RGB、CIELAB和CIEXYZ：解密色彩的三大顏色空間

我們都知道，色差儀是一種用于測量顏色的精密儀器。它的工作原理是將顏色轉化為數值形式，然后進行分析和比較，以便給我們呈現出來。對于我們而言，通過數值的分析和比較要比直接觀察顏色更直觀、更快速和更準確。

色差儀的色彩數據主要是基于顏色空間。也有人稱之為"顏色空間"。色差儀的顏色空間指的是它所能夠測量到的顏色的范圍。通常情況下，色差儀的測量空間是三維的，分別是x、y和z軸。x軸代表寬度，y軸代表高度，z軸代表深度。每個顏色值在色彩坐標中對應一個點，這個點代表著這個顏色。這些三維參數的大小可以為顏色的評估提供統一的標準。

有9種不同的顏色空間，包括CIELAB、XYZ、Yxy、LCh、CIELUV、s-RGB、xy、DINLab9、DINLab99Munsell(C/2)。在今天的討論中，我們將重點介紹其中的3種顏色空間，它們分別是RGB、CIELAB和CIEXYZ。

1、RGB顏色空間是一種用于描述和表示彩色圖像的方法。RGB代表了紅色（Red）、綠色（Green）和藍色（Blue）三種基本顏色。在RGB顏色空間中，每種顏色的亮度可以通過不同的亮度值調節。通過在不同亮度值下組合這三種基本顏色，可以得到各種各樣的顏色。在計算機圖形學和數碼攝影中，RGB顏色空間被廣泛使用。

色彩混合的基本定律表明：自然界中的任何顏色都可以通過紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三種原色光的混合來產生。這種混合可以通過在幾何上以R、G、B三個垂直軸構成的空間坐標系統來表示，這個系統被稱為RGB顏色空間。

RGB顏色空間是一個由六個色板圍成的立方體區域，就像上面的圖片所示。在立方體的內部，每一個點代表不同的顏色。每一個點的顏色由R、G、B三個通道的灰度值決定。每個通道的灰度值范圍在0到255之間，共有256個灰度級別。當三個通道一起作用時，就會產生256×256×256種不同的組合，形成了超過167.7萬種顏色。在數碼圖像中，只需要改變像素的通道灰度值，就可以改變像素的顏色。

立方體的八個頂點分別是：紅、綠、藍、青、洋紅、黃、黑、白。立方體對角線的兩端分別是互補色，即紅-青，綠-洋紅，藍-黃，黑-白。當R=G=B時，像素的顏色會在黑和白之間漸變。當R=G=B=0時，像素最黑；當R=G=G=255時，像素最白。只有當R、G、B三個通道的值不完全相等時，像素才會有顏色。

RGB顏色空間是面向硬件的模型，主要用于顯示器和掃描儀。不同型號的顯示器顯示相同圖像時，色彩呈現效果會有差異；而不同型號的掃描儀掃描相同圖像時，也會得到不同的彩色圖像數據。因此，RGB顏色空間被稱為與設備相關的顏色空間。

2、CIELAB（也叫作L*a*b*）是一種顏色空間。

CIELAB顏色空間被CIE于1976年推薦使用，它解決了顏色空間不均勻的問題。目前在顏色和色差表述領域，CIELAB是非常流行的顏色體系，并且在工業界得到廣泛應用。尤其是在紡織印染、涂料制造和塑料著色等行業的產品顏色質量控制中，CIELAB具有重要地位。下圖展示了CIELAB的顏色空間模型。

CIELAB顏色空間模型由L*、a*和b*三個分量所組成。L*值代表顏色的亮度，其數值在0（代表絕對黑）到100（代表絕對白）之間變化。a*和b*表示顏色的對立維度，其中a*值度量紅-綠特性，取值范圍介于[127，-128]之間，正值代表紅色調，負值代表綠色調；而b*值度量黃-藍特性，取值范圍也是[127，-128]，正值代表黃色調，負值代表藍色調。

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，可以用數字化的方法表達人眼的視覺感受。CIELAB顏色空間的分布均勻，兩個顏色坐標點之間的幾何距離與人眼感知到的物體色差相一致。同時，該顏色空間的色域更加寬廣，幾乎代表了自然界中所有顏色的編碼，任何顏色在CIELAB空間中都會有一個準確的數值表示。另外，它還是一種與設備無關的顏色空間。綜上所述，將CIELAB顏色空間應用于織物色差檢測是一個較為理想的選擇。

3、CIEXYZ顏色空間是一種用來描述顏色的數學模型。它是根據人類視覺系統的三種視錐體原色所確定的，這三種原色是紅色、綠色和藍色。CIEXYZ模型可以描述任何顏色，包括亮度和飽和度。它是現代顏色科學中最基本的模型之一，廣泛應用于顏色測量、顏色匹配和顏色管理等領域。

為了定義一種與設備無關的顏色模型，CIE的顏色科學家通過數學方法從真實的基色推導出了理想的三基色，并在RGB模型的基礎上創建了一種新的顏色系統。這種新系統使得印染相關行業能夠明確指定產品的顏色。CIEXYZ顏色空間是其他CIE系列顏色空間的基礎。它選擇了與R、G、B三原色相對應的三種理想原色作為三基色，所有其他顏色都是通過這三種顏色導出的?？梢酝ㄟ^相加混色或相減混色來產生任意色調，只需使用不同比例的基色混合。與RGB顏色空間相比，CIEXYZ顏色空間中的X、Y、Z值都是正的，更適用于顏色計算。

CIEXYZ顏色空間模型如下圖所示。

CIEXYZ顏色空間存在一個重要問題，即在目測評估方面存在不均勻性。簡言之，樣品之間在感知顏色的同等差異與三刺激值的同等差異并不相對應。CIEXYZ顏色空間的視覺非均勻性也導致了一些不良后果，例如人眼能夠察覺到兩種綠色色度不同所引起的三刺激值差異要大于已經通過調整與這兩種綠色具有相同色差的兩種紅色或藍色樣品的三刺激值差異。這說明在CIEXYZ顏色空間中，不可能使用單一的顏色容限適用于所有色調。我們致力于關注三恩時彩色彩管理，提供最新的色彩潮流趨勢、色彩搭配、行業色彩應用資訊以及在線免費查詢色號。