什么是颜色空间？颜色空间，又称彩色模型或颜色坐标系，是使用数学方式表示颜色的一种方法。色差仪作为光电仪器，其内部包含CIELAB、 XYZ、Yxy等多种颜色空间，其中最主流的就是CIELAB颜色空间。本文对色差仪CIELAB颜色空间做了详细的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！
什么是颜色空间？
颜色可以被人类的视觉系统所识别，但是对于不同个体来说，同一颜色的逻辑描述和实际的生理判断往往是不一致的。因为没有一个可以达成共识的标准，就很难对颜色进行定量的描述和识别。在光学这个古老的学科当中，人们很早就开始探索定量描述物理颜色的方法。为了减少主观因素对于颜色判断的影响，一些彩色模型先后被构建，这使得颜色在理论上用数值描述成为可能。
彩色模型也称颜色空间，是由所有可以用特定空间坐标描述的所有颜色构成，的，空间本身的坐标系通常体现的是某个可以影响一系列关联颜色变化的颜色属性，其中每个坐标值都对应着一种颜色。颜色空间的用途就是在特定场景中统一使用某个标准，人们就可以对一定的色彩集合达成共识。虽然已经存在很多颜色表征的理论和测量标准，但是还没有一种被各应用领域普遍接受的彩色模型。现在被采用的彩色模型也都是依赖于特定应用领域或面向硬件控制的，他们在特定场合下可以发挥很好的参照作用，但是通用性不强。
常用的颜色空间许多种，如RGB，HSV，CMY等。其中RGB是根据人眼视觉识别细胞可以分辨的单色光种类定义的彩色空间，可表示大部分颜色，尤其在艺术绘画中应用最为广泛。但是该颜色空间隐藏了色调、亮度、饱和度三个量的坐标，而只是通过RGB三个维度来分辨颜色，很难对特定颜色点进行数字化描述，因此在科学研究中基本上不采用。HSV颜色空间的出现则是为了满足颜色显示数字化的需求，被广泛应用于计算机图形相关的应用当中。在HSV颜色空间中，描述颜色的坐标变化可以明显影响人类对颜色的区分度，体现在颜色的色调、饱和度和强度等，而且这种区分度的变化可以直接对应到数字显示设备的电气参数的变化上。CMY则是应用于工业印刷领域的颜色参照标准，它与RGB的加法色特征相反，CMY则是一种基于颜色色调减法的表示方法。这是因为CMY是判断反射光的色彩，要想得到某种反射光的更强表现，就必须减少印刷上去的那种削弱该种反射光的颜料来得到。
为了脱离特定颜色空间适用范围的限制，达成颜色共识，就必须在测色仪器中采用设备无关的颜色模型。经过算法研究人员的努力，最终确定在色差仪当中采用CIE规定一种用于非自照明的颜色空间，CIE1976L*a*b*，或者叫CIELAB。
这个颜色模型是基于人对颜色的感觉建立起来的，完全涵盖了常用的RGB、CMY等颜色模型，空间中的数值可以描述正常视力的人可以看到的所有颜色。此外，Lab色彩空间描述的是颜色的显示方式，而不是设备（如显示器、桌面打印机或数码相机）生成颜色所需的特定色料的数量，所以它是与设备无关的颜色模型。所有可见光在设备相关的系统颜色空间（如CMY等）中的颜色数值都可以反推映射到L*a*b*模型中去，这样就统一了颜色表示方法，并且方便在L*a*b*空间比较不同颜色的差别。特别指出的是，这种映射关系是与系统相关的，可以以适当的形式表示出来。
色差仪CIELAB颜色空间怎么理解？
CIE1976L*a*b*均匀颜色空间表示颜色的方式，模拟了人眼对颜色的感觉。如下图所示，颜色的明度感觉用纵坐标L*轴表示，黑色位于最下端，对应明度L*=0；白色最亮位于最上端，对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性，a*轴正方向代表红色（偏品红）的变化，a*轴负方向代表绿色的变化；b*轴正方向代表黄色变化，b*轴负方向代表蓝色变化。这四个变化方向构成互补对抗颜色的模型。根据这个模型，可以得出如下结论：
（1）红原色与绿原色互补，黄原色与蓝原色亦互补。
（2）任何颜色都可以由这四个原色中的一个或两个按一定的明度值混合而成，原色的混合比例决定了混合色的色调。
（3）如果颜色感觉中含有红原色成分，就一定不会含有绿原色，因为这两个原色互补。同理，如果一个颜色感觉中包含蓝原色，也就不会再有黄色的感觉，这就是对抗色的原理。
在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间中，a*与b*的值表示颜色感觉中的彩色成分。当a*和b*的值均为0时，颜色的饱和度为0，即非彩色，其坐标点落到纵坐标轴上。所以，所有的非彩色都位于纵坐标轴上，从下到上依次为黑、深灰、灰、浅灰和白。颜色的坐标点距纵坐标轴越远，则颜色就越鲜艳。根据这一性质，可以用a*和b*的值进一步计算色调和饱和度，并使其与颜色的感觉更加接近。在上图中，任一个颜色在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间的坐标位置为P，则其对应的明度值为纵坐标的高度，对应的a*与b*坐标值为该点在a*与b*坐标轴上的投影。根据图中的几何关系，该颜色的色调H*可以用该点在a*-b*平面的投影到纵坐标轴连线与a*坐标轴的转角表示；彩度（或饱和度）C*可以用该点到纵坐标轴的距离来表示。因此，可以得到色调角和彩度分别为：
h*ab=arctan（b*/a*）（弧度）
或者：
h*ab=（180°/π）arctan（b*/a*）
C*=[(a*)2+（b*）2]1/2
根据a*和b*值的正负，可以判断色调角在0°～360°内的变化：如a*>0，b*≥0，则0≤h*ab<90°；如a*≤0，b*>0，则90≤h*ab<180°；如a*<0，b*≤0，则180≤h*ab<270°；如a*≥0，b*<0，则270
结合上图可知，在a*-b*平面上，色调角在0°～90°范围内，a*与b*值都大于0，其间的颜色都由红和黄原色混合而成；色调角在90°~180°范围内，a*值小于0，b*值大于0，其间的颜色由黄和绿原色混合而成；色调角在180°~270°范围内，a*与b*值都小于0，其间的颜色由绿与蓝原色混合而成；色调角在270°-360°范围内，a*值大于0，b*值小于0，其间的颜色由蓝和红原色混合而成。
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