色差仪Lab、Luv颜色空间和XYZ颜色空间转换方法

色差仪是以色度学为基础研制的光电测色仪器，其在测色时，可以选用不同的颜色空间对颜色进行量化。但由于不同的颜色空间表示颜色的方法不同，要想进行颜色数据比较，就需要进行颜色空间的转换，以获得同一颜色空间下相同的颜色信息。本文对色差仪Lab、Luv颜色空间和XYZ颜色空间转换方法做了介绍，对颜色空间转换感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪Lab颜色空间介绍：

CIELab颜色空间是一种均匀的且与设备无关的颜色空间，它目前颜色质量评价中应用最广的颜色空间。CIELab全称CIE1976 Lab颜色空间，是由CIE-XYZ 颜色空间进行非线性转换得到的W*U*V*空间进一步完善而产生的，CIE-XYZ 是一个非均匀的颜色空间，对于颜色的描述和人眼的感觉相差较大，而CIE Lab颜色空间是均匀的，当L、a、b这三个值变化幅度相同时，带来的人眼视觉上的变化幅度也不大。因此CIE Lab颜色空间常作为颜色质量评价的目标空间。L代表亮度，a和b代表色度指数，L、a、b构成的颜色空间如下图所示。

L代表亮度值，取值范围0～100，100亮度最高，0是没有亮度，L轴上的颜色点从亮度0到亮度100表示从黑到白的颜色。CIELab颜色空间上的点距离亮度轴越远，代表颜色越饱和。a和b代表色度轴，范围是-128-127，从a到-a表示红色变到绿色，同理，从b变到-b是从黄色到蓝色。

CIELab颜色空间是颜色量化最均匀的颜色分布，在样品色差评比系统中，很多公式都是依赖该颜色空间的，它是颜色差异的规范化空间，能够解决颜色量化的等距度量，其均匀性较好。该颜色空间两点之间的几何距离，与人眼观察物体的色差大小相同。

色差仪Luv颜色空间介绍：

CIELUV颜色空间是CIE1976L*u*v*均匀颜色空间的简称，在CIELUV空间中，L*为明度，u*、v*为色品指数。三者相互垂直构成色空间来描述相对应的亮度和色度量：垂直的轴是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指数u*和 v*。

CIELUV颜色空间与CIELAB颜色空间相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通过非线性变换得到的，同样用两点间的距离表示颜色之间的色差。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特点。首先，它们的颜色空间虽然距完全均匀仍有距离，但基本上是均匀的。其次，由于是基于颜色测量的CIE系统，CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是与设备无关的颜色空间。与CIELAB颜色空间不同，CIELUV颜色空间更多地应用于光源色和自发光色领域。

色差仪Lab颜色空间和XYZ颜色空间转换方法：

CIELAB均匀颜色空间与 X、Y、Z 三刺激值的转换公式如下：

其中，X、Y、Z是颜色样本的三刺激值；Xn、Yn、Zn是照明光源颜色的三刺激值。f（X/Xn），f（Y/Yn），f（Z/Zn）分段函数表达如下：

色差仪Luv颜色空间和XYZ颜色空间转换方法：

CIELUV均匀颜色空间用与CIELab颜色空间相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通过非线性变换得到的，具体的转换公式如下：

其中，X、Y、Z是颜色样品的三刺激值；X0、Y0、Z0为光源或参考白色三刺激值；Y0=100。CIELuv颜色空间比较强调对红色的表示，即对红色变化比较敏感，但对蓝色表示得比较粗糙。

色差仪XYZ颜色空间介绍：

CIEXYZ颜色空间，也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量（X，Y，Z）能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色，其中X和Z定义为颜色的色度，Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于分光光度计和数字颜色分析器等分析仪器，它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛，但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致，导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此，该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。

CIEXYZ颜色空间，是在RGB系统的基础上，用数学方法，选用三个理想的原色来代替实际的三原色，从而将RGB中的色度坐标r，g，b变换为正值。由X、Y、Z在所形成的三角形将整个光谱色轨迹包含在内，如下图所示，因此整个光谱色变成了以XYZ三角形作为色域的域内色。