色差仪有哪些色度系统？色差仪CIELAB色度系统色差值怎么计算？

色差仪作为颜色测量仪器，其采用了CIE规定的多个色度系统，用数字、符号科学准确的表示颜色的视觉三属性以及色刺激各个量之间的关系，并利用色差公式对颜色差别进行计算。那么，色差仪有哪些色度系统？色差仪CIELAB色度系统色差值怎么计算？本文为大家做了介绍。

色差仪色度系统的类型：

颜色并不是一个纯粹的物理量，而是外界对其产生刺激作用以后到达人的眼睛，然后形成的色感觉，随即在大脑中快速判断、分析，并且结合人以往的经验而形成的一种认识颜色的知觉。国际照明委员会（CIE）为了可以得到一致的度量效果，规定了一套标准的色度系统，用数字、符号科学准确的表示颜色的视觉三属性以及色刺激各个量之间的关系，从颜色定量表示与计算，然后到颜色差别的表示和计算，最后到近现代色貌的计算与表示。

国际照明委员会（CIE）做了明确的规定：对一些基本数据以及相关的计算方法和颜色测量原理等，称其为CIE标准色度学系统。CIE标准色度学的核心内容即通过其派生的参数和使用三刺激值来准确地表达颜色。色度系统主要包括三种系统，它们分别是：CIERGB色度系统、CIEXYZ色度系统和CIEL*a*b*色度空间。

1.1931CIERGB色度系统

国际照明委员会在1931年提出和推荐1931CIE RGB色度学系统。该系统明确规定出光谱色、绿、红为三原色，并且分别用B、G和R表示。

B、R、和C是三个原色刺激量，它们是为了与C*颜色相匹配对应所产生的。统称C*颜色的三刺激值。所采用的方法是：即颜色C*的色量等于它的三刺激值相加之和，即C=R+G+B。

2.1931CIEXYZ色度系统

由于RGB系统在实际应用过程中不便于计算，而且不易理解，因此国际照明委员会建立了1931CIEXYZ，其中以在RGB系统为基础，通过使用理想三原色和数学方法，来替代实际中的三原色，使1931CIERGB系统中色度坐标R、G、B值全都变为正值。

在CIEXYZ系统中，Y、X、Z通常作为理想的原色三刺激值，Y所代表的为绿原色，其中X所代表的红原色、Z所代表的为蓝原色。这三个原色是通过虚构假想出来的而不是属于真实的物理色。光谱三刺激值在CIEXYZ系统中分别记为X、Y、Z，代表能够跟各波长等能光谱刺激匹配所需要的理想三原色的分量。

3.CIELab色度空间

CIE色度系统通过以CIEXYZ色度系统为基础，从而得到均匀的一个颜色空间，这是通过非线性变换得到的。CIELab色度空间是国际照明委员会推荐且通用的一个颜色空间。三维色空间中的各个坐标轴不仅详细地阐明了明度坐标与色品坐标的级差，而且还拥有视觉上和颜色心理感知的等距性。

CIE色度空间也称其为CIELAB色系统，用纵坐标L轴来表示颜色的明度值，最下端的黑色的明度，位于最上端的白色明度L=100，其明度值最大。用a和b共同表示颜色的彩色特征，a轴表示色空间的红绿轴，其中正方向参数的变大表示红色变红、饱和度变大，负方向参数的变小表示绿色变得更绿；而b轴则表示色空间的黄蓝轴，其中随着正方向参数的变大黄色的饱和度会变大、黄色越黄，负方向参数的变小则表示蓝色的饱和度变大、蓝色更蓝。

色差仪CIELAB色度系统色差值计算方法：

两种颜色之间的视觉差有两个直观的评价，一个是色差的可感知性，是表示观察者能否观察到两个颜色之间的差别或能否判断出两个颜色之间色差的大小；另一个是指观察者能否接受认知到物体颜色的差别，也称为色差的可接受性。观察者的心理和生理状况会影响观察者的可感知性，因此可以说可感知性的评价结果具有人为的主观性；可接受性则至于产品技术的评价指标相关，而不受其他人为因素的影响，因此可以说可接受性的评价结果具有客观性。色差公式是通过一系列数学计算来得到颜色参数，能够比较客观地直接的表达每种颜色样品之间色差的大小。色差用△E表示，用L₀*、a₀*、b₀*和L₁*、a₁*、b₁*表示前后测量的颜色参数，色差计算公式如下所示，通过公式计算两个颜色在知觉上的颜色差异△E，即两种颜色在在颜色空间中表示出来的两个颜色点之间的相隔距离。

其中：△L*为明度差：△L*=L₀*-L₁*；△a*和△b*色度差：△a*=a₀*-a₁*，△b*= b₀*-b₁*。

色差△E的单位是NBS（National Bureau of Standards），△E=1表示1个NBS色差单位，这相当于人眼可以感知到同颜色差别的5倍。NBS单位的感觉值如下表所示。

对于产品颜色所允许的色差范围，需要根据不同的具体情况而定，对于有色产品，如果色差允许范围内就可以根据产品的不同而分别设定，例如纺织品色差允许范围规定的是小于2个NBS单位，彩色电视的色差允许范围则可以设定成4～5个NBS单位，而当有比较明显的颜色变化时，涂料的色差范围应设定为小于1个NBS单位。