分光測色儀的測色空間有很多種,其中常見有CIE LAB、XYZ、Yxy、LCh、CIE LUV、s-RGB、HunterLab等,對于這些顏色空間中的字母如L、A、B、X、Y、Z、L、U、V的含義,許多的朋友不是很清楚。本文對分光測色儀常用顏色空間字母的含義做了介紹。
分光測色儀RGB顏色空間-R、G、B:
RGB顏色空間以紅(R)、綠(G)和藍(B)三種基本顏色為基礎,三種顏色進行不同程度的疊加,能夠產生豐富的顏色,因此 RGB顏色空間又被稱為三基色模型。在該模型中,R、G、B分別位于3個角上,黑色位于原點處,白色位于離遠點最遠的對角點處,灰度級沿著這兩點的連線分布。在該模型中,不同的顏色處在立方體上或者在其內部,并且可以用從原點分布的向量來定義。即每一種顏色可以用紅、綠、藍三個顏色分量的坐標來表示,如(0,0,0)表示黑色,(160,32,24)表示紫色,(0,255,0)表示綠色,(255,255,255)表示白色等。若將顏色值進行歸一化,原立方體就變成一個單位立方體,所有的R、G、B值都取值范圍在[0,1]內。
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。
分光測色儀XYZ顏色空間-X、Y、Z:
CIEXYZ顏色空間,也稱CIE1931顏色空間。CIE希望通過該顏色空間下的三個分量(X,Y,Z)能夠描述人顏色視覺系統所能察覺的任意一種顏色,其中X和Z定義為顏色的色度,Y為顏色的亮度。
CIEXYZ顏色空間主要應用于分光光度計和數字顏色分析器等分析儀器,它為這一類儀器提供了待分析樣本所需的透射或折射的三色光信號。雖然 CIEXYZ顏色空間在分析化學中的相關應用也頗為廣泛,但是它所表示的顏色與人眼感知不太一致,導致在不同顏色對比中存在一定缺陷。因此,該顏色模型往往只是用于線性轉換到其他顏色空間的過渡顏色空間。
分光測色儀Yxy顏色空間-Y、x、y:
三刺激值XYZ對定義顏色非常有用,但卻不易直接目視其結果,為此CIE于1931年規定了Yxy色空間,它是在二維圖上描述顏色,但與亮度無關。Y為物體的反射比,用%數表示(與反射比為100%的理想漫反射相比較)。它對應于顏色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐標x、y對應于色三要素的色調和彩度。x、y色度坐標可由下式算得:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)
(其中X、Y、Z為三刺激值)X軸色度坐標相當于紅基色的比例;Y軸色度坐標相當于綠基色的比例,圖中沒有Z軸色度坐標(即藍基色所占的比例)。因為比例系數x+y+z=1,Z的坐標值可以推算出來,即z=1-x-y。
分光測色儀CIELAB顏色空間-L、A、B:
CIELab顏色空間是分光測色儀最常用的一種顏色空間,是基于生理特征的均勻顏色空間,是由明度(L)和兩個色度分量a、b共三個分量構成,L表示顏色的明度,也常被稱作亮度,取值范圍在[0,100],表示從純黑到純白。a表示從綠色到紅色,-a最小表示綠色,+a最大表示紅色,取值范圍在[-128,127],-a到+a是綠色到紅色顏色漸變的過程。b表示從藍色到黃色的范圍,同樣原理,-b到+b是由藍色逐漸過渡到黃色的過程,取值范圍在[-128,127]。CIELab顏色空間是顏色量化最均勻的顏色分布,在樣品色差評比系統中,很多公式都是依賴該顏色空間的,它是顏色差異的規范化空間,能夠解決顏色量化的等距度量,其均勻性較好。該顏色空間兩點之間的幾何距離,與人眼觀察物體的色差大小相同。
分光測色儀HunterLab顏色空間-L、a、b:
Hunter Lab系統分別以L、a、b 表示物體反射光的三個量,其中L表示反射光的明度,a表示反射光中紅色與綠色的成分,b表示反射光中黃色與藍色的成分。該系統的L,a,b值的表示及其色差公式為:
(Hunter Lab系統L,a,b值及色差公式)
式中 X,Y,Z 為樣品的三刺激值。Hunter Lab系統常用于陶瓷工業、塑料工業和紡織工業。
分光測色CIELch顏色空間-L、c、h:
LCH顏色空間是Lab空間變形后得到的圓柱形顏色空間。該顏色空間由L、C、H表示。縱坐標L*值同樣對應于顏色三要素的明度,取值0-100;C*代表彩度,即某一顏色的坐標位置與原點的距離,取值0-181,圓心處顏色的飽和度C*值為0,離圓心越遠C*的值越大;H*為色調,取值0°-360°,h*代表色調角,是某一顏色坐標在色品平面內的投影點和坐標原點的連線與a軸的夾角。規定h*從正a軸(紅)開始為0°,逆時針為正,正b軸(黃)為90°,負a軸(綠)為180°,負b軸(藍)為270°。
分光測色CIELuv顏色空間-L、u、v:
CIELUV顏色空間是CIE1976L*u*v*均勻顏色空間的簡稱,在CIELUV空間中,L*為明度,u*、v*為色品指數。三者相互垂直構成色空間來描述相對應的亮度和色度量:垂直的軸是明度L*,位于水平面且互相垂直的是色品指數u*和 v*。
CIELUV顏色空間與CIELAB顏色空間相似,L*,u*,v*是X,Y,Z通過非線性變換得到的,同樣用兩點間的距離表示顏色之間的色差。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特點。首先,它們的顏色空間雖然距完全均勻仍有距離,但基本上是均勻的。其次,由于是基于顏色測量的CIE系統,CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是與設備無關的顏色空間。與CIELAB顏色空間不同,CIELUV顏色空間更多地應用于光源色和自發光色領域。