什么是顏色空間？顏色空間，又稱彩色模型或顏色坐標系，是使用數學方式表示顏色的一種方法。色差儀作為光電儀器，其內部包含CIELAB、 XYZ、Yxy等多種顏色空間，其中最主流的就是CIELAB顏色空間。本文對色差儀CIELAB顏色空間做了詳細的介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
什么是顏色空間？
顏色可以被人類的視覺系統所識別，但是對于不同個體來說，同一顏色的邏輯描述和實際的生理判斷往往是不一致的。因為沒有一個可以達成共識的標準，就很難對顏色進行定量的描述和識別。在光學這個古老的學科當中，人們很早就開始探索定量描述物理顏色的方法。為了減少主觀因素對于顏色判斷的影響，一些彩色模型先后被構建，這使得顏色在理論上用數值描述成為可能。
彩色模型也稱顏色空間，是由所有可以用特定空間坐標描述的所有顏色構成，的，空間本身的坐標系通常體現的是某個可以影響一系列關聯顏色變化的顏色屬性，其中每個坐標值都對應著一種顏色。顏色空間的用途就是在特定場景中統一使用某個標準，人們就可以對一定的色彩集合達成共識。雖然已經存在很多顏色表征的理論和測量標準，但是還沒有一種被各應用領域普遍接受的彩色模型。現在被采用的彩色模型也都是依賴于特定應用領域或面向硬件控制的，他們在特定場合下可以發揮很好的參照作用，但是通用性不強。
常用的顏色空間許多種，如RGB，HSV，CMY等。其中RGB是根據人眼視覺識別細胞可以分辨的單色光種類定義的彩色空間，可表示大部分顏色，尤其在藝術繪畫中應用最為廣泛。但是該顏色空間隱藏了色調、亮度、飽和度三個量的坐標，而只是通過RGB三個維度來分辨顏色，很難對特定顏色點進行數字化描述，因此在科學研究中基本上不采用。HSV顏色空間的出現則是為了滿足顏色顯示數字化的需求，被廣泛應用于計算機圖形相關的應用當中。在HSV顏色空間中，描述顏色的坐標變化可以明顯影響人類對顏色的區分度，體現在顏色的色調、飽和度和強度等，而且這種區分度的變化可以直接對應到數字顯示設備的電氣參數的變化上。CMY則是應用于工業印刷領域的顏色參照標準，它與RGB的加法色特征相反，CMY則是一種基于顏色色調減法的表示方法。這是因為CMY是判斷反射光的色彩，要想得到某種反射光的更強表現，就必須減少印刷上去的那種削弱該種反射光的顏料來得到。
為了脫離特定顏色空間適用范圍的限制，達成顏色共識，就必須在測色儀器中采用設備無關的顏色模型。經過算法研究人員的努力，最終確定在色差儀當中采用CIE規定一種用于非自照明的顏色空間，CIE1976L*a*b*，或者叫CIELAB。
這個顏色模型是基于人對顏色的感覺建立起來的，完全涵蓋了常用的RGB、CMY等顏色模型，空間中的數值可以描述正常視力的人可以看到的所有顏色。此外，Lab色彩空間描述的是顏色的顯示方式，而不是設備（如顯示器、桌面打印機或數碼相機）生成顏色所需的特定色料的數量，所以它是與設備無關的顏色模型。所有可見光在設備相關的系統顏色空間（如CMY等）中的顏色數值都可以反推映射到L*a*b*模型中去，這樣就統一了顏色表示方法，并且方便在L*a*b*空間比較不同顏色的差別。特別指出的是，這種映射關系是與系統相關的，可以以適當的形式表示出來。
色差儀CIELAB顏色空間怎么理解？
CIE1976L*a*b*均勻顏色空間表示顏色的方式，模擬了人眼對顏色的感覺。如下圖所示，顏色的明度感覺用縱坐標L*軸表示，黑色位于最下端，對應明度L*=0；白色最亮位于最上端，對應明度L*=100。a*軸與b*軸共同表示彩色的特性，a*軸正方向代表紅色（偏品紅）的變化，a*軸負方向代表綠色的變化；b*軸正方向代表黃色變化，b*軸負方向代表藍色變化。這四個變化方向構成互補對抗顏色的模型。根據這個模型，可以得出如下結論：
（1）紅原色與綠原色互補，黃原色與藍原色亦互補。
（2）任何顏色都可以由這四個原色中的一個或兩個按一定的明度值混合而成，原色的混合比例決定了混合色的色調。
（3）如果顏色感覺中含有紅原色成分，就一定不會含有綠原色，因為這兩個原色互補。同理，如果一個顏色感覺中包含藍原色，也就不會再有黃色的感覺，這就是對抗色的原理。
在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間中，a*與b*的值表示顏色感覺中的彩色成分。當a*和b*的值均為0時，顏色的飽和度為0，即非彩色，其坐標點落到縱坐標軸上。所以，所有的非彩色都位于縱坐標軸上，從下到上依次為黑、深灰、灰、淺灰和白。顏色的坐標點距縱坐標軸越遠，則顏色就越鮮艷。根據這一性質，可以用a*和b*的值進一步計算色調和飽和度，并使其與顏色的感覺更加接近。在上圖中，任一個顏色在CIE1976L*a*b*均勻顏色空間的坐標位置為P，則其對應的明度值為縱坐標的高度，對應的a*與b*坐標值為該點在a*與b*坐標軸上的投影。根據圖中的幾何關系，該顏色的色調H*可以用該點在a*-b*平面的投影到縱坐標軸連線與a*坐標軸的轉角表示；彩度（或飽和度）C*可以用該點到縱坐標軸的距離來表示。因此，可以得到色調角和彩度分別為：
h*ab=arctan（b*/a*）（弧度）
或者：
h*ab=（180°/π）arctan（b*/a*）
C*=[(a*)2+（b*）2]1/2
根據a*和b*值的正負，可以判斷色調角在0°～360°內的變化：如a*>0，b*≥0，則0≤h*ab<90°；如a*≤0，b*>0，則90≤h*ab<180°；如a*<0，b*≤0，則180≤h*ab<270°；如a*≥0，b*<0，則270
結合上圖可知，在a*-b*平面上，色調角在0°～90°范圍內，a*與b*值都大于0，其間的顏色都由紅和黃原色混合而成；色調角在90°~180°范圍內，a*值小于0，b*值大于0，其間的顏色由黃和綠原色混合而成；色調角在180°~270°范圍內，a*與b*值都小于0，其間的顏色由綠與藍原色混合而成；色調角在270°-360°范圍內，a*值大于0，b*值小于0，其間的顏色由藍和紅原色混合而成。
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