色差儀的工作原理簡(jiǎn)單地說(shuō)就是模擬人眼的視覺(jué)系統(tǒng)，利用儀器內(nèi)部的模擬積分光學(xué)系統(tǒng)，把光譜光度數(shù)據(jù)的三刺激值進(jìn)行積分而得到顏色的數(shù)學(xué)表達(dá)式，從而計(jì)算出色度值以及對(duì)比色的色差。那么，色差儀中常見(jiàn)的基于三刺激值匹配的顏色空間有哪些？本文為大家作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！

色差儀中常見(jiàn)的基于三刺激值匹配的顏色空間有CIE1931RGB、CIE1931XYZ以及CIE1976L*a*b*等，具體如下：

CIE1931RGB顏色空間：

1931年，國(guó)際照明委員會(huì)CIE綜合了William David Wright和John Guild的顏色匹配系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了CIE1931RGB顏色空間。規(guī)定了以700nm的紅光、546.1nm的綠光和435.8nm的藍(lán)光作為色光三原色，三原色單位的亮度比為1.0000：4.5907：0.0601，并與等能白光（也稱E光源）相匹配，確定出三刺激值單位。如下圖所示為光譜三刺激值r、g、b的顏色匹配函數(shù)。

則任意色光的三刺激值R、G、B可表示為：

其中，φ（λ）為色光的光譜分布函數(shù)；k為歸化系數(shù)，目的是規(guī)定三刺激值的最大值。

在色度學(xué)中，不直接用三刺激值R、G、B來(lái)表示顏色，而是用三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的相對(duì)比例，及色度坐標(biāo)r、g、b來(lái)表示：

式中，r+g+b=1。因此，色度坐標(biāo)只有兩個(gè)自由度。

CIE1931XYZ顏色空間：

由于CIE1931RGB是由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的，光譜三刺激值與色度坐標(biāo)均有一部分在計(jì)算中出現(xiàn)負(fù)值，難以理解。所以，CIE推薦了一個(gè)新的顏色空間，即CIE1931XYZ。

CIE1931XYZ在CIE1931RGB的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)方法，找到理想的三原色XYZ，使得光譜三刺激值全為正值，以此建立新的顏色空間。

如上圖所示，理想的三原色X、Y、Z所形成的顏色三角形，應(yīng)包括整個(gè)光譜軌跡，從而確定X、Y、Z在RGB顏色空間中坐標(biāo)：

最終，CIE1931XYZ的光譜三刺激值x、y、z的顏色匹配函數(shù)如下圖所示，x、y、z全為正值，且y（λ）與明視覺(jué)光譜光效函數(shù)V（λ）相同。

色度坐標(biāo)如下圖所示，其中，等能白光即E光源的色度坐標(biāo)為xE=0.333，yE= 0.333。

從CIE1931RGB顏色空間到CIE1931XYZ顏色空間的變換標(biāo)準(zhǔn)，由CIE確定。其中，三刺激值的轉(zhuǎn)換可表示為：

其中，X、Z只代表色度，Y可用來(lái)描述光度量。

色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換可表示為：

CIE1976Lab顏色空間：

由于CIE1931XYZ存在感知均勻性問(wèn)題，即以數(shù)字表示的顏色間的距離與人的視覺(jué)感知變化不一致。為了解決這一問(wèn)題，CIE對(duì)CIE1931XYZ進(jìn)行了非線性變換，得到了新的CIE1976Lab顏色空間。

CIE1976Lab顏色空間可以由CIE1931XYZ顏色空間變換得到：

其中，X0、Y0、Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值。

如下圖所示，經(jīng)過(guò)非線性變換后的Lab顏色空間，形成了以對(duì)立色描述的笛卡爾坐標(biāo)系，其中，L稱為心理計(jì)量明度，a、b稱為心理計(jì)量色度。

色差儀Lab顏色空間的色差公式：

CIELAB是CIE1976L*a*b*的簡(jiǎn)稱，它是基于Lab顏色空間的的色差公式，是當(dāng)時(shí)使用效果最好的色差公式，許多國(guó)家包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）都采用它作為自己的標(biāo)準(zhǔn)。因此可以講CIELAB色差公式是自1976年起使用較廣泛、較通用的色差公式。

在與顏色感覺(jué)一致的均勻顏色空間內(nèi)，兩個(gè)顏色樣品之間的色差表示為其坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離，即：

式中L1*、a1*、b1*和L2*、a2*、b2*分別是兩個(gè)樣品的坐標(biāo)值。色差公式的幾何意義是在均勻顏色空間以標(biāo)準(zhǔn)色樣的坐標(biāo)點(diǎn)為中心的一個(gè)橢球，其在L*、a*、b*三個(gè)方向的半軸長(zhǎng)分別為（L1*-L2*）、（a1*-a2*）、（b1*-b2*）。若規(guī)定橢球內(nèi)的顏色滿足色差容限的要求，則橢球外的顏色與標(biāo)準(zhǔn)色樣的色差超出了色差容限范圍，便不滿足色差的要求。在實(shí)際計(jì)算中，可采用以下計(jì)算過(guò)程。

（1）亮度差：

亮度差△L*表示樣品與標(biāo)準(zhǔn)的深淺差，如果是正值，表示樣品比標(biāo)準(zhǔn)淺，如果是負(fù)值，表示樣品比標(biāo)準(zhǔn)深。

（2）飽和度差：

飽和度差△C*表示樣品顏色與中性灰的飽和度的差，即表示鮮艷程度?！鰿*為負(fù)值表示標(biāo)樣比樣品鮮艷，△C*為正值則表示樣品比標(biāo)樣鮮艷。

（3）色相角差：

色相角差△H*，表示樣品色相角與標(biāo)準(zhǔn)色相角的差，△H*的計(jì)算結(jié)果由a*b*平面上的樣品顏色點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)顏色點(diǎn)的位置所決定，在順時(shí)針向上△H*為正值，在逆時(shí)針?lè)较蛏稀鱄*為負(fù)值。