色差仪均匀颜色空间及均匀颜色空间的色差式

色差仪在测量样品颜色时，是以特定颜色空间的色度值来对颜色进行描述的，若不同颜色区域的数值变化与眼睛的视觉感觉一致，这个颜色空间就称为均匀颜色空间。反之，就为非均匀颜色空间。本文对色差仪均匀颜色空间及均匀颜色空间的色差式做了介绍。

什么是均匀颜色空间？

在评价颜色再现质量和颜色再现过程中，往往通过计算色差的大小加以控制。在计算色差的颜色空间里，各个不同颜色区域的数值变化必须与眼睛的视觉感觉一致，相同的数值变化对应相同的颜色差别感觉，满足这个条件的颜色空间就成为颜色感觉上的均匀颜色空间。反之，不满足就为非均匀颜色空间。

在日常生活和工业生产中经常会遇到需要判别颜色的差别，简称为色差。CIE1931RGB、CIE1931XYZ、CIE1964XYZ等色度学系统为非均匀颜色空间，即相同的色差并不代表相同的颜色差别感觉，为了能使相同的色差代表相同的颜色差别感觉，需要寻找一个均匀颜色空间，在这个三维空间中，每个点代表一个颜色，空间中两点之间的距离代表两种颜色的色差，空间中相等的距离希望能代表相同的色差。在广泛讨论和试验基础上，CIE于1976年正式推荐了两个均匀颜色空间，即CIE1976L*a*b*均匀颜色空间和CIE1976Lu*v*均匀颜色空间。

CIE1976L*a*b*均匀颜色空间：

CIE在1976提出了CIE1976L*a*b*均匀颜色空间，即CIELab颜色空间，它的三维坐标L*，a*，b*的表示分别为：

上述式中，X，Y，Z为颜色样品的三刺激值；Xn，Yn，Zn为指定的白色刺激的三刺激值，大多数情况下为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，再经过完全漫反射面反射至观察者眼中的白色刺激的三刺激值，其中Yn=100。

CIE1976L*a*b*的色差公式：

CIE1976L*a*b*色空间中求两个颜色的色差公式为：

式中，△E*ab是两个颜色的色差；△L*，△a*，△b*是两个颜色相应量的差，由下式计算：

CIE1976L*u*v*均匀颜色空间：

CIE1976L*u*v*（简称为CIELUV）均匀颜色空间用三维坐标系统明度指数L*和色品指数u*、v*来表示颜色，改善了CIELAB颜色空间的均匀性，定义公式如下：

其中，u'，v'为颜色样品的色品坐标；u0，v0为指定的白色刺激的色品坐标；X，Y，Z为样品的三刺激值；X0，Y0，Z0为指定的白色刺激的三刺激值，大多数情况下为CIE标准照明体，照射在完全漫反射体上，反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值，其中Y0=100。

CIE1976L*u*v*的色差公式：

与CIE1976L*a*b*相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通过非线性变换得到的，同样用两点间的距离表示颜色之间的色差：

式中，△E*uv是两个颜色的色差；△L*，△u*，△v*是两个颜色相应量的差。由下式计算：

色差仪其他均匀颜色空间及色差式：

1.CIE1960UCS色度系统

（1）系统建立

通过三刺激值U、V的引入建立了均匀颜色空间，如下图所示。

（2）系统评价

成功之处是在UCS图中，人眼视觉上差别相同的不同颜色，在图中也大致是等距离的；不足的是UCS绘制的是两维U、V特性，对于明度Y值还需要单独标注，即没有明度的信息，而颜色是由H，V，C三重属性决定的。

2.CIE1964U*V*W*色度系统

（1）系统建立

在CIE1960UCS基础上引入了明度指数W*。

（2）系统评价

成功之处是引入颜色明度参数，颜色空间扩展为三维空间。符合颜色三属性；可以计算两个颜色W1*、U1*、V1*，和W2*、U2*、V2*，在视觉上的差异△E，即：

不足的是该系统表示颜色方法不够优化，测的结果误差较大。