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分光测色仪几个常用颜色空间字母的含义

时间:2024-04-24 点击:272次

分光测色仪的测色空间有很多种,其中常见有CIE LAB、XYZ、Yxy、LCh、CIE LUV、s-RGB、HunterLab等,对于这些颜色空间中的字母如L、A、B、X、Y、Z、L、U、V的含义,许多的朋友不是很清楚。本文对分光测色仪常用颜色空间字母的含义做了介绍。

分光测色仪

分光测色仪RGB颜色空间-R、G、B:

RGB颜色空间以红(R)、绿(G)和蓝(B)三种基本颜色为基础,三种颜色进行不同程度的叠加,能够产生丰富的颜色,因此 RGB颜色空间又被称为三基色模型。在该模型中,R、G、B分别位于3个角上,黑色位于原点处,白色位于离远点最远的对角点处,灰度级沿着这两点的连线分布。在该模型中,不同的颜色处在立方体上或者在其内部,并且可以用从原点分布的向量来定义。即每一种颜色可以用红、绿、蓝三个颜色分量的坐标来表示,如(0,0,0)表示黑色,(160,32,24)表示紫色,(0,255,0)表示绿色,(255,255,255)表示白色等。若将颜色值进行归一化,原立方体就变成一个单位立方体,所有的R、G、B值都取值范围在[0,1]内。

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。


分光测色仪XYZ颜色空间-X、Y、Z:

CIEXYZ颜色空间,也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量(X,Y,Z)能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色,其中X和Z定义为颜色的色度,Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于分光光度计和数字颜色分析器等分析仪器,它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛,但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致,导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此,该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。


分光测色仪Yxy颜色空间-Y、x、y:

三刺激值XYZ对定义颜色非常有用,但却不易直接目视其结果,为此CIE于1931年规定了Yxy色空间,它是在二维图上描述颜色,但与亮度无关。Y为物体的反射比,用%数表示(与反射比为100%的理想漫反射相比较)。它对应于颜色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐标x、y对应于色三要素的色调和彩度。x、y色度坐标可由下式算得:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)

(其中X、Y、Z为三刺激值)X轴色度坐标相当于红基色的比例;Y轴色度坐标相当于绿基色的比例,图中没有Z轴色度坐标(即蓝基色所占的比例)。因为比例系数x+y+z=1,Z的坐标值可以推算出来,即z=1-x-y。


分光测色仪CIELAB颜色空间-L、A、B:

CIELab颜色空间是分光测色仪最常用的一种颜色空间,是基于生理特征的均匀颜色空间,是由明度(L)和两个色度分量a、b共三个分量构成,L表示颜色的明度,也常被称作亮度,取值范围在[0,100],表示从纯黑到纯白。a表示从绿色到红色,-a最小表示绿色,+a最大表示红色,取值范围在[-128,127],-a到+a是绿色到红色颜色渐变的过程。b表示从蓝色到黄色的范围,同样原理,-b到+b是由蓝色逐渐过渡到黄色的过程,取值范围在[-128,127]。CIELab颜色空间是颜色量化最均匀的颜色分布,在样品色差评比系统中,很多公式都是依赖该颜色空间的,它是颜色差异的规范化空间,能够解决颜色量化的等距度量,其均匀性较好。该颜色空间两点之间的几何距离,与人眼观察物体的色差大小相同。


分光测色仪HunterLab颜色空间-L、a、b:

Hunter Lab系统分别以L、a、b 表示物体反射光的三个量,其中L表示反射光的明度,a表示反射光中红色与绿色的成分,b表示反射光中黄色与蓝色的成分。该系统的L,a,b值的表示及其色差公式为:

(Hunter Lab系统L,a,b值及色差公式)

式中 X,Y,Z 为样品的三刺激值。Hunter Lab系统常用于陶瓷工业、塑料工业和纺织工业。


分光测色CIELch颜色空间-L、c、h:

LCH颜色空间是Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间。该颜色空间由L、C、H表示。纵坐标L*值同样对应于颜色三要素的明度,取值0-100;C*代表彩度,即某一颜色的坐标位置与原点的距离,取值0-181,圆心处颜色的饱和度C*值为0,离圆心越远C*的值越大;H*为色调,取值0°-360°,h*代表色调角,是某一颜色坐标在色品平面内的投影点和坐标原点的连线与a轴的夹角。规定h*从正a轴(红)开始为0°,逆时针为正,正b轴(黄)为90°,负a轴(绿)为180°,负b轴(蓝)为270°。


分光测色CIELuv颜色空间-L、u、v:

CIELUV颜色空间是CIE1976L*u*v*均匀颜色空间的简称,在CIELUV空间中,L*为明度,u*、v*为色品指数。三者相互垂直构成色空间来描述相对应的亮度和色度量:垂直的轴是明度L*,位于水平面且互相垂直的是色品指数u*和 v*。

CIELUV颜色空间与CIELAB颜色空间相似,L*,u*,v*是X,Y,Z通过非线性变换得到的,同样用两点间的距离表示颜色之间的色差。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特点。首先,它们的颜色空间虽然距完全均匀仍有距离,但基本上是均匀的。其次,由于是基于颜色测量的CIE系统,CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是与设备无关的颜色空间。与CIELAB颜色空间不同,CIELUV颜色空间更多地应用于光源色和自发光色领域。

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