2024-04-26
市面上色差儀的種類有很多,我們在翻看色差儀的技術(shù)參數(shù)時(shí),會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)色差儀都有CIERGB、CIEXYZ、CIELAB顏色空間,這三個(gè)顏色空間是各類型色差儀的常用顏色空間,對于它們的含義許多用戶不是很了解。本文對此做了介紹,感興趣的朋友不妨了解一下!
色彩混合的基本定律表明:自然界中任何一種色彩均可用紅(Red)、綠(Green)、藍(lán)(Blue)三種原色光混合產(chǎn)生,這在幾何上能夠以R、G、B三個(gè)互相垂直的軸所構(gòu)成的空間坐標(biāo)系統(tǒng)來表示,稱為RGB顏色空間。
RGB顏色空間是由六塊色片所包圍的立方體區(qū)域構(gòu)成的,如上圖所示,其內(nèi)部的每一個(gè)點(diǎn)都代表著一種不同的顏色。每一點(diǎn)的顏色均由R、G、B三個(gè)通道中的灰度值所決定,每個(gè)通道中的灰度值為0~255,共256個(gè),當(dāng)三個(gè)通道共同作用時(shí),就有256×256×256種組合,形成167.7萬多種顏色。在數(shù)字圖像中,改變像素在通道的灰度值,就可以改變像素的顏色。立方體的八個(gè)頂點(diǎn)分別是:紅、綠、藍(lán)、青、洋紅、黃、黑、白。立方體對角線的兩端,分別對應(yīng)著互補(bǔ)色,紅-青,綠-洋紅,藍(lán)-黃,黑-白。當(dāng)R=G=B時(shí),圖像的像素顏色就在黑白之間漸變,R=G=B=0時(shí),像素最黑,R=G=G=255時(shí),像素最白,R、G、B不全相等時(shí),像素就是有色的。
RGB顏色空間主要是面向硬件的模型,最常用的用途就是顯示器系統(tǒng)和掃描儀。由于不同型號的顯示器顯示同一圖像時(shí)會有不同的色彩呈現(xiàn)效果;不同型號的掃描儀掃描相同圖像時(shí),也會得到不同的彩色圖像數(shù)據(jù)。因此,RGB顏色空間被稱為與設(shè)備相關(guān)的顏色空間。
為了從基色出發(fā)定義一種與設(shè)備無關(guān)的顏色模型,CIE的顏色科學(xué)家在RGB模型的基礎(chǔ)上,用數(shù)學(xué)方法從真實(shí)的基色推導(dǎo)出理想的三基色,創(chuàng)建了一種新的顏色系統(tǒng),使得印染相關(guān)行業(yè)能夠明確指定產(chǎn)品的顏色[32]。CIEXYZ顏色空間是其他CIE系列顏色空間的基礎(chǔ),它選用相應(yīng)于R、G、B三原色的三個(gè)理想原色作為三基色,其他所有顏色都由這三種顏色導(dǎo)出,通過相加混色或者相減混色,任意色調(diào)可應(yīng)用不同量的基色混合產(chǎn)生。與RGB顏色空間相比,X、Y、Z的值都是正的,更適用于顏色計(jì)算。CIEXYZ顏色空間模型如下圖所示。
CIEXYZ顏色空間的一個(gè)主要問題在于目測評估方面的不均勻性。也就是說在樣品對之間感知顏色的同等差異不對應(yīng)于三刺激值的同等差異。CIEXYZ顏色空間的視覺非均勻性也帶來一些不良后果,例如肉眼剛好能察覺到色度不同的兩種綠色所給出的三刺激值之差,要比已經(jīng)調(diào)整到與此對綠色有相同色差的兩種紅色或藍(lán)色樣品的三刺激值之差大得多。說明在CIEXYZ顏色空間中,單一的顏色容限用于所有的色調(diào)是不可能的。
CIELAB顏色空間是CIE于1976年推薦使用的,其克服了顏色空間不均勻的問題,目前它是一個(gè)在顏色和色差表述領(lǐng)域非常流行的顏色體系,在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用,特別是在紡織印染、涂料制造、塑料著色等行業(yè)的產(chǎn)品顏色質(zhì)量控制中占有重要地位。其顏色空間模型如下圖所示。
CIELAB顏色空間模型由L*、a*和b*三個(gè)分量組成,L*值是對顏色明度的度量,數(shù)值在0(絕對黑)到100(絕對白)之間變動,a*和b*表示顏色對立維度,其中a*值是對顏色紅-綠特性的度量,取值范圍在[127,-128]之間,紅色調(diào)為正值,綠色調(diào)為負(fù)值;而b*值是顏色的黃-藍(lán)特性,取值范圍同樣是[127,-128],黃色調(diào)為正值,藍(lán)色調(diào)為負(fù)值。
與RGB顏色空間相比,CIELAB顏色空間是一種基于人眼生理特征的顏色系統(tǒng)可用數(shù)字化的方法表達(dá)人眼的視覺感受,并且CIELAB顏色空間分布均勻,兩個(gè)顏色坐標(biāo)點(diǎn)之間的幾何距離,與人眼感知到的物體色差相一致。同時(shí)該顏色空間色域更加寬廣,幾乎代表了自然界中所有顏色的編碼,任何顏色在CIELAB空間中都會有一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值表示。此外,它還是一種與設(shè)備無關(guān)的顏色空間。綜上所述,將CLELAB顏色空間應(yīng)用于織物色差檢測是一個(gè)較為理想的選擇。
1.CIERGB與CIEXYZ之間的轉(zhuǎn)換式
CIEXYZ顏色空間,是在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,用數(shù)學(xué)方法,選用三個(gè)理想的原色來代替實(shí)際的三原色,從而將RGB中的色度坐標(biāo)r,g,b變換為正值。X、Y、Z和RGB系數(shù)之間的關(guān)系為:
從RGB轉(zhuǎn)換為XYZ顏色空間的轉(zhuǎn)換公式如下所示:
2.CIEXYZ與CIELAB之間的轉(zhuǎn)換式
CIELAB顏色空間是經(jīng)CIEXYZ顏色空間非線性變換而得到的,這一均勻色彩空間的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)顏色的色差大于視覺的識別閾值(恰可察覺)而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相臨兩極色差時(shí),可以較好地放映物體色的心理感受效果。它與CIEXYZ顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下:
式中:X,Y,Z為顏色樣品的三刺激值;X0,Y0,Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值。
3.CIERGB與CIELAB之間的轉(zhuǎn)換式
CIERGB色彩空間的顏色不能直接轉(zhuǎn)換到CIELAB色彩空間,需要借助XYZ色彩空間進(jìn)行非線性操作,先把RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到XYZ色彩空間,然后通過XYZ色彩空間和CIELAB色彩空間之間的聯(lián)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其轉(zhuǎn)換方法上面已經(jīng)介紹,在此不做介紹。
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