均匀颜色空间什么意思？色差仪LAB均匀颜色空间怎么理解？

均匀颜色空间什么意思？为了解决物体之间的颜色差异与人眼所感受到的差别的一致性，CIE在原有颜色空间的基础上，提出了多种用于颜色评价的均匀颜色空间，其中常见的一种就是CIELAB均匀颜色空间。本文对均匀颜色空间及色差仪LAB均匀颜色空间的含义做了具体的介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

均匀颜色空间什么意思？

在日常生活和工业生产中经常需要判断颜色的差别，即色差。在CIE1931XYZ和CIE1964XYZ的两个色度系统中，色品坐标改变相同值时，相应的颜色感觉差异却并不相同，这是由于在这两个色度系统中，颜色的密度分布并不均匀，空间中相等的距离在颜色密度大的区域代表的颜色差异大，反之，在颜色密度小的区域代表的颜色差异小，经过实验表明，CIEx-y色品图上不同区域的颜色密度差异是非常大的，色品图上光谱轨迹蓝色部分的颜色密度比绿色部分的颜色密度大300-400倍。麦克亚当椭圆如下图所示，图中的各椭圆代表了该色品处的颜色宽容量，在同一个椭圆内，人眼是无法分辨出颜色的差异的，为了方便表示，图中的椭圆是根据麦克亚当实验结果的10倍进行绘制的。

最完备的颜色分辨力应当是对明度、色调和饱和度三个特性变化的综合分辨能力。因此，要解决色差的测量问题，必须能在颜色空间中将两个颜色的色差计算出来，并使人眼感知的颜色差异与空间中的距离成正比。均匀颜色空间中任意两颜色量的空间距离代表人眼的颜色知觉差异，它由均匀化的明度标尺和均匀化的色品标尺组成。

CIE1960UCS均匀色品图是根据麦克亚当的研究结果均匀化色品标尺的色品图。CIE1960UCS均匀色品图曾得到了广泛的应用，自从CIE1976UCS均匀色品图推出后，逐渐被后者代替。目前，CIE 1960UCS除了在相关色温定义和计算中应用外，其他应用已经基本被淘汰。

CIE1976UCS的均与性比CIE1960UCS有了改善，但不显著。该均匀色品图适合于当观察者在亮度适应于平均日光后，在白色或中灰色背景下，对相同尺寸和相同外形的一对颜色样品比较它们的色差。麦克亚当椭圆在CIE1976UCS色品图上的绘制结果如下图所示。

CIE1976UCS并没有均匀化明度标尺，因此，它还不是理想的均匀色空间，实际上，现在的均匀色空间都是近似理想的色空间，还存在一些不足，需要不断改进。均匀色空间主要是由CIE 的Y，x，y进行的非线性变换，其中，CIE1976LAB色空间和CIE1976LUV色空间是使用最为广泛的两个均匀色空间，之后人们在此基础上，对这两个空间进行了不断改进。

色差仪LAB均匀颜色空间介绍：

国际照明委员会承担相关国际颜色标准的制订，其中的重要任务之一就是建立符合颜色视觉特性的均匀颜色空间，并提供可用于客观颜色评价的色差公式。

CIE1976LAB色度系统由对立色空间组成，主要应用于色彩设计及复制、颜料和图像艺术工业，在材料制造工业中用得远比CIELUV广泛，1987年我国发布的GB7921-87标准中将LAB空间作为国家标准。另外，在近代所有的颜色数码成像标准和实际应用也使用CIE LAB色差公式。

LAB色彩由亮度分量L、a分量（从绿到红）和b分量（从蓝到黄）组成。坐标原点为（a*，b*）=（0，0），表示没有色彩的灰阶颜色。坐标点相对于坐标原点的空间距离表征各种色彩的深度，空间距离越远，色彩越深。

CIE1976L*a*b*空间坐标计算如下：

式中，T可以是X/X_n、Y/Y_n或者Z/Z_n。

以上计算公式中，X，Y，Z为被测颜色样品的三刺激值，X_n，Y_n，Z_n为指定的白色刺激的三刺激值，大多数情况下为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，在经过完全漫反射面反射至观察者眼中的白色刺激的三刺激值，其中Y_n=100。

LAB色差计算公式是第一个被国际广泛认同的色差公式，其计算方法为：

其中，△E*ab是两个颜色的色差，△L*，△a*，△b*是两个颜色相应坐标的差值，其计算方法如下：

以上公式中，当观察视场角在1°~4°时，采用CIE1931标准色度观察者计算三刺激值，当观察视场角大于4°时，采用CIE1964标准色度观察者计算三刺激值。

色差△E的单位是NBS（美国国家标准局的缩写），当△E=1时即为一个NBS色差单位，它大约相当于在最佳实验条件下人眼恰能察觉的色差的5倍，在CIE x-y色品图的中心，一个NBS 色差单位相当于 0.0015-0.0025 个x或 y 的色品坐标变化。NBS单位的感觉值如下表所示。

CIE LAB色度空间是CIE推荐的均匀颜色空间，颜色的均匀性已经有了很大的改善，但是对于人的感觉来说，该空间还是不均匀的。孟塞尔系统从人的主观感觉出发，以人对颜色的感觉等间隔地划分颜色，因此，它常作为检验某一颜色空间均匀性的标准。经过实验标定，再将孟塞尔系统的颜色在LAB空间中表示出来，如果LAB空间是均匀的，则绘制的孟塞尔系统颜色应该是平滑均匀的曲线。如下图所示，是当明度为V=5时绘制的孟塞尔表色系统曲线图，从图中可以看出，虽然 LAB 空间的均匀性已经得到了很大改善，但仍是不均匀的。

根据麦克亚当的实验，在CIEXYZ色度图上，在不同位置不同方向上颜色的宽容度是不同的，在蓝色区域最小，绿色区域最大。（X/X₀）^1/3～X，（Y/Y₀）^1/3～Y，（Z/Z₀）^1/3～Z三组对应关系之间并不是线性关系，即当XYZ较小时，X，Y，Z的轻微变化，使（X/X₀）^1/3，（Y/Y₀）^1/3，（Z/Z₀）^1/3产生相对较大的变化，因此XYZ值较小的低亮度色块容易产生较大色差，这也是LAB空间亮度不均匀性的体现，许多颜色科学家在典型工业应用观察条件下又做了大量相关的颜色辨别实验，其中对中小色差实验数据集的分析结果表明 LAB 颜色空间对于中小色差是非视觉均匀的，如下图所示是Luo和Rigg获得的ab平面上的颜色辨别色度椭圆。

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