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色差儀CIEXYZ與CIELab顏色空間是怎么轉換的?

  人氣:92  發(fā)表時間:2024-09-27
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色差儀作為光電儀器,其是在整個測量波長區(qū)間內,通過積分測量測得樣品的三刺激值X、Y、Z,再由此計算出樣品的色品坐標等參數(shù),從而計算出明度指數(shù)L*和色品指數(shù)a*、b*值及對比度色的色差。那么,色差儀CIEXYZ與CIELab顏色空間是怎么轉換的?本文做了介紹。

色差儀測色空間01

色差儀CIEXYZ顏色空間介紹:

CIEXYZ顏色空間,也稱CIE1931顏色空間。CIE希望通過該顏色空間下的三個分量(X,Y,Z)能夠描述人顏色視覺系統(tǒng)所能察覺的任意一種顏色,其中X和Z定義為顏色的色度,Y為顏色的亮度。

CIEXYZ顏色空間主要應用于分光光度計和數(shù)字顏色分析器等分析儀器,它為這一類儀器提供了待分析樣本所需的透射或折射的三色光信號。雖然 CIEXYZ顏色空間在分析化學中的相關應用也頗為廣泛,但是它所表示的顏色與人眼感知不太一致,導致在不同顏色對比中存在一定缺陷。因此,該顏色模型往往只是用于線性轉換到其他顏色空間的過渡顏色空間。

CIEXYZ顏色空間,是在RGB系統(tǒng)的基礎上,用數(shù)學方法,選用三個理想的原色來代替實際的三原色。X、Y、Z是自然界并不存在的三種原色,但使用這三種原色可以從理論上調配出所有的顏色。以三刺激值XYZ為分量的顏色空間稱之為XYZ顏色空間,其他顏色都可以從這三種顏色中導出,通過相加混色或者相減混色,任何色調都可以使用不同量的基色產生。該顏色空間在廣泛的實驗基礎上得到的平均人眼顏色響應,符合人眼對顏色觀測的視覺特點,是國際委員會定義的與設備無關的顏色表示法,因此通常作為國際性的顏色空間標準。對于無法直接轉換的兩個顏色空間,XYZ顏色空間通??梢宰鳛闃蛄?,使兩種顏色空間能進行轉換。

色差儀CIELab顏色空間介紹:

CIELab顏色空間是CIE1976L*a*b*顏色空間的簡稱,在該顏色空間中,顏色的明度感覺用坐標軸L*表示,黑位于最下端對應明度L*=0;白色最亮位于最上端,對應明度L*=100。a*軸與b*軸共同表示彩色的特性:a*軸正方向代表紅色(偏品紅)的變化,a*軸負方向代表綠色的變化;b*軸正方向代表黃色變化,b*軸負方向代表藍色變化。a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分,當a*與b*的值都為0時,顏色的飽和度為0,即非彩色,其坐標點落到坐標軸L*上。所以,所有的非彩色都位于坐標軸L*上,從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標點距坐標軸L*越遠,則顏色就越鮮艷。根據(jù)這一性質可以用a*與b*的值進一步計算色調和飽和度,并使其與顏色的感覺更加接近。

CIELAB均勻顏色空間是由L*、a*、b*的構成的三維直角坐標系,任一個顏色在CIELAB均勻顏色空間中都是一點,顏色的明度值等于該點的L*軸的坐標值,a*與b*坐標值為該點在a*與b*坐標軸上的投影。根據(jù)相應的幾何關系,任一顏色的色調H*可以用該點在a*-b*平面的投影到坐標原點連線與a*坐標軸的轉角h*ab表示;彩度(或飽和度)C*ab可以用該點到縱坐標原點的距離來表示。

色差儀CIEXYZ與CIELab顏色空間轉換式:

CIELab顏色空間直接基于CIEXYZ顏色空間建立,使用MacAdam橢圓描述顏色差異,并由此建立了線性化的人眼視覺對顏色的視覺感知空間,是一種比CIEXYZ顏色空間更線性、更直觀的顏色空間,也就是說顏色空間上相同數(shù)量的變化會產生大約相同視覺重要性的變化。

CIELab顏色空間是CIEXYZ標準色度學系統(tǒng)的非線性變換,它將XYZ直角坐標顏色空間轉換為柱面極坐標,將三刺激值XYZ轉換成與眼睛視覺相一致的明度L*和與色調、飽和度的感覺相一致的a*、b*。

由CIEXYZ空間向L*a*b*顏色空間轉換的公式為:

XYZ轉換到Lab公式

其中,在上面的公式中,X、Y、Z指的是物體的三刺激值,這三個屬性值是在海明對立坐標理論的基礎上建立起來的。Xn、Yn、Zn表示的是CIE標準照明體先照射在完全反射漫反射體上,再經其反射到人們眼中的白顏色物體的三刺激值。光源和觀察者的條件分別以D65和10°條件為佳。在不同的光源以及觀察者條件下,三刺激值是不同的。若采用D65標準照明體Xn=94.811,Yn=100.00,Zn=107.304。

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