色知覺(jué)差異的定量表示是從明度、色調和彩度這三種顏色屬性的差異來(lái)表示。明度差表示深淺的差異，色調差表示色相的差異（即偏紅或偏藍等），彩度差表示鮮艷度的差異。色差評定在工業(yè)和商業(yè)中非常重要，主要應用于生產(chǎn)中的配色和產(chǎn)品的顏色質(zhì)量控制。
1931年，CIE（標準照明委員會(huì )）建立了一系列表示可見(jiàn)光譜的顏色空間標準。由于任何顏色都可以由RGB三原色混合而成，定義了CIE-RGB基色系統。但這一系統存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，計算顏色三刺激值時(shí)會(huì )出現負值，給大量的計算帶來(lái)不便。由于任何一種基色系統都可以從一種系統轉換到另一種系統，因此人們可以選擇任何一種想要的基色系統，以避免出現負值，并且使用方便?；诖薈IE又推薦了CIE-XYZ系統，這個(gè)系統采用想象的X，Y和Z三種基色，它們與可見(jiàn)顏色不相應。
CIE-XYZ的三基色刺激值X，Y和Z對定義顏色很有用，其缺點(diǎn)是使用比較復雜，而且不直觀(guān)。對于一種給定的顏色，如果增加它的明度，每一種基色的光通量也需按比例增加，而且色度值僅與波長(cháng)(色調)和純度有關(guān)，與總輻射能量無(wú)關(guān)，因此在計算顏色的色度時(shí)，把X,Y和Z值相對于總的輻射能量＝(X+Y+Z)進(jìn)行規格化，配色方程可規格化為x+y+z=1。根據顏色坐標(x,y)可確定z，但不能僅從x和y導出三種基色刺激值X，Y和Z，還需要使用攜帶亮度信息的Y值，其值與XYZ中的Y刺激值一致。從而又定義了CIE-xyY顏色空間。
圖1 LAB色空間坐標
XYZ系統和在它的色度圖上表示的兩種顏色之間的距離與顏色觀(guān)察者感知的變化不一致，這個(gè)問(wèn)題叫做感知均勻性(perceptual uniformity)問(wèn)題。為了解決顏色空間的感知一致性問(wèn)題，專(zhuān)家們對CIE-XYZ系統進(jìn)行了非線(xiàn)性變換，制定了CIE-L*a*b*顏色空間。色空間坐標如圖1所示CIE-L*a*b*色空間以L(fǎng)值表示顏色的明度、a值表示顏色的綠紅值、b值表示顏色的藍黃值。L、a、b值可通過(guò)XYZ計算得到，計算公式如下所示：
2.1
2.2
2.3
其中XiYiZi是參考樣品或被測樣品的三刺激值，XnYnZn是標準照明體的三刺激值。
圖2 LCH色空間坐標
CIE-LCH顏色空間是由CIE-L*a*b*顏色空間推到轉化來(lái)，它采用L表示明度值；C表示飽和度值及H表示色調角度值的柱形坐標。色空間坐標如圖2所示。日常生活中人們描述顏色的三屬性就是明度L、色相H與飽和度C。所以用CIE-LCH顏色空間描述顏色更符合日常生活中人們對顏色描述的習慣。
2.4
2.5
如果單純以一組L*a*b*或Lch值來(lái)判斷某個(gè)顏色并沒(méi)有太大的實(shí)際意義，但是當我們對兩個(gè)顏色進(jìn)行比較時(shí)，我們可以通過(guò)這兩個(gè)顏色的參數差值來(lái)判斷出它們之間的差別。通過(guò)產(chǎn)品和標準色樣參數值的對比我們可以輕易得知當前產(chǎn)品的顏色狀態(tài)。通過(guò)兩組L*a*b*值我們可以計算出兩顏色間的色差，色差用△Eab*、△L*、△a*、△b*標定。CIELAB色差公式如下：
2.6
2.7
2.8
2.9
△E*總色差的大小,△L*大表示偏白，△L*小表示偏黑,△a*大表示偏紅，△a*小表示偏綠，△b*大表示偏黃，△b*小表示偏藍。
在L*，a*，b*直角坐標系中，可以導出L*，c*，h*的圓柱極坐標體系。公式如下：
2.10
2.11
2.12
2.13
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