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CIE1976颜色空间的测量与应用

浏览次数:44 更新日期:2023-01-12

摘要:

色空间测量原理?常用颜色空间计算原理:说到色彩的量化和测量技术,就必须提到国际发光照明委员会(CIE)。鉴于RGB色彩模型与设备相关性等问题,CIE在RGB模型基础上,制定了一系列包括CIEXYZ基色系统和颜色空间等在内的新标准,试图建立一个新的色彩空间,使得工业界能够准确指定产品颜色。而后又针对X....

色空间测量原理?

常用颜色空间计算原理:


说到色彩的量化和测量技术,就必须提到国际发光照明委员会(CIE)。鉴于RGB色彩模型与设备相关性等问题,CIE在RGB模型基础上,制定了一系列包括CIEXYZ基色系统和颜色空间等在内的新标准,试图建立一个新的色彩空间,使得工业界能够准确指定产品颜色。而后又针对XYZ色彩空间的不足,进一步制定了LAB色彩空间规范及有关色差计算公式。使得工业界可以用数值△E来表示两种色彩的差异程度,进而评估它们的近似度。目前CIE1976LAB规范已经被广泛应用,成为国际通用的色彩测量标准。需要指出的是,色差的计算公式并非只有CIELAB差公式这一种。


色差公式是什么?

国际照明委员会(CIE)负责国际颜色标准的研究开发,其中一个非常重要的任务就是建立色差公式,以向用色工业提供物体色判断的标准,比如,用一个色差公式的数值来判断是否合格。自从第一个CIE色度系统研究出来以后,有40多个色差公式已经被研究出来,主要的色差公式有:FCM色差公式、LABHNU色差公式、JPC79色差公式、ATDN色差公式、住友方法、CIELAB色差公式的改良式、BFD色差公式、LCD色差公式、CMC(1:c)色差公式、CIE94色差公式等。CIE最近推荐了CIEDE2000色差公式。

因为颜色空间是三维立体的,故一个颜色可以在三个方面有差别。在孟塞尔表色系统中,就是色相、明度和饱和度。色差表示应能指出样品比标准浅或暗的情况以及色差的方向。一般色差用两个方向,一个是指示红一些或绿一些的,一个是指示黄一些或蓝一些的。所以色差一般以三个方面表示,即L(亮度)、a(正数则红一些,负数则绿一些)、b(正数则黄一些,负数则蓝一些)。因为一个颜色的总色差ΔE可以从单个色度差而算的,故有色差计算公式:△E*=[(△L*)2+(△ a*)2+(△b*)2]1/2。


虽然RGB色彩模型被广泛应用,但却不能直接通过RGB色彩模型计算出色差。我们必须先将色彩从RGB色彩空间转换到XYZ色彩空间,而后再转换到LAB色彩空间,最后根据总色差公式来计算色差。


CIE1976颜色空间色差公式的计算和应用:

CIE色差计算公式其实就是上面根据Lab颜色空间进行的。不过随着应用环境的不断变化,CIE色差公式也再不断地改进。其发展历程从最开始的CIE1931RGB系统到CIE1931XYZ系统,再到CIE1960UCS系统,再到CIE1976LAB系统,一直都在向"均匀化"方向发展。而1976年CIE推荐了新的颜色空间及其有关色差公式,即CIE1976LAB(或L*a*b*)系统,现在已成为世界各国正式采纳、作为国际通用的测色标准。


CIE1976L*a*b*空间由CIEXYZ系统通过数学方法转换得到,转换公式为:


其中X、Y、Z是物体的三刺激值;X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值;L*表示心理明度;a*、b*为心理色度。


色差是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。若两个色样样品都按L*、a*、b*标定颜色,则两者之间的总色差△E*ab以及各项单项色差可用下列公式计算:


明度差:△L*=L*1-L*2


色度差:△a*=a*1-a*2△b*=b*1-b*2


总色差也就是上面介绍过的△E*。


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