色差仪常用颜色空间及颜色空间下的色差式介绍

色差仪作为比色仪器，其内部配有多个色度学规定的用于颜色测量的颜色空间，这些颜色空间将颜色用三个参数表示，并以两点之间的几何距离来表示颜色之间的差异，因此，不同颜色空间下的色差计算公式是不同的。本文对色差仪颜色空间及颜色空间下的色差式作了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

CIE1964W*U*V*颜色空间及色差式：

CIE1964W*U*V*颜色空间是CIE于1964年推荐使用的一个颜色空间。该系统采用明度指数W*、色品指数U*和V*表示颜色，并由此组合的三维坐标形成了颜色的立体空间。

明度指数W*计算公式为：

色度指数U*和V*的计算式为：

式中u、v是颜色样品的CIE1960色品坐标，u0、v0，是完全漫反射体的色品坐标，X、Y、Z和X0、Y0、Z0分别为颜色样品和完全漫反射体的三刺激值。

用均匀颜色空间中两颜色点之间的距离表示两颜色的色差，设颜色1和2的颜色坐标分别为W1*、U1*、V1*，和W2*、U2*、V2*，两颜色坐标差为：

则色差定义为：

以上公式适用于视场角小于4°的情况。对于10°大视场，应当用X10、Y10、Z10来计算，式中其他量也应该加下标“10”，以示区别。

式中的色差△E=1时称为1个NBS色差单位。NBS色差单位原是由1942年亨特的均匀颜色空间推导出的色差公式所决定的，而CIE1964均匀颜色空间的色差公式推导出的色差单位正好与它的单位一致。不同的色差公式导出的色差单位不同，故在计算色差时必须注明和按何种色差公式计算的。在最佳实验条件下，人眼所能察觉的最小色差约为0.2 NBS，人眼刚好可以辨别出颜色的不同。

CIE1976L*u*v*颜色空间及色差式：

国际照明委员会改进了原有的CIE1964W*U*V颜色空间，提出了L*u*v*作为的三维直角坐标的颜色空间，称为CIE LUV颜色空间。在该空间中，L*为明度，u*、v*表示颜色的色品坐标，计算公式为：

式中u'、v'和uo'、vo'分别是颜色样品和完全漫反射体的CIE1976UCS色品坐标，X、Y、Z和Xo、Yo、Zo分别为颜色样品和完全漫反射体的三刺激值。

在该系统中，则色差定义为：

式中：△L*=L1*-L2*，△u*=u1*-u2*，△v*=v1*-v2*。

除了明度L*，还有几个与心理量近似对应的感知属性，彩度，色调角及色调差。

色调角：huv=arctan（v*/u*）；

彩度：C*uv=（v*²+u*²）^1/2；

饱和度指数：Suv=13[(u'-u0')² + (v'- v0')²]^1/2。

CIE1976L*a*b*颜色空间及色差式：

CIE1976L*a*b*颜色空间，也称为CIELAB颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为：

X、Y、Z和Xn、Yn、Zn分别为颜色样品和完全漫反射体的三刺激值。

在该空间中，色差定义为：

式中：△L*=L1*-L2*，△a*=a1*-a2*，△b*=b1*-vb*。

其他量还有彩度，色调角。彩度和色调角计算式如下：

当a*＞0且b*＞0 时，0°＜hab＜90°；当a*＜0且b*＞0时，90°＜hab＜180°；当a*＜0且b*＜0时，180°＜hab＜270°；当a*＞0且b*＜0时，270°＜hab＞360°。在等明度的a*b*平面上，+a*方向为红色方向（值越大则颜色越红），-a*方向为绿色方向（值越小则颜色越绿），+b*方向为黄色方向（值越大则颜色越黄），-b*方向为蓝色方向（值越小则颜色越蓝）。