色差儀有幾個顏色空間?色差儀不同顏色空間怎么轉換?
2023-06-06
不同類型或型號的色差儀,其所配置的顏色空間的類型是不同,例如三恩時TS7036色差儀的顏色空間有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB等多種顏色空間。下文主要對色差儀常用的三種顏色空間RGB、XYZ和LAB顏色空間,以及它們之間的轉換方法進行介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀顏色空間介紹:
1.RGB顏色空間
由三基色原理知,大多數(shù)顏色可以由紅、綠、藍三基色按照不同的比例合成。RGB顏色空間是在三基色理論上開發(fā)的相加混色顏色空間,在RGB顏色空間中,任意色光都能由R、G、B三色按比例相加合成,其顏色模型如下圖所示。
圖中三個坐標軸分別表示為R、G、B三個顏色通道分量,國際照明委員會(CIE)將RGB每個分量都分為256級,因此每個通道分量的取值范圍為0-255,共能表示256*256*256(約1600萬)種顏色。在顏色空間的原點處,三基色都為0,即原點對應的是黑色(0,0,0),距離原點最遠的頂點,即立方體原點的斜對角的頂點處的三原色分量為達到最高值,為白色(255,255,255)。除黑白兩點所在的頂點外,立方體剩下的六個頂點,有三個頂點分別為三基色,如圖中標注的紅、綠、藍,剩下的三個頂點表示的顏色是三原色中兩兩混合之后的顏色,為品紅、青和黃。在該立方體內部,任意顏色F可以表示為坐標中的一點,調整三原色中任一系數(shù)都會改變F的坐標值,同時,改變任一顏色,三原色的三色值也會發(fā)生變化。
RGB顏色空間采用物理三原色對顏色進行表示,這種方式比較簡單,但給定任意一個R、G、B值,無法準確知道所表述的顏色,并不符合人的視覺特點。而且RGB顏色空間不是一個均勻的顏色空間,即空間坐標上等距離的兩點并不能表示出顏色的差異性,因此,RGB顏色空間并不適合用作色差檢測。
2.XYZ顏色空間
1931年,國際照明委員會(CIE)制定了CIE-RGB系統(tǒng),由于CIE-RGB系統(tǒng)計算顏色三刺激值會出現(xiàn)負值的問題,即使用R、G、B三原色無法調制出所有的顏色,因此CIE在RGB三原色理論基礎上提出了新的三刺激值X、Y、Z,使用假象的三原色XYZ建立新的色度系統(tǒng)。在XYZ測色系統(tǒng)中,X原色相當于波長比700nm的光譜紅還要大的紅紫,Y原色相當于波長比520nm的光譜綠還要大的一種綠,Z原色相當于飽和度比477nm的光譜藍還要大的一種藍,XYZ顏色空間是在RGB顏色空間上提出的,可以由RGB顏色空間轉換得到。
X、Y、Z是自然界并不存在的三種原色,但使用這三種原色可以從理論上調配出所有的顏色。以三刺激值XYZ為分量的顏色空間稱之為XYZ顏色空間,其他顏色都可以從這三種顏色中導出,通過相加混色或者相減混色,任何色調都可以使用不同量的基色產生。該顏色空間在廣泛的實驗基礎上得到的平均人眼顏色響應,符合人眼對顏色觀測的視覺特點,是國際委員會定義的與設備無關的顏色表示法,因此通常作為國際性的顏色空間標準。對于無法直接轉換的兩個顏色空間,XYZ顏色空間通??梢宰鳛闃蛄?,使兩種顏色空間能進行轉換。
2.CIELAB顏色空間
為獲得物體色在知覺上均勻的空間,同時又能有效的反映顏色系統(tǒng)所表示的色差,CIE于1976年推薦了CIELAB均勻顏色空間。該空間的優(yōu)點是,當顏色的色差大于視覺的識別閾值而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級色差時,可以較好地反映物體色的心理感受效果。
CIELAB空間如上圖所示,是一個三維的空間。在CIELAB顏色空間中,有L、a、b三個分量,其中L表示的是顏色的亮度,取值范圍是[0,100]即從純黑到純白,a和b表示的是色度坐標,a表示洋紅色至綠色的范圍,取值范圍為[127,-128],b表示從黃色至藍色的范圍,取值范圍為[127,-128]。CIELAB顏色空間是一個近似均勻的顏色空間,若對于不同色區(qū)的兩對比色測出相等的色差值,并不意味人眼觀測到的兩顏色也有相等的色差感覺,盡管如此,CIELAB顏色空間仍是目前最好的顏色空間之一。
色差儀不同顏色空間轉換方法:
1.RGB顏色空間轉換XYZ顏色空間
RGB空間對應到XYZ空間的表達式如下:
2.XYZ顏色空間轉換RGB顏色空間
XYZ空間對應到RGB空間的表達式如下:
3.XYZ顏色空間轉換LAB顏色空間
XYZ顏色空間轉換LAB顏色空間的轉換式如下:
其中,X、Y、Z是物體色的三刺激值;Xn、Yn、Zn為CIE標準照明體的三刺激值,是常數(shù)值。X/Xn,Y/Yn,Z/Zn的值要求大于0.008856,若是小于0.008856,說明顏色極深,若是采用上述公式,則會引起眼色空間的畸變,誤差極大。
4.RGB顏色空間轉換LAB顏色空間
RBG顏色空間到LAB顏色空間的轉換分成兩步:
第一步,RGB顏色空間先轉到XYZ顏色空間
第二步,XYZ顏色空間轉換XYZ顏色空間