色差儀怎么計算Lab值?色差儀Lab值與XYZ值怎么轉(zhuǎn)換?
2023-08-10
色差儀在測量顏色時,可以通過Lab顏色空間,自動給出樣品的色度值L、a、b值,并給出比色后的△L、△a、△b等色差值,以數(shù)值的形式對顏色進行定量的描述,為顏色管控提供數(shù)字化的參考依據(jù)。那么,色差儀怎么計算Lab值?色差儀Lab值與XYZ值怎么轉(zhuǎn)換?本文為大家做了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀Lab顏色空間介紹:
CIE1976L*a*b*均勻顏色空間表示顏色的方式,模擬了人眼對顏色的感覺。如下圖所示,顏色的明度感覺用縱坐標L*軸表示,黑色位于最下端,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。這四個變化方向構(gòu)成互補對抗顏色的模型。
在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間中,a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分。當a*和b*的值均為0時,顏色的飽和度為0,即非彩色,其坐標點落到縱坐標軸上。所以,所有的非彩色都位于縱坐標軸上,從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標點距縱坐標軸越遠,則顏色就越鮮艷。根據(jù)這一性質(zhì),可以用a*和b*的值進一步計算色調(diào)和飽和度,并使其與顏色的感覺更加接近。如下圖所示。
任一個顏色在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間的坐標位置為P,則其對應的明度值為縱坐標的高度,對應的a*與b*坐標值為該點在a*與b*坐標軸上的投影。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系,該顏色的色調(diào)H*可以用該點在a*-b*平面的投影到縱坐標軸連線與a*坐標軸的轉(zhuǎn)角表示;彩度(或飽和度)C*可以用該點到縱坐標軸的距離來表示。因此,可以得到色調(diào)角和彩度分別為:
根據(jù)a*和b*值的正負,可以判斷色調(diào)角在0°~360°內(nèi)的變化:如a*>0,b*≥0,則0≤h*ab<90°;如a*≤0,b*>0,則90°≤h*ab<180°;如a*<0,b*≤0,則180°≤h*ab<270°;如a*≥0,b*<0,則270≤h*ab<360°。
結(jié)合上圖可知,在a*-b*平面上,色調(diào)角在0°~90°范圍內(nèi),a*與b*值都大于0,其間的顏色都由紅和黃原色混合而成;色調(diào)角在90°~180°范圍內(nèi),a*值小于0,b*值大于0,其間的顏色由黃和綠原色混合而成;色調(diào)角在180°~270°范圍內(nèi),a*與b*值都小于0,其間的顏色由綠與藍原色混合而成;色調(diào)角在270°~360°范圍內(nèi),a*值大于0,b*值小于0,其間的顏色由藍和紅原色混合而成。
色差儀Lab值計算方法:
色差儀作為光電儀器,可以用光電測定的方法,迅速、準確、方便地測出各種試樣被測位置的顏色,并且通過計算機直接換算成L*、a*、b*值,對顏色進行數(shù)值化表示,還能自動記憶和處理測定數(shù)值,得到兩點間顏色的差別,以△Eab表示。
色差儀在測量樣品的顏色時,采用的是國際上通用的CIELAB色空間,它是利用L*,a*,b*三個不同的坐標軸,指示顏色在幾何坐標圖中的位置及代號。它是基于一種顏色不能同時既是綠又是紅、既是藍又是黃這種理論而建立起來的。一種顏色用CIE L*,a*,b*表示時,L*軸表示明度,黑在底端,白在頂端;+a*表示紅色,-a*表示綠色;+b*表示黃色,-b*表示藍色。任何顏色的色彩變化可以用a*,b*數(shù)值來表示,任何顏色的層次變化可以用L*數(shù)值來表示,用L*,a*,b*三個數(shù)值就可以描述自然界中的任何色彩。若兩個彩色樣品都按L*,a*,b*標定顏色,則兩者之間的總色差ΔE*ab以及各單項色差可用下列公式計算:
總色差:ΔE*ab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
明度差:ΔL*=L1*-L2*(明度差異),△L*為正值,樣品顏色偏淺色方向;為負值,樣品偏深色方向。
色度差:Δa*=al*-a2*(紅/綠差異),△a*為正值,樣品顏色偏紅;△a*為負值,樣品偏綠。
Δb*=bl*-b2*(黃/藍差異),Δb*為正值,樣品顏色偏黃;△b*為負值,樣品偏藍。
其中△L*,△a*,△b*,為參考樣品和被測樣品之間明度L*和色度指數(shù)a*,b*的差值。色差值用ΔE* 來表示,為綜合總色差,具體計算方法和亮度差△L、紅綠差△a、黃藍差△b都有關(guān)系。
一般情況下色差寶都會給出相應的L*,a*,b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四組色差數(shù)據(jù)。用ΔE來評價色差時,△E越小表示樣品與標準顏色越接近,反之則表示兩種顏色相差越遠。
色差儀Lab值與XYZ值轉(zhuǎn)換方法:
在Lab顏色空間中,柱坐標 L*表示亮度,a*和 b*軸代表色度坐標,分別是紅-綠坐標和黃-藍坐標,這三個坐標值均被認為是均勻變化的。這三個屬性值可以由XYZ顏色空間的三個屬性轉(zhuǎn)化而來。轉(zhuǎn)換公式如下:
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(chǔ)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(jīng)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X0=94.811,Y0=100.00,Z0=107.304。