什么是CIELab颜色空间？CIELab颜色空间色差公式有哪些？

什么是CIELab颜色空间？CIELab颜色空间是色差仪中常用的一个颜色空间，该颜色空间被称为均匀颜色空间。在该颜色空间中，颜色可以用三个维度来进行描述，并且可以通过两个之间的距离来表示色差。目前，色差仪许多的色差公式都是基于该颜色空间。那么，CIELab颜色空间色差公式有哪些？本文为大家作了介绍。

CIELab颜色空间介绍：

CIELab全称CIE1976 Lab颜色空间，是由国际照明学术研究机构CIE研制的一种色彩结构，其色域大于RGB色彩空间的色域，实现的颜色范围较广，即可以在颜色空间中表达任何一种颜色信息。它是与设备无关的色彩空间，是以数字化的方式描述了人眼的视觉特性，弥补了与设备相关色彩空间颜色特性不足的问题。

参数L、a、b在CIELAB色彩空间中分别表示颜色亮度、红绿色的程度和黄青色的程度。参数L的值与颜色亮度成正比例关系，取值范围0～100，L的值越大，表达的颜色越亮；a和b代表色度轴，范围是-128-127，当参数值a>0时，值越大表示的颜色就越红属于红色系，参数值a<0时，值越小表示的颜色就越绿属于绿色系；当参数值b>0时，值越大表示的颜色越黄属于黄色系，当参数值b<0时，值越小表示的颜色越青属于青色系。CIELAB色彩空间所表示的颜色与人眼视觉特性相接近，可以通过设置不同的a和b值得到精确的颜色平衡，设置不同的L值来调整亮度对比度，色彩空间如下图所示。

在CIELAB色彩空间中，可以通过计算色彩空间中两点颜色之间的几何距离，来分析判断颜色的差异度，比较方便地测量较小的色差。

CIELab颜色空间色差公式介绍：

色差仪中基于CIELab颜色空间的色差公式有很多，下文主要对几个常用的色差公式进行介绍：

1.CIELAB色差公式

在CIELAB颜色空间中，知道两个颜色的L*值、a*值和 b*值，可以计算两个颜色之间的色差，如下式所示：

式中，△L*为两个颜色的明度差，△a*为两个颜色的红绿坐标差，△b*为两个颜色的黄蓝坐标差。

麦克亚当椭圆也用于测试色差公式，Robertson选取L*=50将他们绘制在a*b*平面上，也可以选择不同的L*值，只是椭圆的大小会变化，但它们将保持相同的形状、方向和相对大小。如果颜色空间是均匀的，a*b*绘制出来的不是椭圆，而是圆。CIE推出1976CIELAB颜色空间后，Luo和Rigg根据BFD数据集绘出了CIELab颜色宽容量图，发现a*b*平面绘制出来的不是圆，而是椭圆，但由于椭圆的形态、大小不同，离圆心愈远，则椭圆的体积也愈大。除了蓝色之外，整个椭圆的长轴均指向中央。所以，CIE1976L*a*b*的空间虽然并不均匀，但是由于它构造简单，而且能够很好的预测大色差色样，所以目前仍被广泛应用。

2.CMC（l：c）色差公式

在修正CIELAB色差公式的基础上，CMC色差公式根据视觉关系调整了每个色调方向的色差椭圆大小和形状；改善了彩度差变化与明度之间的关系，使不同彩度的颜色具有不同的色差容限。非彩色区域附近的椭圆较小，彩度高的椭圆较大，色差容限与彩度的变化成正比。并引入了明度权重因子l和彩度权重因子c，以适应不同应用的需求。CMC（l:c）的色差表达式为：

式中，△Lab*为色样在明度方向上的差值，△Cab*为色样在彩度方向上的差值，△Hab*为色样在色调方向上的差值，这三种值均由CIELAB颜色差公式的运算得出；SL、SC、SH是明度、彩度和色相的权重系数，可以用来调整色度椭圆的半轴值；l和c是明度程度权重因子和彩度权重因子，在印染中通常使用l：c=1：1，在纺织领域中通常使用l：c=2：1。

3.CIE2000色差公式

由于人眼与色差计在色度图中不同位置的色彩评估方法和形状上的差异，引起了许多色彩评定时测量数据与目测结论不匹配的问题，CIE2000色差计算公式的提出，就是为了解决这个问题和难题。CIE2000色差公式并不是创建了一个新的人眼辨别临界区均匀的色空间，而是重新定义了色差计算方法，使得在整个CIELab色度空间中，色差计算值与人眼评估更为接近。新的色差公式在原色差计算公式基础上，另外特别引用了三个新的重量系数SL，SC和SH，分别代表了在亮度△L*、饱和度△C*和色调△H*方向上的差异程度。其表达式为：

CIEDE2000的推导侧重于五个方面的建模：色相、色调、蓝色区域中的旋转项、亮度变换和中性灰色。近中性区域性能得益于a'的修改；通过旋转系数RT，蓝色区域性能得到改善，SL用于调整亮度差异。CIEDE2000这五种校正的重要性顺序如下：色相、色调、旋转项、亮度和灰度。