Lab颜色空间和lab数值分析

Lab色彩空间（英语：Lab color space）是颜色-对立空间，带有维度L表示亮度，a和b表示颜色对立维度，基于了非线性压缩的CIE XYZ色彩空间坐标。Lab是使用最广泛也是认可度最高的。那么，你知道Lab颜色空间的发展历程和色差仪Lab数值的分析方法吗？本文将进行重点介绍。

一、Lab颜色空间

颜色空间，主要是在相应的标准下用一种易于理解和接受的方式对色彩加以描述，它有很多不同的说法，如：彩色模型、彩色空间、彩色系统。

1.Lab颜色空间发展历程

上世纪40年代，理查德·亨特发明一种三刺激值模型（Lab），可以近乎均匀地感知色差。这个模型虽然没有通过正式的国际标准认证，但在描绘绝对色坐标和颜色间差异方面得到了广泛认可。

70年代，国际照明委员会在亨氏Lab颜色空间的基础之上，颁布了升级版本：CIELab。一些应用程序和仪器直接称之为L-A-B，或Lab。这种颜色空间也被越来越多的色差仪厂家所认可。

色差仪Lab数值的含义相对来说比较简单，主要包含三个维度（具体的颜色空间可以参考下图）：

L：物体的明亮度，0-100表示从黑色到白色，简单点来说，就是颜色的深浅度；

a：物体的红绿色，正值表示红色，负值表示绿色

b：物体的黄蓝色，正值表示黄色，负值表示蓝色

2.Lab颜色空间优点

不像RGB和CMYK色彩空间，Lab颜色被设计来接近人类视觉。它致力于感知均匀性，它的L分量密切匹配人类亮度感知。因此可以被用来通过修改a和b分量的输出色阶来做精确的颜色平衡，或使用L分量来调整亮度对比。这些变换在RGB或CMYK中是困难或不可能的——它们建模于物理设备的输出，而不是人类的视觉感知。

因为Lab空间比电脑屏幕、印表机甚至比人类视觉的色域都要大，表示为Lab的位图比RGB或CMYK位图获得同样的精度要求更多的每像素数据。在1990年代，这时的电脑硬件和软体通常受限于存储和操纵8位/通道的位图，从RGB图象到Lab之间的来回转换是有损耗的操作。对于现在常见的16位/通道支持，这就不是问题了。

此外，Lab空间内的很多“颜色”超出了人类视觉的视域，因此纯粹是假想的；这些“颜色”不能在物理世界中再生。通过颜色管理软件，比如内置于图象编辑应用程序中的那些软件，可以选择最接近的色域内近似，在处理中变换亮度、彩度甚至色相。Dan Margulis称，在图象操作的多个步骤之间使用假想色是很有用的。 [1] 

3.Lab颜色空间用途

在软件和文献中存在对这个缩写的明确使用。

在Adobe Photoshop中，图象编辑使用的“Lab模式”是CIELAB D50。

在ICC Profile中，用做配置文件连接空间的“Lab色彩空间”是CIELAB D50。

在TIFF文件中，可以使用CIELAB色彩空间。

在PDF文档中，“Lab色彩空间”是CIELAB。 [1] 

3.CIE 1976

CIE L*a*b*（CIELAB）是惯常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型。它是为这个特殊目的而由国际照明委员会（Commission Internationale d'Eclairage的首字母是CIE）提出的。L、a和b后面的星号（*）是全名的一部分，因为它们表示L*, a* 和b*，不同于L, a和b。因为红/绿和黄/蓝对立通道被计算为（假定的）锥状细胞响应的类似孟塞尔值的变换的差异，CIELAB是Adams色彩值（Chromatic Value）空间。

三个基本坐标表示颜色的亮度（L*, L* = 0生成黑色而L* = 100指示白色），它在红色/品红色和绿色之间的位置（a*负值指示绿色而正值指示品红）和它在黄色和蓝色之间的位置（b*负值指示蓝色而正值指示黄色）。

已经建立的L*a*b* 色彩模型来充当用做参照的设备无关的模型。要认识到永远不能精确的在视觉上表示这个模型中颜色的完全色域是至关重要的。它们只是用来帮助理解概念而天生就不精确的。

因为L*a*b* 模型是三维模型，它只能在三维空间中完全表现出来。

“L*a*b*”模型也被表达为“L*C*h(a*, b*)”，它把a* 和b* 变换为辐射表示。 [1] 

4.RGB和CMYK

在RGB或CMYK值与L*a*b* 之间没有转换的简单公式，因为RGB和CMYK色彩空间是设备依赖的。RGB或CMYK值首先必须被变换到特定绝对色彩空间中，比如sRGB或Adobe RGB。这种调整将是设备依赖的，但是变换的结果数据是设备无关的，允许把数据变换成CIE 1931色彩空间并接着变换成L*a*b*。 [2]

二、色差仪 Lab数值的分析

△L*，△a*，△b*，为参考样品和被测样品之间明度L*和色度指数a*，b*的差值。色差值用△E来表示，是总色差。一般情况下色差仪都会给出相应的结果。其中，△L+表示偏白，△L-表示偏黑；△a+表示偏红，△a-表示偏绿；△b+表示偏黄，△b-表示偏蓝；

具体计算方法和亮度差△L、红绿差△ A、黄蓝差△B都有关系。计算机公式为：△E*=[（△L*）2+（△ a*）2+（△b*）2]ˇ1/2。

另外，根据实际的观察经验来说：

当△E在0-1之间，色差肉眼是分辨不出来的。

若△E在1-2之间，人的眼睛轻微的察觉了，如果色差敏感度不高的话，还是看不出来。

如果△E在2-3之间，可以稍微清晰的辨别出物质间的色差，不过相对来说还不是很明显。

一旦△E达到了3.5-5之间，色差就非常明显了。

那么△E在5以上，看起来就是两种颜色了。