色差仪L、a、b值的含义及其与L、c、h值的转换

色差仪在测量颜色空间时，采用的是国际上通用的CIELab颜色空间，用L*、a*、b*三个维度来对色样的颜色偏差进行定量的描述。鉴于许多的朋友对色差仪L、a、b值的含义不是很清楚，本文对此作了介绍，希望对大家有所帮助。

色差仪L、a、b值的含义：

色差仪作为光电仪器，可以用光电测定的方法，迅速、准确、方便地测出各种试样被测位置的颜色，并且通过计算机直接换算成L*、a*、b*值，对颜色进行数值化表示，还能自动记忆和处理测定数值，得到两点间颜色的差别，以△Eab表示。

色差仪在测量样品的颜色时，采用的是国际上通用的CIELAB色空间，它是利用L*，a*，b*三个不同的坐标轴，指示颜色在几何坐标图中的位置及代号。它是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、既是蓝又是黄这种理论而建立起来的。一种颜色用CIE L*，a*，b*表示时，L*轴表示明度，黑在底端，白在顶端；+a*表示红色，-a*表示绿色；+b*表示黄色，-b*表示蓝色。任何颜色的色彩变化可以用a*，b*数值来表示，任何颜色的层次变化可以用L*数值来表示，用L*，a*，b*三个数值就可以描述自然界中的任何色彩。若两个彩色样品都按L*，a*，b*标定颜色，则两者之间的总色差ΔE*ab以及各单项色差可用下列公式计算：

总色差：ΔE*ab=[（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2]1/2

明度差：ΔL*=L1*-L2*（明度差异），△L*为正值，样品颜色偏浅色方向；为负值，样品偏深色方向。

色度差：Δa*=al*-a2*（红/绿差异），△a*为正值，样品颜色偏红；△a*为负值，样品偏绿。

Δb*=bl*-b2*（黄/蓝差异），Δb*为正值，样品颜色偏黄；△b*为负值，样品偏蓝。

其中△L*，△a*，△b*，为参考样品和被测样品之间明度L*和色度指数a*，b*的差值。色差值用ΔE* 来表示，为综合总色差，具体计算方法和亮度差△L、红绿差△a、黄蓝差△b都有关系。

一般情况下色差宝都会给出相应的L*，a*，b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四组色差数据。用ΔE来评价色差时，△E越小表示样品与标准颜色越接近，反之则表示两种颜色相差越远。

色差仪L、a、b值与L、c、h值的转换：

Lch颜色空间是Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间。该颜色空间由L、C、H表示。纵坐标L*值同样对应于颜色三要素的明度，取值0-100；C*代表彩度，即某一颜色的坐标位置与原点的距离，取值0-181，圆心处颜色的饱和度C*值为0，离圆心越远C*的值越大；H*为色调，取值0°-360°，h*代表色调角，是某一颜色坐标在色品平面内的投影点和坐标原点的连线与a轴的夹角。规定h*从正a轴（红）开始为0°，逆时针为正，正b轴（黄）为90°，负a轴（绿）为180°，负b轴（蓝）为270°。

LCH色彩空间是从CIELAB色彩空间推导出来的，一种颜色可以用LAB表示，也可以用LCH表示。其有如下数学换算关系：

色差仪L、a、b值与X、Y、Z值的转换：

在Lab颜色空间中，柱坐标 L*表示亮度，a*和 b*轴代表色度坐标，分别是红-绿坐标和黄-蓝坐标，这三个坐标值均被认为是均匀变化的。这三个属性值可以由XYZ颜色空间的三个属性转化而来。转换公式如下：

其中，在上面的公式中，X、Y、Z 指的是物体的三刺激值，这三个属性值是在海明对立坐标理论的基础上建立起来的。Xn、Yn、Zn表示的是CIE 标准照明体先照射在完全反射漫反射体上，再经其反射到人们眼中的白颜色物体的三刺激值。光源和观察者的条件分别以D65和10°条件为佳。在不同的光源以及观察者条件下，三刺激值是不同的。若采用D65标准照明体X0=94.811，Y0=100.00，Z0=107.304。

色差仪Lab和L*a*b*的区别：

Lab指的是Hunter Lab，它是建立在颜色对立理论基础上的三维直角坐标系，是不带星号的。CIEL*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*、a*和b*，不同于L、a和b。这2种表色系统都是建立在颜色对立理论基础上的，应用都比较广泛，区分这2种表色系统还是很有必要的。

Hunter Lab和CIELAB颜色体系的计算公式不同，虽然都是由X、Y、Z经数学计算而来，但是色度量的取值不同。比如同样是瓷砖的颜色——黄色，Hunter Lab体系的颜色参数值为L=61.42，a=+18.11，b=+32.23，而CIELAB体系的颜色参数值则分别为L*=67.81，a*=+19.56，b*=+58.16。

2个色度空间与视觉感官的均匀性都存在差异。比如虽然CIELAB色空间是CIE推荐的均匀颜色空间，而实际上CIELAB空间对于人眼的色彩感觉来说也还是不均匀的。在该空间的某个区域（如红色区域）取2个色样点与另一区域（如绿色区域）同等距离的2个色样点作比较，会发现在红色区域的2个色样的视感觉差别和绿色区域的2个色样的视感觉差别不一样，即在不同颜色区域，色彩的宽容量数值是不相等的。