人眼雖能感知數(shù)百萬種顏色，卻未必能準(zhǔn)確區(qū)分它們。兩種略有差異的顏色可能看起來相同，而相同的顏色在不同視角和光照條件下也可能呈現(xiàn)差異。這給色彩溝通帶來了挑戰(zhàn)。對于設(shè)計(jì)師和制造商而言，無法精確識別和傳達(dá)色彩會使標(biāo)準(zhǔn)復(fù)制與差異檢測工作變得復(fù)雜。

為實(shí)現(xiàn)色彩的精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)，制造商與設(shè)計(jì)師需借助量化顏色屬性并計(jì)算數(shù)值差異的方法。CIELAB（即CIE L*a*b*）作為一種設(shè)備無關(guān)的三維色彩空間，通過三個(gè)數(shù)值測量并比較所有可感知色彩。在此空間中，數(shù)值差異直接對應(yīng)人類感官可辨別的變化程度。

CIELAB基于對立色理論，該理論表明人腦將視網(wǎng)膜輸入解讀為明暗差異（明度）及對立色對（紅/綠、藍(lán)/黃）的差異。此即色彩對立關(guān)聯(lián)原理——一種顏色不可能同時(shí)呈現(xiàn)紅與綠、黃與藍(lán)的特性。例如，你永遠(yuǎn)不會看到“帶綠的紅色"。

什么是CIELAB色彩模型？

L、a、b色彩空間由HunterLab創(chuàng)始人理查德·S·亨特于1942年定義。Hunter的體系采用標(biāo)記為L、a和b的坐標(biāo)，這些坐標(biāo)基于CIE 1931 XYZ色彩空間計(jì)算得出，旨在實(shí)現(xiàn)更佳的感知均勻性。1976年，國際照明委員會（CIE）基于Hunter體系創(chuàng)建了CIELAB模型作為改進(jìn)方案。為區(qū)分兩者，CIELAB采用L*、a*、b*標(biāo)記法。“CIE"源自該組織法語名稱：Commission Internationale de l'éclairage（國際照明委員會）。

Hunter L, a, b與CIELAB(L*, a*, b*)均基于對立色理論，該理論認(rèn)為人眼通過對立色對感知顏色：

• L軸：明暗對立，低數(shù)值(0–50)表示暗，高數(shù)值(51–100)表示亮。

• a軸：紅與綠，正值表示紅色，負(fù)值表示綠色。

• b軸：黃與藍(lán)，正值表示黃色，負(fù)值表示藍(lán)色。

理想的色階應(yīng)保持均勻性，即單位色差在視覺上呈現(xiàn)等效，不受色相影響。實(shí)際應(yīng)用中，無論是Hunter L, a, b還是CIELAB色階都無法均勻。Hunter色階采用對Y/Yn施加平方根函數(shù)來計(jì)算明度(L)，這種方法會壓縮黃色區(qū)域的數(shù)值并擴(kuò)展藍(lán)色區(qū)域的數(shù)值。相比之下，CIELAB采用立方根函數(shù)處理X/Xn、Y/Yn和Z/Zn，并在接近黑色時(shí)進(jìn)行線性擴(kuò)展。雖然這整體上提高了均勻性，但CIELAB往往過度擴(kuò)展了色域中的黃色區(qū)域。兩種色標(biāo)體系在測量和設(shè)定容差標(biāo)準(zhǔn)方面均有效。不過CIELAB通常能更貼近視覺感知。通過實(shí)踐，兩種體系都能支持對色彩值的直觀理解和交流。

CIELAB模型中的色彩計(jì)算

測量色彩時(shí)，需使用分光色度儀分析樣本。該儀器通過定向（45°/0°）或漫射（d/8°）幾何結(jié)構(gòu)照射樣本，并以標(biāo)準(zhǔn)化方式收集反射光以確保測量精度。

分光色度儀記錄樣品的反射率（%R），即可見光譜各波長（通常為400-700納米）下反射光的百分比。這些數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換為三刺激值，該值會考慮標(biāo)準(zhǔn)光源和觀察者函數(shù)。隨后三刺激值被轉(zhuǎn)換為L*a*b*坐標(biāo)系。

在此三維系統(tǒng)中

• L*值決定亮度，數(shù)值越高表示越亮，數(shù)值越低表示越暗。

• a*值描述顏色在紅色（+a）與綠色（-a）之間的位置。

• b*值描述顏色在黃色（+b）與藍(lán)色（-b）之間的位置。

當(dāng)a*=0且b*=0時(shí)，顏色為中性灰色，其明度僅由L*值決定。

垂直L*軸范圍為0（黑色）至100（白色）。

這些數(shù)值在各行業(yè)廣泛應(yīng)用。例如在食品工業(yè)中，L*可指示面包外皮等烘焙食品的明度，a*可測量肉類或番茄制品的紅色程度，b*則能反映奶酪或面食的黃色程度。基于CIELAB計(jì)算色差可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的食品質(zhì)量控制，確保外觀一致性并滿足消費(fèi)者預(yù)期。除食品領(lǐng)域外，CIELAB值在塑料、紡織、涂料及印刷等行業(yè)同樣廣泛應(yīng)用，以保障色彩再現(xiàn)的一致性。

CIELAB模型通過坐標(biāo)系中的點(diǎn)來表示每種顏色，涵蓋無限可能。基于這些數(shù)值，通過額外計(jì)算可量化兩種顏色間的總色差ΔE00。

深入了解顏色測量

CIELAB等色彩模型能簡化規(guī)格溝通，保障生產(chǎn)一致性。HunterLab提供的分光色度儀專為精準(zhǔn)測量與控制顏色而設(shè)計(jì)。立即聯(lián)系我們，了解我們的儀器如何助力您的工作。