CIEL*u*v*颜色空间和CIEL*a*b*颜色空间有何不同?怎么表示色差值?

  DOHO标准光源箱     |      2023-07-18

为了定量的对颜色进行描述和表示,CIE规定了多个颜色空间,但由于这些颜色空间在表示颜色差异时,与人眼视觉判断存在一定的差异,因此为了使色差评定与人眼之间相一致,CIE提出了用于颜色测定的均匀颜色空间,其中常见的就有CIEL*u*v*颜色空间和CIEL*a*b*颜色空间。那么,CIEL*u*v*颜色空间和CIEL*a*b*颜色空间有何不同?怎么表示色差值?本文为大家做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

CIELab颜色空间

CIEL*u*v*颜色空间:

国际照明委员会改进了原有的CIE1964W*U*V*颜色空间,提出采用如下的L*u*v*作为三维直角坐标的颜色空间,称为CIELUV颜色空间,它主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。在该空间中,L*为明度,u*、v*表示颜色的色品坐标,其计算公式为:

CIELuv颜色空间明度指数和色品指数计算公式

式中:u'、v'和u'n、v'n分别是颜色样品和CIE标准照明体的CIE1976UCS图色品坐标,即:

CIELuv颜色空间色品坐标计算公式

式中:X、Y、Z为颜色样品的三刺激值,Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,然后反射到观察者眼中的三刺激值,其中Yn=100。


CIEL*a*b*颜色空间:

CIE在1976年推荐用于加混色的CIELUV颜色空间的同时,还推荐了主要用于如纺织印染等表面色料工业减混色的表示和评价的CIE1976L*a*b*颜色空间,也称为CIELAB颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为:

CIELAB颜色空间明度指数和色品指数计算公式

式中:X、Y、Z为颜色样品的三刺激值,Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,然后反射到观察者眼中的三刺激值,其中Yn=100。


CIEL*u*v*颜色空间和CIEL*a*b*颜色空间的不同:

从上面明度指数和色品指数计算公式可见,CIELUV颜色空间中的L*和CIELAB颜色空间中的L*、a*、b*所适用的三刺激值是有条件限制的,即:

三刺激值限制条件

但是,现实中存在着在此限制范围以外的极深颜色,所以L*、a*、b*的计算公式应该修正为包含上述限制范围之外的暗(深)色的通用公式,即:

L、a、b值计算公式0718

式中:

L、a、b值计算公式参数


CIEL*u*v*颜色空间和CIEL*a*b*颜色空间色差值表示方法:

在CIELUV和CIELAB颜色空间中,以两个被比较颜色点的欧氏距离表示色差,同时还各有一组与心理量近似对应的感知属性,即明度、彩度、色调角及色调差(以下标“uv”和“ab”来区分CIELUV和CIELAB颜色空间)。

在CIELUV颜色空间中,两个颜色(L*1,u*1,v*1)和(L*2,u*2,v*2)之间的色差 △E*uv为:

△Euv计算公式0718

式中:

△L,△u,△v计算公式

在CIELAB颜色空间中,两个颜色(L*1,a*1,b*1)和(L*2,a*2,b*2)之间的色差△E*ab为:

△Eab计算公式0718

式中:

△L,△a,△b值计算公式

在CIELUV和CIELAB两个颜色空间中明度指数L*是一致的,即:

明度指数计算公式

在等明度平面上,坐标原点到色品坐标(u*,v*)或(a*,b*)的距离为彩度C*uv或C*ab,即:

彩度值计算公式0718

在CIELUV和CIELAB颜色空间中色调角huv和hab分别为:

色调角计算公式0718

在等明度的a*b*平面上,+a*为红色方向(值愈大表示对应的颜色愈红),-a*为绿色方向(值愈小则颜色愈绿),+b*为黄色方向(值愈大则颜色愈黄),-b*为蓝色方向(值愈小则颜色愈蓝)。

色差也可以用明度差(△L*)、彩度差(△C*)和色调差(△H*)来定义,即:

△Euv和△Eab色差计算公式

所以色调差ΔH*为:

色调差计算公式0718

并规定,当色调角h增加时,色调差ΔH*为正;当h减少时,ΔH*为负。

另外,在CIELUV颜色空间中还有一个心理相关量,即饱和度Suv,其计算公式为:

CIELUV颜色空间饱和度计算公式