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《颜色开发培训讲义》4色度学基础:CIE-Lab颜色空

点击:时间:2019-02-11 16:18

  :这一节中涉及的公式及推演过程都放在文末,想有更深入了解可以点击文末链接。

  “色度”中的“度”是度量的意思。 类似于长度,高度等等概念。度量长度或高度使用的工具是尺子,而度量颜色的工具就是颜色感知三要素。

  我们将光源、物体和观察者这三要素的性质相乘,也就是光源的光谱功率分布曲线乘以物体的光谱反射率曲线乘以标准观察者,得到三个参数X,Y,Z(都是大写字母),不同的颜色,有着不同XYZ值。

  然后我们按照下图里的公式算出x(小写X),y(小写Y)。xyz值(小写)代表着XYZ(大写)的占比,这样三个参数缩减到两个参数,两个参数形成一个平面的二维颜色空间,也就是CIE-XYZ颜色空间。如下图。

  在这个 CIE-XYZ颜色空间里面,每一组坐标(x,y)值代表一种颜色,每一种颜色都有不同的(x,y)值。这样我们就能够将所有颜色数量化,就大大方便了我们对于颜色的沟通交流。

  如果我们没有这个色度图的话,光给我们一组(x,y)值,我们很难理解这是一个什么样的颜色,我们必须找到(x,y)在这个图中的位置,我们才能大概知道是什么颜色;

  不容易对颜色差异的大小进行判定,无法非常直观的判定这个颜色就是我需要的颜色,不知道这个颜色跟我需要的颜色的差异的大小。

  所以后来才会引入非常直观好用CIE 1976均匀颜色空间,即下图的1976 CIE-L*a*b*颜色空间。

  这个CIE-L*a*b*颜色空间,跟之前介绍的孟塞尔颜色体系的颜色空间是一样,是三维空间中立体的球形。空间中有三个维度,形成三个互相垂直的轴,分别是:

  其实这个CIE-L*a*b*颜色空间,是来源于CIE-XYZ颜色空间,通过数学公式的转换得到的。转换公式如下图,了解一下就可以。

  L*:左边的L值的52,右边的是29,L值也大颜色越浅越白,左边的花的颜色明显要比右边的花要明亮。

  a*:左边的a值的8.8,右边的是52,a值也大颜色越红,右边的花的颜色明显要比左边的花要红。

  b*:左边的b值的54,右边的是22,b值也大颜色越黄,左边的花的颜色明显要比左边的花要黄。

  所以通过这个例子,我们只需要这组L*a*b*值,就能大概了解所代表的颜色。然后我们看看如何来判断两个颜色之间的差异大小。这里引入一个概念——色差△E。

  前面说过,每个颜色在空间中占据不同的位置,通过L*、a*、b*一组坐标来定位该颜色在空间某一位置,来表达一个颜色。既然是三维空间,就有空间距离的概念。两个颜色的差异大小,就是这两个颜色的在颜色空间上两个点的距离。色差的计算公式如下:

  这些CIE L*a*b*不仅仅适用于改性塑料行业,还适用于其他跟颜色相关的制造业,如,涂料,纺织行业等等,是国际上通用色彩空间。

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