色差儀的工作原理簡單地說就是模擬人眼的視覺系統(tǒng)，利用儀器內(nèi)部的模擬積分光學系統(tǒng)，把光譜光度數(shù)據(jù)的三刺激值進行積分而得到顏色的數(shù)學表達式，從而計算出色度值以及對比色的色差。那么，色差儀中常見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，國際照明委員會CIE綜合了William David Wright和John Guild的顏色匹配系列實驗結(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。

在色度學中，不直接用三刺激值R、G、B來表示顏色，而是用三原色的刺激值各自在R+G+B總量中的相對比例，及色度坐標r、g、b來表示：

式中，r+g+b=1。因此，色度坐標只有兩個自由度。

CIE1931XYZ顏色空間：

由于CIE1931RGB是由實驗結(jié)果得出的，光譜三刺激值與色度坐標均有一部分在計算中出現(xiàn)負值，難以理解。所以，CIE推薦了一個新的顏色空間，即CIE1931XYZ。

CIE1931XYZ在CIE1931RGB的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學方法，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，應包括整個光譜軌跡，從而確定X、Y、Z在RGB顏色空間中坐標：

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）與明視覺光譜光效函數(shù)V（λ）相同。

色度坐標如下圖所示，其中，等能白光即E光源的色度坐標為xE=0.333，yE= 0.333。

從CIE1931RGB顏色空間到CIE1931XYZ顏色空間的變換標準，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可用來描述光度量。

色度坐標的轉(zhuǎn)換可表示為：

CIE1976Lab顏色空間：

由于CIE1931XYZ存在感知均勻性問題，即以數(shù)字表示的顏色間的距離與人的視覺感知變化不一致。為了解決這一問題，CIE對CIE1931XYZ進行了非線性變換，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標準照明體的三刺激值。

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

色差儀Lab顏色空間的色差公式：

CIELAB是CIE1976L*a*b*的簡稱，它是基于Lab顏色空間的的色差公式，是當時使用效果最好的色差公式，許多國家包括國際標準化組織（ISO）都采用它作為自己的標準。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。

在與顏色感覺一致的均勻顏色空間內(nèi)，兩個顏色樣品之間的色差表示為其坐標點之間的距離，即：

式中L1*、a1*、b1*和L2*、a2*、b2*分別是兩個樣品的坐標值。色差公式的幾何意義是在均勻顏色空間以標準色樣的坐標點為中心的一個橢球，其在L*、a*、b*三個方向的半軸長分別為（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準色樣的色差超出了色差容限范圍，便不滿足色差的要求。在實際計算中，可采用以下計算過程。

（1）亮度差：

亮度差△L*表示樣品與標準的深淺差，如果是正值，表示樣品比標準淺，如果是負值，表示樣品比標準深。

（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*為負值表示標樣比樣品鮮艷，△C*為正值則表示樣品比標樣鮮艷。

（3）色相角差：

色相角差△H*，表示樣品色相角與標準色相角的差，△H*的計算結(jié)果由a*b*平面上的樣品顏色點相對于標準顏色點的位置所決定，在順時針向上△H*為正值，在逆時針方向上△H*為負值。