颜色测量常用颜色空间CIELab、CIELch、CIELuv
2025-08-07
颜色空间又称为彩色模型，就是用数学的方式来表示颜色，使用空间坐标的方式将颜色信息映射到颜色空间的某一点，通常用三维模型表示，将颜色分为三个参数在三维坐标中进行描述。本文对颜色测量常用颜色空间CIELab、CIELch、CIELuv做了介绍。
颜色空间怎么理解？
人的眼睛中存在三类感光细胞，每类感光细胞都对特定的地可见光敏感。根据他们对视网膜的光波长的响应，三种感光细胞可分为蓝光敏感细胞、绿光敏感细胞、红光敏感细胞。三种感光细胞检测到的光信号的相对强度会被大脑解释为了可见的颜色。我们通常用红、绿、蓝、黑、白等颜色的分类对大脑解释的颜色进行描述，没有对颜色进行客观定量的表示。随着科技的发展，国际照明委员会（CIE）定义了多种颜色空间，可以通过数字对颜色进行量。
对颜色进行量化时需要选择一个颜色空间。颜色空间以一个三维坐标的形式来表示颜色，在三维坐标内每个坐标轴都代表着颜色地一个属性。不同的三维坐标代表着从不同的方向量化颜色。三维坐标内的每个点都代表着一个颜色值，所以不同的三维坐标所能量化的颜色个数不一样。在三维坐标中可以将抽象的颜色以数字的形式具体化，能直观的观察出颜色之间的差异。目前颜色定量表述的颜色空间有很多，但主要有CIELab、CIELch和CIELuv。
颜色测量常用颜色空间CIELab颜色空间：
CIELab全称CIE1976Lab颜色空间，是由国际照明学术研究机构CIE研制的一种色彩结构，其色域大于RGB色彩空间的色域，实现的颜色范围较广，即可以在颜色空间中表达任何一种颜色信息。它是与设备无关的色彩空间，是以数字化的方式描述了人眼的视觉特性，弥补了与设备相关色彩空间颜色特性不足的问题。
参数L、a、b在CIELAB色彩空间中分别表示颜色亮度、红绿色的程度和黄青色的程度。参数L的值与颜色亮度成正比例关系，取值范围0～100，L的值越大，表达的颜色越亮；a和b代表色度轴，范围是-128-127，当参数值a＞0时，值越大表示的颜色就越红属于红色系，参数值a＜0时，值越小表示的颜色就越绿属于绿色系；当参数值b＞0时，值越大表示的颜色越黄属于黄色系，当参数值b＜0时，值越小表示的颜色越青属于青色系。CIELAB色彩空间所表示的颜色与人眼视觉特性相接近，可以通过设置不同的a和b值得到精确的颜色平衡，设置不同的L值来调整亮度对比。
在CIELAB色彩空间中，可以通过计算色彩空间中两点颜色之间的几何距离，来分析判断颜色的差异度，比较方便地测量较小的色差。
颜色测量常用颜色空间CIELch颜色空间：
CIELCH颜色空间采用同CIELab一样的颜色空间模型，把LAB用极坐标的方式表示LCH的颜色空间。如下图所示，L*表示颜色的亮度值，C*表示颜色的饱和度值，H*表示颜色的色相值。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°。
CIELab色空间与视觉无直接对应，也就是说，当给出Lab一组值时，不能形象地想象出具体颜色。为此，我们经常采用由Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间LCH来表示。LCH值与人们描述颜色的习惯更一致，但对于颜色测量来说，一般用LAB来描述颜色。
颜色测量常用颜色空间CIELuv颜色空间：
CIEL*u*v*颜色空间是CIE规定的均匀颜色空间，CIEL*u*v*颜色空间的设计目标是使颜色空间中的欧几里得距离更接近人眼感知的颜色差异，即实现视觉上的均匀性。这使得在CIELuv颜色空间中计算得到的色差与人眼的实际感受更为相符，对于颜色的准确测量、比较和质量控制具有重要意义。
CIELuv颜色空间是由L（亮度）、u*（绿-红方向的色度坐标）、v*（蓝-黄方向的色度坐标）构成。L表示颜色的明亮程度，含义与CIELab和CIELCh中的L一致，反映了颜色的明暗程度，取值范围从0（绝对黑色）到100（绝对白色）。u表示绿-红方向的色度，是描述颜色在红绿蓝维度上位置的一个参数。u值的正负和大小反映了颜色在该维度上的偏向和程度。u为正值时，表示颜色在该维度上偏向红色或黄色方向的程度；u*为负值时，表示颜色偏向绿色或蓝色方向的程度。v*表示蓝-黄方向的色度，v值的变化反映了颜色在另一个维度上的偏向和程度，与u相互配合来完整地表达颜色的色度特性。v值为正时，颜色偏向黄色或蓝色方向；v*值为负时，颜色偏向红色或绿色方向。
扫一扫添加微信