色差儀CIELab顏色空間及與CIEXYZ顏色空間轉(zhuǎn)換
2024-01-30
CIELab顏色空間是色差儀中常用的一個(gè)測(cè)色空間,它是在CIEXYZ顏色空間的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)顏色空間,因此,它們之間存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。本文對(duì)色差儀CIELab顏色空間的含義及CIELab顏色空間與CIEXYZ顏色空間之間轉(zhuǎn)換方法作了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀CIELab顏色空間介紹:
CIELab顏色空間是在1931年國(guó)際照明委員會(huì)制定的顏色度量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上建立起來的,為能采用數(shù)字化的方法準(zhǔn)確描述人眼視覺感知和統(tǒng)一顏色差別的評(píng)價(jià)方法,是目前為止描述人眼可見的所有顏色最完備的顏色模型。CIELab顏色空間是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間,該顏色空間描述的是顏色的顯示方式,與其生成設(shè)備無(wú)關(guān),在圖像處理過程中,與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間很好地解決了顏色顯示結(jié)果隨設(shè)備參數(shù)的不同而存在差異的問題。CIELab顏色空間是基于人類視覺特征建立的顏色系統(tǒng),是一種基于生理特征的均勻顏色系統(tǒng),能夠較好地模擬人眼對(duì)顏色和色差的視覺感知,準(zhǔn)確反映顏色變化對(duì)人眼視覺的感知所引起的差異。CIELab顏色空間現(xiàn)已成為世界各國(guó)正式采納、作為國(guó)際通用的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn),適用于一切光源色或物體色的表示與計(jì)算。
CIELab顏色空間直接基于CIEXYZ顏色空間建立,使用MacAdam橢圓描述顏色差異,并由此建立了線性化的人眼視覺對(duì)顏色的視覺感知空間,是一種比 CIEXYZ顏色空間更線性、更直觀的顏色空間,也就是說顏色空間上相同數(shù)量的變化會(huì)產(chǎn)生大約相同視覺重要性的變化"。和其他顏色空間一樣,CIELab顏色空間中每一點(diǎn)代表一種顏色,兩種顏色的差異就是其在該顏色空間中的距離,但不同的一點(diǎn)是在CIELab顏色空間中相同顏色距離代表了相同的人眼視覺對(duì)色差感知大小,因?yàn)長(zhǎng),a和b的非線性關(guān)系較好地模擬了人眼視覺在該顏色空間中的非線性響應(yīng)。CIELab顏色空間中的數(shù)值能夠完全表達(dá)人眼視覺所能看到的所有顏色,也有很多“顏色”超出了人類視覺的視域,CIELab顏色空間中的L分量與人類亮度感知密切配合,用于調(diào)整亮度對(duì)比,取值范圍是[0,100],表示從純黑到純白(L=0 表示黑色而L=100表示白色);色度a、b與色調(diào)飽和度的感覺相一致,a表示從紅色到綠色的范圍(負(fù)值表示綠色而正值表示品紅),取值范圍是[127,-128];b表示從黃色到藍(lán)色的范圍(負(fù)值表示藍(lán)色而正值表示黃色),取值范圍是[127,-128]??梢酝ㄟ^修改a和b分量對(duì)顏色做精確平衡。如下圖所示為CIELab顏色空間。
如上圖所示,在明度相同的ab平面上,從坐標(biāo)角度看,a大于0時(shí)為紅色方向,值越大時(shí)越紅,a小于0時(shí)為綠色方向,值越小時(shí)越綠,在a的方向上,從左到右是從深綠到灰色,再到紅色(亮粉色)的過程;同理當(dāng)b大于0時(shí)為黃色方向,值越大時(shí)越黃,b小于0時(shí)為藍(lán)色方向,值越小則越藍(lán),在b的方向上,三維中從前到后顏色變化時(shí)從亮藍(lán)到灰色,再到黃色的過程;L表示的是顏色的亮度,L越大則越亮,反之,越小則越暗。從CIELab模式的概念中可以知道,三維坐標(biāo)的中間過渡部分均為灰色,而這個(gè)灰色是在各色亮度較低的情況下的過渡色。
色差儀CIELab顏色空間與CIEXYZ顏色空間轉(zhuǎn)換方法:
在 CIEXYZ顏色空間中可知光譜功率分布和人眼感知顏色情況,但該顏色空間無(wú)法表達(dá)人眼對(duì)顏色差別的視覺感知。而CIELab顏色空間的建立就很好的解決了這一問題,該顏色空間模擬人眼視覺對(duì)顏色差別的感知情況,能夠較好的表達(dá)人眼對(duì)色差的視覺感知。CIELab顏色空間是在CIEXYZ顏色空間基礎(chǔ)上建立的,比CIEXYZ顏色空間更加線性,即在該顏色空間中相同大小的顏色距離會(huì)引起相同的人眼視覺感知的變化,且能采用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確表達(dá)人眼視覺對(duì)顏色差異的感知情況。由CIEXYZ到CIELab顏色空間的轉(zhuǎn)換公式如下式所示:
其中:
X、Y、Z——被測(cè)物的顏色三刺激值;
Xn、Yn、Zn——選定參考白的三刺激值;
L——心理明度;
a——心理色度;
b——心理色度。