印刷色差仪颜色空间CIEXYZ色空间和CIELAB色空间介绍

CIEXYZ色空间和CIELAB色空间是印刷色差仪常用的两个颜色空间，其中CIELAB颜色空间是建立在CIEXYZ颜色空间基础上的一个颜色空间。本文对CIEXYZ色空间和CIELAB色空间的含义及使用范围作了介绍，对色差仪颜色空间知识感兴趣的朋友可以了解一下！

印刷色差仪CIEXYZ色空间介绍：

对CIEXYZ色空间人们都比较熟悉，它可以用来定量描述颜色，CIELAB均匀色空间是建立在CIEXYZ色空间基础上的。下列公式是颜色计算与测量的理论基础。

式中：X，Y，Z是颜色样品的三刺激值，可以通过测量与计算获得；S（λ）是测量时照明光源的光谱分布，印刷行业标准要求测量反射样品时用标准照明体D65，测量透射样品时用标准照明体D50，无需测量；ρ（λ）是印刷样品某处的光谱反射率（如果是胶片等透射样品则是光谱透射率τ（λ）），可用分光测色计测得；x（λ），y（λ），z（λ）是光谱三刺激值即单色光的三刺激值；λ的范围通常在380～780nm之间。

每一种颜色都有一组X，Y，Z三刺激值与之对应，X，Y，Z三刺激值相同的样品看起来颜色完全样。如果仅仅是用来表示各个独立的颜色，CIEXYZ色空间完全满足要求。然而在很多场合人们需要比较颜色之间差异的大小，如原稿与印刷品之间、同批次印刷品之间、打样稿与印品之间，除了目视评价外，当然还希望将颜色之间的差异以数量表示，即用色差的大小OE来描述，于是人们最先想到的就是将两个颜色的三刺激值X1，Y1，Z1与X2，Y2，Z2作为CIEXYZ色空间中的两个点，用两点间的距离来表示色差，则△E=[(X1-X2）2+(Y1-Y2）2+(Z1-Z2）2]1/2。

这种方法思路上没错，数学上也行得通，问题在于CIEXYZ色空间是视觉上不均匀的色空间，空间上相等的距离所带来的视觉感觉上的差异却不等。例如：甲复制的样品是蓝色的，乙复制的样品是绿色的，假设复制品与样品之间的CIEXYZ色空间色差△E相等都为3，甲、乙两人能不能说他们的活做得同样好呢？不能！因为，通过目视评价，乙的绿色复制品与样品非常接近，满足要求，而甲的蓝色复制品与样品相去甚远，成为废品。这都是CIEXYZ色空间于视觉上的不均匀性造成的，用它来评价色差大小显然不公平。

印刷色差仪CIELAB色空间介绍：

为了更好地描述色差，CIE（国际照明委员会）于1976年推荐了CIELAB均匀色空间，在这个色空间中，空间中的每一个点代表一种颜色，两个点之间的距离代表两个颜色之间的色差，相等的距离代表相同的色差。CIELAB均匀色空间用明度指数L*，色品指数a*，b*三维坐标来表示。将物体的颜色由CIEXYZ颜色空间转换为CIELAB均匀色空间时，可利用下式计算。

式中：X，Y，Z为颜色样品的三刺激值；Xn，Yn，Zn为CIE标准照明体照射到完全漫反射体表面的三刺激值。

下图为由L*，a*，b*构成的三维直角坐标系统，即均匀颜色空间示意图。它类似于赫林四色学说，L*轴表示明度大小，为白-黑轴。a*轴为红-绿轴，+a*表示红色，-a*表示绿色。b*轴为黄-蓝轴，+b*表示黄色，-b*表示蓝色。

上图中颜色样品的三个特征可用下式计算。

式中：L*为明度，H*为色调角，C*为饱和度。

色调角的范围在0°～360°，以正a*轴作为0°。a*b*平面围绕中心轴构成一色调环，第一像限色调在红-黄之间变化，第二像限色调在黄-绿之间变化，第三像限色调在绿-蓝之间变化，第四像限色调在蓝-红之间变化。

若两个颜色样品1和2都按L*，a*，b*标定颜色，如下图所示，则两者之间色差△E*ab即为两颜色在色空间中的距离。

△E*ab= [(L*1-L*2)² +(a*1-a*2)²+(b*1-b*2)²]^1/2=[（△L*)² +(△a*)²+(△b*)²]^1/2

上式中色差△E*ab=1时称为1个NBS（美国国家标准局的缩写）色差单位。一个NBS单位大约相当于视觉色差识别阈值的5倍。在CIEx-y色品图的中心，一个NBS色差单位相当于0.0015～0.0025x或y的色品坐标变化。

假定1为复制品色，2为样品色，利用CIELAB均匀色空间色坐标还可以进一步判定颜色的三个基本特征之间的差异，能够对颜色的修正加以指导帮助。

明度差△L*=L*1-L*2，正值表示复制品色比样品色浅，负值则表示复制品色深，明度低。

色品差△a*=a*1-a*2，正值表示复制品色比样品色偏红，负值表示复制品色偏绿；△b*=b*1-b*2，正值表示复制品色比样品色偏黄，负值表示复制品色偏蓝。

饱和度差△C*=C*1-C*2，正值表示复制品色比样品色饱和度高，含非彩色成分少。负值表示复制品色饱和度低，含非彩色成分多。

色调角差△H*=H*1-H*2，正值表示复制品色位于样品色的逆时针方向上，负值表示复制品色位于样品色的顺时针方向上。根据颜色所处像限，在一定范围内修正颜色。

由于CIELAB均匀色空间是现有的色空间中均匀性最好的之一，又是以物体的表面色为表征对象，尤其适合印刷行业测色使用，现已成为国际通用的表色系统，在国际、国家印刷质量标准、印刷色彩管理系统中广泛应用。