准,国际上通常采用的表示方法就是颜色空间。其中Lab为目前最主流的一种颜色空间,它可以表示任何一种颜色,其他的颜色空间一般只作为比对时的参考。当我们在使用色差仪测量物体表面颜色差异的时候,仪器的屏幕上常常会显示出对应的Lab数值,其中:“L”代表物体的明亮度:0-100表示从黑色到白色;“a”代表物体的红绿色:正值表示红色,负值表示绿色;“b”代表物体的黄蓝色:正值表示黄色,负值表示蓝色。

色差仪测量的Lab值表示的就是颜色测量的三个纬度,我们知道决定颜色有三个要素,而确定色差,也可以分为三个要素。它们分别是L值,表示的是产品颜色的深、浅,也就是我们常说的黑和白。而a值表示的就是红绿值,通过红、绿正负来表示,而b值表示的是黄蓝值,通过黄、蓝正负两个方向来表示。根据测出的L、a、b数值就可以计算出被测物体的偏色情况,具体计算公式如下:

ΔL*=L*样品-L*标准,为明度差异;△L*为正值,样品颜色偏浅色方向;为负值,样品偏深色方向。

△a*=a*样品-a*标准,为红/绿差异;△a*为正值,样品颜色偏红;△a*为负值,样品偏绿。

△b*= b*样品-b*标准,为黄/蓝差异;Δb*为正值,样品颜色偏黄;△b*为负值,样品偏蓝。

其中△L*,△a*,△b*,为参考样品和被测样品之间明度L*和色度指数a*,b*的差值。色差值用ΔE* 来表示,为综合总色差,具体计算方法和亮度差△L、红绿差△a、黄蓝差△b都有关系。总色差ΔE*的计算公式如下:

色差公式01

一般情况下色差仪都会给出相应的L*,a*,b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四组色差数据。用ΔE来评价色差时,△E越小表示样品与标准颜色越接近,反之则表示两种颜色相差越远。


色差仪Lab颜色空间怎么转换XYZ颜色空间?

L*a*b*颜色模型的基础是CIE在1931年提出的颜色模型,并作为国际颜色测量标准。1976年此模型被重新修正,并命名为CIEL*a*b*。实际上CIEL*a*b*均匀颜色空间是经CIEXYZ颜色空间非线性变换而得到的,这一均匀色彩空间的优点是当颜色的色差大于视觉的识别阈值(恰可察觉)而又小于孟塞尔系统中相临两极色差时,可以较好地放映物体色的心理感受效果。它与CIEXYZ颜色空间的转换关系式如下:

转换公式

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。

  色差仪Lab值     色差仪Lab颜色空间   
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