色差儀作為光電測(cè)色儀器，不僅可以給出特定顏色空間下樣品的色度值，還可以給出該顏色空間下經(jīng)色差公式計(jì)算后的總色差值。鑒于許多的用戶對(duì)色差儀常用顏色空間及常用色差公式類型不是很了解，本文為大家做了詳細(xì)的介紹，對(duì)色差儀測(cè)色系統(tǒng)和色差公式感興趣的朋友可以了解一下！
色差儀常用顏色空間類型：
1.CIEXYZ顏色空間
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(gè)分量（X，Y，Z）能夠描述人顏色視覺系統(tǒng)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(yīng)用于分光光度計(jì)和數(shù)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(hào)。雖然 CIEXYZ顏色空間在分析化學(xué)中的相關(guān)應(yīng)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(dǎo)致在不同顏色對(duì)比中存在一定缺陷。因此，該顏色模型往往只是用于線性轉(zhuǎn)換到其他顏色空間的過渡顏色空間。
CIEXYZ顏色空間，是在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法，選用三個(gè)理想的原色來代替實(shí)際的三原色，從而將RGB中的色度坐標(biāo)r，g，b變換為正值。由X、Y、Z在所形成的三角形將整個(gè)光譜色軌跡包含在內(nèi)，如下圖所示，因此整個(gè)光譜色變成了以XYZ三角形作為色域的域內(nèi)色。
2.CIELab顏色空間
CIELab顏色空間是色差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(gè)色度分量a、b共三個(gè)分量構(gòu)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(lán)色到黃色的范圍，同樣原理，-b到+b是由藍(lán)色逐漸過渡到黃色的過程，取值范圍在[-128，127]。其模型如下如所示：
CIELab顏色空間是顏色量化最均勻的顏色分布，在樣品色差評(píng)比系統(tǒng)中，很多公式都是依賴該顏色空間的，它是顏色差異的規(guī)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(diǎn)之間的幾何距離，與人眼觀察物體的色差大小相同。
3.CIELCh顏色空間
上述的Lab色空間與視覺無直接對(duì)應(yīng)，也就是說，當(dāng)給出Lab一組值時(shí)，不能形象地想象出具體顏色。為此，可以用Lab空間變形后得到的圓柱形顏色空間LCH來表示，如下圖所示。該顏色空間由L、C、H表示?？v坐標(biāo)L*值同樣對(duì)應(yīng)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(biāo)位置與原點(diǎn)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(yuǎn)C*的值越大；H*為色調(diào)，取值0°-360°，h*代表色調(diào)角，是某一顏色坐標(biāo)在色品平面內(nèi)的投影點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)的連線與a軸的夾角。規(guī)定h*從正a軸（紅）開始為0°，逆時(shí)針為正，正b軸（黃）為90°，負(fù)a軸（綠）為180°，負(fù)b軸（藍(lán)）為270°。
4.CIELuv顏色空間
CIELUV顏色空間是CIE1976L*u*v*均勻顏色空間的簡(jiǎn)稱，在CIELUV空間中，L*為明度，u*、v*為色品指數(shù)。三者相互垂直構(gòu)成色空間來描述相對(duì)應(yīng)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(shù)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(diǎn)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(diǎn)。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(cè)量的CIE系統(tǒng)，CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是與設(shè)備無關(guān)的顏色空間。與CIELAB顏色空間不同，CIELUV顏色空間更多地應(yīng)用于光源色和自發(fā)光色領(lǐng)域。
色差儀常用色差公式類型：
1.CIELAB色差公式
CIELAB色差公式是以Lab顏色空間為基礎(chǔ)建立的一個(gè)色差公式，它的計(jì)算公式比較的簡(jiǎn)單，是目前使用最為廣泛的一個(gè)色差公式，其表達(dá)式如下：
式中：X，Y，Z——色樣的三刺激值；X0，Y0，Z0——CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值。
其中，當(dāng) X，Y，Z和X0，Y0，Z0滿足條件X/X0，Y/Y0和Z/Z0均小于等于0.008856時(shí)，坐標(biāo)參數(shù)修正公式如下：
2.CIELUV色差公式
CIELUV色差公式是以LUV顏色空間為基礎(chǔ)建立的色差公式，它是由CIEx-y色度圖進(jìn)行線性變換得到的，具體的色差公式如下所示：
式中：X，Y，Z——色樣的三刺激值；X0，Y0，Z0——CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值；u'，v'——色樣的色度坐標(biāo)；u'0，v'0——-CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的色度坐標(biāo)；L*——明度；u*，v*——彩度；ΔE*uv——總色差其中，X/X0，Y/Y0，Z/Z0要求大于0.008856，若該顏色不符合要求則需使用深色修正公式。
3.CMC（l:c）色差公式
CMC（l:c）色差公式是在JPC79的基礎(chǔ)上修改提出來的，主要是由于CMC（l:c）色差公式的目視一致性較好，并且方便用戶對(duì)于顏色的評(píng)價(jià)，現(xiàn)在仍是紡織行業(yè)的ISO標(biāo)準(zhǔn)。色差計(jì)算公式如下：
式中：L*，C*，h，a*，b*——標(biāo)樣的色度參數(shù)；l——明度的加權(quán)值；c——彩度的加權(quán)值。
在國(guó)際上紡織業(yè)界都采用l:c=2：1；對(duì)于涂料、塑料和油墨等應(yīng)用，取l=1.4?！鱈*、△C*和△H*是CIELAB空間中明度、飽和度和色調(diào)的差。其中，當(dāng)L*＜16時(shí)，SL=0.511；當(dāng)164°＜h＜345°時(shí)，T=0.56 +[0.2cos（h+168）]。
4.CIE94色差公式
為了提高CIELUV和CIELAB色差公式與人眼視覺的相關(guān)性，經(jīng)過大量目視數(shù)據(jù)分析，CIE提出了CIE94色差公式，其表達(dá)式如下所示：
式中：SL=1，SC=1+0.045C*，Sh=1+0.015C*；C*——標(biāo)樣的彩度值；ΔL*——明度的差；△C*——飽和度的差；ΔH*——色調(diào)的差；kL——明度的權(quán)重；kC——飽和度的權(quán)重；kH——色調(diào)的權(quán)重。
當(dāng)實(shí)際的觀察條件和應(yīng)用場(chǎng)合不同于CIE94參照條件時(shí)，要通過參數(shù)kL、kC、kH來調(diào)整明度、彩度和色調(diào)分色差在總色差中的相對(duì)權(quán)重?；緱l件下，kL=kC=kH=1，紡織工業(yè)中，kL=2，kC=kH=1。
5.CIEDE2000色差公式
CIEDE2000是色差儀中最新的色差公式，在明度差和色調(diào)差的顏色空間均勻性校正函數(shù)、藍(lán)色區(qū)域色分辨橢圓主軸方向偏轉(zhuǎn)的校正和低彩度區(qū)色度坐標(biāo)量度的校正等4個(gè)方面改進(jìn)了CIELAB顏色空間的均勻性，適用于工業(yè)產(chǎn)品表面色中、小色差的評(píng)估。CIEDE2000色差公式中色差以△E00表示，其計(jì)算式如下所示：
式中：KL、KC、KH分別是明度、飽和度和色調(diào)的權(quán)重，參數(shù)因子KL、KC、KH仍用于修正實(shí)際觀測(cè)實(shí)驗(yàn)條件的變化，根據(jù)具體的色差評(píng)價(jià)環(huán)境條件，采用與前述相關(guān)色差公式中類似的方法進(jìn)行分析和定義，因此沿用CIE94色差公式的參照條件，來確定CIEDE2000色差公式的參數(shù)因子KL=KC=KH=1，紡織業(yè)色差評(píng)估式通常取KL=2，KC=KH=1?！鱈'△C'△H'分別表示明度、彩度和色調(diào)的差，其計(jì)算式分別如下：
其中，L'=L*，a'=a*（1+G），b'=b*；L*，a*和b*分別為CIE1976L*a*b*的明度和色度坐標(biāo)；G為紅綠軸的調(diào)整因子，計(jì)算式分別如下：
式中：SL——明度的權(quán)重函數(shù)；SC——飽和度的權(quán)重函數(shù)；SH——色調(diào)的權(quán)重函數(shù)；RT——旋轉(zhuǎn)函數(shù)。
CIED2000重新定義了CIELAB顏色空間的a軸，改善了對(duì)中性顏色的預(yù)測(cè)性能，并修改了明度和色調(diào)的權(quán)重系數(shù)SL和SH，很好的修正了橢圓不規(guī)則的問題。