色差仪作为颜色比较类仪器，为了使颜色的比对具有统一的色度标准，其内部配置了多个色彩模型，即颜色空间。在不同的颜色空间下，色差仪所测定的色度值是不同的，因此就不具有可比性，此时就需要对颜色空间进行转换。本文对色差仪颜色空间的含义及颜色空间的转换方法做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差仪颜色空间怎么理解？

颜色空间（也称为颜色模型），可以在某些标准的基础上，借助能接受的方式，来简化规范颜色描述。其本质是对坐标以及子空间的阐述，在该坐标子空间中，每个点对应着每个颜色，肉眼的视觉特性能够被形象、直观地反应出来，是颜色空间的必备条件，这能够让人们有目的地进行各种事物，同时确保在这些过程进行中能够达到预期的效果且不存在负面的影响。同时，对于颜色，人类的视觉系统是极其复杂的非线性关系，因此满足上述条件的颜色模型并不存在。长期以来，人们在面对情况各异的问题时，相应提出了各式各样的颜色空间，在现代科学领域的文献中，都能看见颜色空间的身影。目前，较常使用的颜色空间有：RGB和CIELab颜色空间等，由于每个颜色空间的特点不同，使得它们有各自的适用范围，此外，借助一定的数学工具，可以实现他们之间互相转换。

颜色空间的建立一般需要具备以下三个原则。

（1）包含性，人眼感知的物体的颜色都应囊括在该颜色空间内。

（2）一致性，人感觉物体颜色的差异应与颜色空间度量相吻合一致。

（3）唯一性，不同的颜色在颜色空间内应该是唯一存在的，不能出现重叠现象。

色差仪常用颜色空间类型：

1.RGB颜色空间

RGB颜色空间，主要是对人眼感知机理进行分析，并从硬件角度出发提出的颜色空间，是彩色图像处理中最熟悉、使用最多的颜色空间[30，31]，RGB颜色空间，是以红、绿、蓝为基色，其余的颜色通过调整这三种颜色的比例而获得，该空间也称为三基色模式。RGB颜色空间是个立方体结构，各种不同的颜色都分布于此内，立方体结构是在笛卡尔坐标系上构建，该坐标系中的xyz轴分别对应表示红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三种基色，，在该空间里，每个颜色均对应着立方体上的一点。位于坐标轴的原点，三个分量的值都为0，此时对应的是黑色；在立方体中与原点构成对角线的另一点，三个分量的值都为1，对应的是白色，而立方体上除了黑色、白色、红色、绿色、蓝色这些定点外，还有三个定点，刚好是三基色的补色：青色、品红、黄色。

2.XYZ颜色空间

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。

3.Lab颜色空间

CIEL*a*b*色度空间是国际照明委员会向世界各国推荐的通用的均匀颜色空间，是经CIEXYZ色度空间非线性变换而得到的。CIEL*a*b*在三维色空间的各个坐标轴上均具有视觉和颜色心理感知的等距性，并且细分了明度坐标和色品坐标的级差。同时，CIEL*a*b*空间中当颜色的色差大于视觉的识别阅值（恰可察觉）而又小于孟塞尔系统中相邻两级色差时，可以较好地反映物体色的心理感受效果。

在LAB颜色空间中，L*称为心理计量明度，简称心理明度或明度指数；a*、b*称为心理计量色度，简称心理色度或色度参数。

CIEL*a*b*色度空间是一种基于赫林四色对立学说原理的心理色度空间，心理色度a*和b*中包含有（X-Y）和（Y-Z）项。颜色的明度感觉用纵坐标L*轴表示，黑色位于最下端，对应明度L*=0，白色最亮位于最上端，对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性，a*轴正方向代表红色（偏品红）的变化，a*轴负方向代表绿色的变化；b*轴正方向代表黄色变化，b*轴负方向代表蓝色变化。任何颜色都可以由这四个原色中的一个或两个按一定的明度值混合而成，原色的混合比例决定了混合色的色调。

4.Luv颜色空间

Luv颜色空间以明度L*，色品坐标u*、v*为三维直角坐标，也称为CIELUV颜色空间，主要用于加混色的表示和评价，关系式为：

式中，X、Y、Z为颜色样品三刺激值，u'、v'为样品色品坐标，而u0'、v0'为照明体的色品坐标，X0，Y0、Z0为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上对人眼的三刺激值，即有Y0=100，△E*uv为对应色差。

色差仪颜色空间转换方法：

色彩空间转换意味着将一个色彩空间中的颜色特征信息转换到另一色彩空间以，获得相应的颜色信息，即用不同色彩空间中的数据来表示相同的颜色。下文将介绍色差仪不同颜色空间的转换方法：

1.LAB颜色空间转换XYZ颜色空间

在实际应用时，不均匀的颜色空间会给颜色评估带来很多的不便，于是人们就研究均匀的颜色空间，CIELAB颜色空间就是均匀的颜色空间之一，1976年，CIE制定此颜解决XYZ颜色空间的物理距离与人眼的感知不相当的问题。

在这一颜色空间中，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Xn=94.811，Yn=100.00，Zn=107.304。

2.RGB颜色空间转换LAB颜色空间

RGB色彩空间的颜色不能直接转换到CIELAB色彩空间，需要借助XYZ色彩空间进行非线性操作，先把RGB色彩空间转换到XYZ色彩空间，然后通过XYZ色彩空间和CIELAB色彩空间之间的联系进行转换。相关转换公式如下所示：

（1）RGB转换到XYZ

（2）XYZ转换到LAB

上式中，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。

3.RGB颜色空间转换XYZ颜色空间

RGB颜色空间并不能产生出所有的彩色，在某些情况下颜色值还会出现负值，为了克服这一缺点，1931年国际照明委员会CIE规定了一种新的颜色系统称为XYZ颜色空间。它把彩色光表示为：C=X（X）+Y（Y）+Z（Z）。式中，（X）、（Y）和（Z）是XYZ颜色空间的基色量，X、Y和Z为三色比例系数。

XYZ颜色空间必须满足如下三个条件：

（1）三色比例系数X、Y和Z皆大于零；

（2）Y的数值正好是彩色光的亮度；

（3）当X=Y=Z时仍然表示标准白光。

根据以上条件，可以得到RGB颜色空间与XYZ颜色空间的关系式：

4.XYZ颜色空间转换Luv颜色空间

三个刺激量X，Y，Z到CIELuv颜色空间的转换公式如下：

变量u'，v'和u'0，v'0可以从下式得出：

X0、Y0、Z0为标准白光所对应的XYZ值。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。