CIELab均勻顏色空間及均勻顏色空間色差公式

CIELab顏色空間是色度學規定的用于顏色測量的均勻顏色空間之一，目前許多的顏色測量儀器或行業，都是以CIELab顏色空間來對顏色進行量化的描述。本文對CIELab均勻顏色空間及均勻顏色空間色差公式做了介紹。

CIELab均勻顏色空間介紹：

CIE1931-XYZ表色系統和CIE1964-XYZ補充標準色度系統雖然在很多領域得到了廣泛的應用，但其色品圖在視覺上是非均勻的，即不同色區中的顏色感知差異容限大小不同，而且相應的色度值不能用于表達直觀的視覺感受量，最理想的狀態就是找到一種最均勻的顏色空間。

CIE在1976年推薦了CIELAB均勻顏色空間，也叫CIE1976L*a*b*均勻顏色空間。該空間是以對立坐標理論為基礎建立起來的，由L*（明度）和a*、b*（色品坐標）構成直角坐標系。其中，a*為紅綠坐標，正方向為紅，數值愈大顏色愈紅；負方向為綠，數值愈小顏色愈綠。b*為黃藍坐標，正方向為黃，數值愈大顏色愈黃；負方向為藍，數值愈小顏色愈藍。其表達式為：

式中，X、Y、Z是物體的三刺激值，Xn、Yn、Zn為CIE標準照明體的三刺激值，Y/Yn＞0.01。

這種三維直角坐標系也可以轉換成柱坐標L*（明度）、C*（飽和度）、h*（色相角），用相應的顏色屬性來描述更易于理解，轉換公式如下：

式中，C*為飽和度值，h*為色相角。對于色相角h*，當a*＞0且b*＞0時，0°＜h*＜90°；當a*＜0且b*＞0時，90°＜h*＜180°；當a*＞0且b*＜0時，180°＜h*＜270°；當a*＞0且b*＜0時，270°＜h*＜360°。

CIELab均勻顏色空間色差公式：

色差是兩個試樣在顏色視覺上差異的量值，是明度差、飽和度差和色相差的綜合效應。從1976年至今，研究者們總結出的色差公式將近40種，比較經典的有CIELAB（CIE1976L*a*b*）、JPC79、CMC（l:c）、CIE94、CIEDE2000、ISO、ANLAB、FMCII、CIE1976LUV、BFD（l:c）和LCD色差公式。下文主要介紹CIELAB和CIEDE2000色差公式。

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是基于CIELAB均勻顏色空間的色差公式，在CIELAB均勻顏色空間中，兩個顏色的色差用色度坐標所對應的歐幾里德距離來表示。公式為：

式中：△L*、△a*和△b*分別是CIELAB均勻顏色空間中三個標尺的差值，△E*表示色差。

色差還可以用明度差L*、飽和度差△C*和色相差△H*來定義：

2.CIEDE2000色差式

在綜合已有色差公式的基礎上，通過大量視覺實驗和色差評估實驗，CIE于2000年推薦的CIEDE2000標準，不僅包含有明度差△L*、飽和度差△C*和色相差△H*的加權函數，還加入了飽和度差△C*與色相差△H*的交叉項和改善中性色色差預測能力的函數項。具有較好的均勻色差特性和綜合色差視覺感受標準，引起廣泛的注意。其表達式為：

CIEDE 2000色差式加權因子項最為復雜，對色差描述綜合能力也最好，是目前國際照明委員會推薦使用的色差計算公式。應用于不同領域，其加權因子取值也不同：在紡織印染領域，通常取kL=2，kC=kH=1。