2024-04-12
色差仪是模拟人眼的视觉系统,利用仪器内部的模拟积分光学系统,把光谱光度数据的三刺激值进行积分而得到颜色的数学表达式,从而计算出L*、a*、b*、c*、h*值及对比色的色差。那么,色差仪L、a、b、c、h什么意思?Lab和Lch怎么转换?本文为大家做了介绍。
色差仪主要是根据光学原理,用特定的测色系统进行测定。常用的测色系统为CIEL*a*b*彩色系统,CIEL*a**表色系统,亦称L*a*b*表色系。Lab色空间就是用L*、a*、b*3个1组的数值来表示任何一种颜色。用色差仪可以测定任何一种颜色的L*、a*、b*值,根据所测的L*、a*、b*值可以判断不同颜色的差别。另外,色差仪还可以同时测出色C和色调角H°。它们的具体含义如下:
L参数代表亮度,表示颜色的明暗程度,取值范围为0~100,其中0表示黑色,100表示白色。
a参数代表红色轴上的颜色特征,表示颜色的红度,取值范围为-60~60,其中负值表示绿色,正值表示红色。
b参数代表蓝色轴上的颜色特征,表示颜色的黄度,取值范围为-60~60,其中负值表示蓝色,正值表示黄色。
c参数代表颜色饱和度,表示颜色的纯度,取值范围为0~100,其中0表示灰色,100表示颜色最饱和。
H参数代表颜色角度,表示颜色的色调,取值范围为0~360,其中0表示红色,180表示绿色,360表示蓝色。
CIELab全称CIE1976Lab颜色空间,是由国际照明学术研究机构CIE研制的一种色彩结构,其色域大于RGB色彩空间的色域,实现的颜色范围较广,即可以在颜色空间中表达任何一种颜色信息。它是与设备无关的色彩空间,是以数字化的方式描述了人眼的视觉特性,弥补了与设备相关色彩空间颜色特性不足的问题。
参数L、a、b在CIELAB色彩空间中分别表示颜色亮度、红绿色的程度和黄青色的程度。参数L的值与颜色亮度成正比例关系,取值范围0~100,L的值越大,表达的颜色越亮;a和b代表色度轴,范围是-128-127,当参数值a>0时,值越大表示的颜色就越红属于红色系,参数值a<0时,值越小表示的颜色就越绿属于绿色系;当参数值b>0时,值越大表示的颜色越黄属于黄色系,当参数值b<0时,值越小表示的颜色越青属于青色系。CIELAB色彩空间所表示的颜色与人眼视觉特性相接近,可以通过设置不同的a和b值得到精确的颜色平衡,设置不同的L值来调整亮度对比度。在CIELAB色彩空间中,可以通过计算色彩空间中两点颜色之间的几何距离,来分析判断颜色的差异度,比较方便地测量较小的色差。
LCH颜色空间是Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间。该颜色空间由L、C、H表示。纵坐标L*值同样对应于颜色三要素的明度,取值0-100;C*代表彩度,即某一颜色的坐标位置与原点的距离,取值0-181,圆心处颜色的饱和度C*值为0,离圆心越远C*的值越大;H*为色调,取值0°-360°,h*代表色调角,是某一颜色坐标在色品平面内的投影点和坐标原点的连线与a轴的夹角。规定h*从正a轴(红)开始为0°,逆时针为正,正b轴(黄)为90°,负a轴(绿)为180°,负b轴(蓝)为270°。
上述的Lab色空间与视觉无直接对应,也就是说,当给出Lab一组值时,不能形象地想象出具体颜色。为此,我们经常采用由Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间LCH来表示,其中L表示明度,取值0-100;C表示彩度,取值0-181;H(Hie)表示色相,取值0°-360°。LCH与Lab之间的转换关系为:
LCH色彩空间是从CIELAB色彩空间推导出来的,一种颜色可以用LAB表示,也可以用LCH表示。采用LCH对图像进行修正符合日常生活中对色彩进行描述的习惯,色彩修正更加便于理解、更加直观和易于控制。
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。
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