色差仪有几个颜色空间？色差仪不同颜色空间怎么转换？
2023-06-06
不同类型或型号的色差仪，其所配置的颜色空间的类型是不同，例如三恩时TS7036色差仪的颜色空间有CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB等多种颜色空间。下文主要对色差仪常用的三种颜色空间RGB、XYZ和LAB颜色空间，以及它们之间的转换方法进行介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！
色差仪颜色空间介绍：
1.RGB颜色空间
由三基色原理知，大多数颜色可以由红、绿、蓝三基色按照不同的比例合成。RGB颜色空间是在三基色理论上开发的相加混色颜色空间，在RGB颜色空间中，任意色光都能由R、G、B三色按比例相加合成，其颜色模型如下图所示。
图中三个坐标轴分别表示为R、G、B三个颜色通道分量，国际照明委员会（CIE）将RGB每个分量都分为256级，因此每个通道分量的取值范围为0-255，共能表示256*256*256（约1600万）种颜色。在颜色空间的原点处，三基色都为0，即原点对应的是黑色（0，0，0），距离原点最远的顶点，即立方体原点的斜对角的顶点处的三原色分量为达到最高值，为白色（255，255，255）。除黑白两点所在的顶点外，立方体剩下的六个顶点，有三个顶点分别为三基色，如图中标注的红、绿、蓝，剩下的三个顶点表示的颜色是三原色中两两混合之后的颜色，为品红、青和黄。在该立方体内部，任意颜色F可以表示为坐标中的一点，调整三原色中任一系数都会改变F的坐标值，同时，改变任一颜色，三原色的三色值也会发生变化。
RGB颜色空间采用物理三原色对颜色进行表示，这种方式比较简单，但给定任意一个R、G、B值，无法准确知道所表述的颜色，并不符合人的视觉特点。而且RGB颜色空间不是一个均匀的颜色空间，即空间坐标上等距离的两点并不能表示出颜色的差异性，因此，RGB颜色空间并不适合用作色差检测。
2.XYZ颜色空间
1931年，国际照明委员会（CIE）制定了CIE-RGB系统，由于CIE-RGB系统计算颜色三刺激值会出现负值的问题，即使用R、G、B三原色无法调制出所有的颜色，因此CIE在RGB三原色理论基础上提出了新的三刺激值X、Y、Z，使用假象的三原色XYZ建立新的色度系统。在XYZ测色系统中，X原色相当于波长比700nm的光谱红还要大的红紫，Y原色相当于波长比520nm的光谱绿还要大的一种绿，Z原色相当于饱和度比477nm的光谱蓝还要大的一种蓝，XYZ颜色空间是在RGB颜色空间上提出的，可以由RGB颜色空间转换得到。
X、Y、Z是自然界并不存在的三种原色，但使用这三种原色可以从理论上调配出所有的颜色。以三刺激值XYZ为分量的颜色空间称之为XYZ颜色空间，其他颜色都可以从这三种颜色中导出，通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生。该颜色空间在广泛的实验基础上得到的平均人眼颜色响应，符合人眼对颜色观测的视觉特点，是国际委员会定义的与设备无关的颜色表示法，因此通常作为国际性的颜色空间标准。对于无法直接转换的两个颜色空间，XYZ颜色空间通常可以作为桥梁，使两种颜色空间能进行转换。
2.CIELAB颜色空间
为获得物体色在知觉上均匀的空间，同时又能有效的反映颜色系统所表示的色差，CIE于1976年推荐了CIELAB均匀颜色空间。该空间的优点是，当颜色的色差大于视觉的识别阈值而又小于孟塞尔系统中相邻两级色差时，可以较好地反映物体色的心理感受效果。
CIELAB空间如上图所示，是一个三维的空间。在CIELAB颜色空间中，有L、a、b三个分量，其中L表示的是颜色的亮度，取值范围是[0，100]即从纯黑到纯白，a和b表示的是色度坐标，a表示洋红色至绿色的范围，取值范围为[127，-128]，b表示从黄色至蓝色的范围，取值范围为[127，-128]。CIELAB颜色空间是一个近似均匀的颜色空间，若对于不同色区的两对比色测出相等的色差值，并不意味人眼观测到的两颜色也有相等的色差感觉，尽管如此，CIELAB颜色空间仍是目前最好的颜色空间之一。
色差仪不同颜色空间转换方法：
1.RGB颜色空间转换XYZ颜色空间
RGB空间对应到XYZ空间的表达式如下：
2.XYZ颜色空间转换RGB颜色空间
XYZ空间对应到RGB空间的表达式如下：
3.XYZ颜色空间转换LAB颜色空间
XYZ颜色空间转换LAB颜色空间的转换式如下：
其中，X、Y、Z是物体色的三刺激值；Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体的三刺激值，是常数值。X/Xn，Y/Yn，Z/Zn的值要求大于0.008856，若是小于0.008856，说明颜色极深，若是采用上述公式，则会引起眼色空间的畸变，误差极大。
4.RGB颜色空间转换LAB颜色空间
RBG颜色空间到LAB颜色空间的转换分成两步：
第一步，RGB颜色空间先转到XYZ颜色空间
第二步，XYZ颜色空间转换XYZ颜色空间
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