色差儀作為顏色測(cè)量的專(zhuān)用儀器，為了讓顏色的評(píng)定具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)部配置了CIE規(guī)定的多個(gè)顏色空間及色差計(jì)算公式。那么，色差儀常用顏色空間有哪些？色差儀常用色差公式有幾個(gè)？本文對(duì)色差顏色空間及色差公式做了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

色差儀常用顏色空間類(lèi)型：

顏色空間又稱(chēng)彩色模型，彩色空間或者彩色系統(tǒng)，顏色空間是由組成顏色的三個(gè)分量構(gòu)成的一個(gè)三維空間，它的用途是在某些人為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)色彩加以抽象表示，或者說(shuō)是色彩在不同的標(biāo)準(zhǔn)下的簡(jiǎn)化描述形式，本質(zhì)上，彩色模型是坐標(biāo)系統(tǒng)和子空間的表述，處于各種形式的坐標(biāo)系統(tǒng)中的每個(gè)點(diǎn)都有唯一對(duì)應(yīng)的值表示，即盡可能直觀地用空間中三個(gè)分量值的不同來(lái)表示對(duì)應(yīng)顏色的差異。目前，CIE1976L*a*b*顏色空間和CIE1976L*u*v*顏色空間是色差儀最常用的兩個(gè)顏色空間。

1.CIE1976L*a*b*顏色空間

CIE1976L*a*b*（又稱(chēng)為CIEL*a*b*或CIELAB）均勻顏色空間與X、Y、Z三刺激值的轉(zhuǎn)換公式如下：

其中，L*是明度坐標(biāo)，a*和b*是色品坐標(biāo)，f（X/X_n），f（Y/Y_n），f（Z/Z_n）分段函數(shù)表達(dá)如下：

其中，X、Y、Z是顏色樣本的三刺激值；Xn、Yn、Zn是照明光源顏色的三刺激值。

該均勻顏色空間的色差即三維顏色空間兩點(diǎn)之間的距離△E*_ab，計(jì)算如下：

在理想顏色空間中，用顏色坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離表示視覺(jué)色差的方法，在顏色復(fù)制和顏色控制工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，且大部分現(xiàn)代色差公式都是基于CIELAB 顏色空間之上得到的。

2.CIE1976L*u*v*顏色空間

CIE1976L*u*v*（簡(jiǎn)稱(chēng)為CIELUV）均勻顏色空間用三維坐標(biāo)系統(tǒng)明度指數(shù)L*和色品指數(shù)u*、v*來(lái)表示顏色，改善了CIELAB顏色空間的均勻性，定義公式如下：

與CIE1976L*a*b*相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通過(guò)非線性變換得到的，同樣用兩點(diǎn)間的距離表示顏色之間的色差：

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，如電視和計(jì)算機(jī)屏幕色。

色差儀幾個(gè)常用色差公式介紹：

色差的量化為顏色復(fù)制行業(yè)的顏色控制帶來(lái)了極大的方便，特別是在紡織印染，印刷，塑料等行業(yè)中。顏色領(lǐng)域?qū)ι钸M(jìn)行研究，通常使用符合實(shí)際生產(chǎn)要求的中小色差樣本，目的是為了尋求一個(gè)更可靠的色差公式表征和評(píng)價(jià)實(shí)際生產(chǎn)商品的色差，提高商品顏色質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前色差儀中常用的色差公式主要有以下幾個(gè)：

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是1976年CIE推薦的工業(yè)應(yīng)用色差公式之一。CIE用CIELAB顏色空間的歐幾里德距離來(lái)表示兩種顏色之間的差異大小，CIELAB色差公式（△E*ab）定義為：

其中，△L*、△a*和△b*是測(cè)試樣本（B）與其標(biāo)準(zhǔn)樣本（S）之間在CIELAB三維空間的坐標(biāo)差。

色差還可以用極坐標(biāo)中彩度差值△C*ab和色調(diào)角差值△hab表達(dá)，其中，△C*_ab、△E*_ab和△L表示線段長(zhǎng)度大小，單位是一致的，只有△h_ab，是以角度為單位，需要將色調(diào)角度差△hab（以度為單位）轉(zhuǎn)換為色調(diào)差異△H*_ab（與△L*和△C*_ab相同的單位），公式如下：

其中，色度差△C*_ab和色調(diào)角度差△hab定義如下：

雖然CIELAB空間不是理想的均勻顏色空間，CIELAB公式的預(yù)測(cè)結(jié)果與人眼觀察結(jié)果也不是完全一致，但是與其他色差公式相比，CIELAB色差公式在大色差的表現(xiàn)上具有很大的優(yōu)勢(shì)，而且在公式表達(dá)上比較簡(jiǎn)單，從而得到了廣泛的應(yīng)用。

2.CMC色差公式

1974年，McDonald根據(jù)ANLAB色差公式△EANLAB推導(dǎo)出一種簡(jiǎn)單的色差公式，如下：

其中，CANLAB是ANLAB彩度。

在色度方向上進(jìn)行修改得到的上述公式，相比于ANLAB公式有了明顯的改善，并且在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出許多色差公式。在20世紀(jì)70年代，McDonald基于紡織樣本收集了兩個(gè)數(shù)據(jù)集：一個(gè)數(shù)據(jù)集是對(duì)圍繞55個(gè)顏色中心的640個(gè)樣本對(duì)進(jìn)行視覺(jué)實(shí)驗(yàn)得到的，另一個(gè)數(shù)據(jù)集是基于圍繞 600 個(gè)顏色中心的 8454 個(gè)樣本對(duì)得到的，利用這兩個(gè)數(shù)據(jù)集推導(dǎo)出了JPC色差公式。該公式后來(lái)由顏色測(cè)量委員會(huì)（CMC）的成員修改，并命名為CMC（l:c）。在1995年，CMC成為紡織品應(yīng)用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

CMC（l:c）色差公式除了提高精度外，還提供了改變明度差和彩度差權(quán)重的方法。CMC（l:c）色差可使用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，L*_s、C*_ab,s和h_ab,s表示確定色差的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，△L*_ab，△H*_ab和△C*_ab都由CIELAB公式計(jì)算所得。當(dāng)l：c比率設(shè)定為1：1時(shí)，表示可感知色差，如果設(shè)定為2：1 表示可接受色差。

CMC色差公式糾正了 CIELAB 色差公式中的主要缺陷，即色度位置依賴(lài)性的缺陷，相對(duì)于CIELAB公式和CIELUV公式有了極大的改善。在CMC公式中，明度差由明度位置加權(quán)，彩度差由彩度位置加權(quán)，色相差由彩度位置和色調(diào)角加權(quán)。

3.CIE94色差公式

Berns等人使用配對(duì)比較方法對(duì)涂料樣本進(jìn)行視覺(jué)評(píng)估，收集到RIT-DuPont數(shù)據(jù)集，通過(guò)評(píng)估RIT-DuPont 數(shù)據(jù)集和Luo-Rigg數(shù)據(jù)集，得到一個(gè)較簡(jiǎn)單的色差公式，在1995年被CIE技術(shù)委員會(huì)定義為CIE94。

其中，S_L、S_C、S_H分別是明度差、彩度差和色調(diào)差的權(quán)重函數(shù)，k_L、k_C、k_H即為對(duì)應(yīng)的參數(shù)因子，在CIE94色差公式推薦的參考條件下，k_L=k_C=k_H=1，對(duì)于紡織工業(yè)來(lái)說(shuō)，k_L=2，k_C=k_H=1。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)樣本對(duì)之一是標(biāo)準(zhǔn)色樣時(shí)，可以利用標(biāo)準(zhǔn)的C*ab值計(jì)算得到SC和SH。

4.CIEDE2000色差公式

2001年CIE推薦的CIEDE2000公式，雖然在計(jì)算上增加了復(fù)雜程度，但在精確度上有了很大的提高。CIEDE2000公式與很多色差公式一樣，通過(guò)優(yōu)化CIELAB公式而得。計(jì)算公式如下：

其中，K_L、K_C、K_H是校正因子，L'、C'、h'是兩個(gè)樣本之間的L'、C'和h'算術(shù)平均值。如果兩個(gè)樣本的色調(diào)角絕對(duì)差值不大于180°，直接用上式計(jì)算；如果兩個(gè)樣本的色調(diào)角絕對(duì)差值大于180°，把較大的色調(diào)角減去360°，再進(jìn)行計(jì)算。