什么是颜色空间？色差仪常用颜色空间的几种类型

什么是颜色空间？色差仪常用颜色空间类型有哪些？颜色是人们的一种主观感觉，想要评价颜色就需要制定相应的标准，不同颜色评价标准对应的模型就可以称为颜色空间。色差仪作为颜色评定的光电仪器，其内部一般都会配置多种用于颜色描述的颜色空间。本文介绍了色差仪常用颜色空间的几种类型。

什么是颜色空间？

颜色空间也叫做色彩模型。通过这种色彩模型可以使千万种颜色按一定次序排列，帮助用户更加准确的分析对应的色彩。为了使色彩设计和复制更精确，减少由于空间的不均匀而带来的复制误差，色彩复制领域一直在不断寻找一种最均匀的颜色空间，把易测的空间距离作为色彩感觉差别量来控制颜色复制精度。1976年CIE推荐了新的颜色空间CIE（或CIE1976LAB），现已称为世界各国正式采纳、作为国际通用的标准颜色空间。在这一颜色空间里，色差能较好反映视觉颜色宽容度，所以常把CIE1976LAB称为均匀颜色空间。CIE均匀颜色空间具有以下特点：

尽管CIEXYZ颜色空间成功地解决了颜色的量化表示与计算，但是它的视觉感知均匀性很差。也就是说，在该颜色空间内同样的空间距离在不同的区域表示的色差不同。因此，建立一个新的均匀颜色空间就很有必要。CIE于1976年推荐了两个视觉感知均匀性更好的颜色空间：CIEL*a*b*（或CIE LAB）和CIEL*u*v*（或CIE LUV）。在这两个体系中，颜色被定义在了三维空间，空间中的坐标点可用于表示一个颜色的三个视觉感知属性：明度、色相及色度。CIE给出了这三个视觉感知属性的精确定义：

明度——被判断区域的亮度与另一个参照区域的亮度的比值，该参照区域必须表现为白色或者是高度透光的。

色度——被判断区域的色彩度与另一个参照区域的亮度的比值，该参照区域必须表现为白色或是高度透光的。

色相——视觉感知属性，某一区域表现为可视距感知的颜色，红色、黄色、绿色和蓝色中的一个或两个的混合。

色差仪常用颜色空间的几种类型：

1.CIE Lab颜色空间

LAB色空间是基于一种颜色不能同时既是蓝又是黄这个理论而建立。在这个颜色空间中“L”代表的是亮度，L的值越大代表越亮，越小代表越黑。这个值的大小范围大概为0-100，当值为0时代表黑色，当值为100时代表白色。“a”代表红绿，a值由负数到正数就是由绿到红的演变。“b”代表的是蓝黄，b值从负数到正数的演变就是从蓝色到黄色的演变。

正常情况下Lab都是代表实数，当a和b值都为0时代表灰色。我们在实际使用时颜色通道的范围为-100～+100或-128～127之间。

2.CIE XYZ颜色空间

通常，我们用三维空间中的一点来表示一种颜色，用这种方式描述的所有色彩集合叫做颜色空间，由于任何颜色空间都是可见光的子集，所以任何一个颜色空间都无法包含所有的可见光。一般，对于不同的应用领域，使用不同的颜色空间。

国际照明委员会（CIE）1931年规定了三种色光的波长：红色光（R）的波长为700nm；绿色光（G）的波长为546.1nm；蓝色光（B）的波长为435.8nm。自然界中各种颜色都能由这三种原色光按一定比例混合而成。实际上，自然发生的原色无法配出所有可见颜色，为了找到一个好的折中方案，国际照明委员会与1931年定义了三种虚构的（不能实现）原色，即X、Y和Z。它们是对三种真实存在的原色进行仿射变换的结果，为的是使每一种单一波长的光的颜色（即光谱色）都可以在没有负权值的前提下表示为CIE原色的线性组合。

3.CIE Lch颜色空间

CIE LCH颜色模型采用了同L*a*b*一样的颜色空间，但它采用L表示明度值；C表示饱和度值及H表示色调角度值得柱形坐标。“L"代表明度，“C"为色度，即色彩饱和程度，“h"为色调，即色彩的总体倾向。“L"“C"“h"为颜色的三要素。 明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，明度不仅决定物体照明程度，而且决定物体表面的反射系数。

饱和度（彩度、鲜度）通常是指色彩的鲜艳度。从科学的角度看，一种颜色的鲜艳度取决于这一色相发射光的单一程度。色调的特征决定于光源的光谱组成以及有色物体表面反射的各波长辐射的比值对人眼所产生的感觉。是色彩可呈现出来的质的面貌，是区别各种不同色彩的最准确的标准。很多情况下我们一般使用（L a b）颜色空间来描述颜色，但是在某些场合下，如亮度、饱和度不变，但是色调变化的情况下我们一般使用L c h来描述颜色。比如葡萄干颜色的分类，测量蜂蜜颜色的变化等等。

4.CIE LUV颜色空间

LUV色彩空间全称CIE 1976(L*,u*,v*) （也作CIELUV）色彩空间，Luv颜色空间简单来说就是明度和色度的。如白色是明亮的颜色，而灰色被认为是不太亮的白色。换句话说，白色和灰色的色度是一样的，而明度不同。在这个颜色空间之中“L”表示的是亮度，“U”和“V”表示的是色度，色度的取值范围为-100到+100，亮度的取值范围为0到100。

5.RGB颜色空间

大多数的彩色图形显示设备一般都是使用红、绿、蓝三原色，真实感图形学中主要的颜色模型是RGB模型。但是红、绿、蓝颜色模型用起来不太方便，它与直观的颜色概念（如色调、饱和度和亮度）没有直接的联系，有时也会使用CMY、HSV等颜色模型。

RGB颜色模型通常用彩色阴极射线等彩色光栅图形显示设备中，它是我们使用最多、最熟悉的颜色模型。RGB颜色模型采用三维直角坐标系。红、绿、蓝原色是加性原色，各个原色混合在一起可以产生复合色。