Lab颜色空间怎么理解？基于Lab颜色空间的色差公式有哪些？

色差仪作为测色仪器，在测量颜色时采用的是国际上通用的CIELAB颜色空间，在给出相应的色度值时，还可以给出该颜色空间下两个颜色之间的单项色差值及经色差公式计算后的总色差值。本文对Lab颜色空间及基于Lab颜色空间的色差公式的类型作了介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

Lab颜色空间怎么理解？

CIELAB颜色空间是由国际照明委员会（CIE）提出，在原先Yxy颜色空间基础上，解决了色度图上相等距离并不等于我们所觉察到的颜色差异这一主要问题。CIELAB空间可以表达自然界中的任何颜色，虽然RGB颜色空间是使用最广泛的颜色空间，但它依赖于设备。CIELAB空间与人眼视觉系统感觉一致，并且是用来描述人眼可见的所有颜色最完备且均匀的色彩模型。在均匀颜色空间内，两个颜色坐标点之间的距离表示为两个颜色样本之间的色差值。

CIELAB颜色模型如下图所示，该颜色空间中L*为亮度值，a*为红绿色度坐标，b*为蓝黄色度坐标。其中，a*轴正半轴为红色，负半轴为绿色；b*轴正半轴为黄，负半轴是蓝色；亮度L*取0代表了黑色，亮度L为100则代表白色。

基于Lab颜色空间的色差公式介绍：

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。