颜色空间及测量：CIE Lab颜色空间及其应用

颜色测量是印刷品质量控制最关键和最有挑战性的。精确的颜色复制是印刷品复制过程中最重要的目标之一。人眼是由非常复杂的器官和神经系统组成的。颜色测量的目标是便于人眼评价^[3]，因此颜色测量能够反映出反射光亮的值并且能改善印刷品客观颜色质量，达到人眼色感觉舒服。另外：同一个物体在不同光源条件下会形成不同的颜色感觉。所以有必要了解颜色空间的概念。颜色空间是用三维的量来表达，另外也可以通过印刷相关输出设备或者类似数码印刷机等设备输出的实地色块构成的相关色谱来表达。

因为有不同的颜色系统，相应就有不同的颜色空间。在印刷工业中，颜色测量一般是基于CIE Lab颜色空间。CIE Lab颜色空间在本书7.2.2节中进行了谈论，该颜色空间是三维的颜色空间^[4]，其中L^∗代表着颜色的明度值，在0～100之间取值，0代表颜色明度值最低，100代表颜色明度值最高。a^∗代表着红绿，a^∗＞0代表着颜色偏红，a^∗＜0代表着颜色偏绿；b^∗代表着黄蓝，b^∗＞0代表着颜色偏黄，b^∗＜0代表着颜色偏蓝；CIE Lab颜色空间是一个独立的颜色空间，考虑了人眼的观察特点。CIE Lab颜色空间在表达颜色特征上基本与人眼观察颜色的点相吻合。鉴于此，该颜色空间广泛应用于印刷工业中的色彩管理和颜色标准的制定。当然根据其他情况的需要也会应用其他的颜色空间，例如一些输入设备数码相机等，我们不能混淆颜色空间的应用，例如Hunter Lab和CIE L^∗a^∗b^∗颜色空间，在对颜色进行计算时是完全不同的。

在印刷工业中，进行颜色测量有诸多目的，例如为了绘制某一特定工艺的色域图，详细说明各种材料的印刷适性等。为了实现上述目的，测试条上要清晰定义能反映印刷工艺过程的测试色块，这些测试色块能与原稿的数据进行比较分析。另外：这些测试色块的大小及形状在印刷颜色复制过程中也很重要。尤其是工艺和材料的不同会影响到测试块的制作。例如：涂布纸的色域范围比非涂布纸要大得多。

另外一种情况要注意的是在颜色测量时经常需要评价两种颜色之间的不同。在CIE Lab颜色空间中，经常用ΔE来表征两种颜色的不同，ΔE可以通过ΔL^∗、Δa^∗、Δb^∗来进行计算。理论上，ΔE为1时表示人眼对颜色能够识别差别的最小值。实际上，这种一致性受不同颜色空间影响^[5]。因此通常人眼能够识别的色差值往往大于1。在CIEDE2000色空间中ΔE值偏大。尽管ΔE值的定义有局限性，但在印刷工业中应用很广泛。

颜色测量还有第三种情况即同色异谱现象。同色异谱是指两种不同颜色物体在同一光源下呈现相同的颜色。最典型代表，D65光源是印刷工业中常用的标准光源，CIE F2荧光光源作为测试光源用。(www.xing528.com)

颜色测量最常用的是色度计和分光光度计。两种测量仪器都在可见光谱范围内测试样品数据，二者不同主要在于数据处理方式不同。色度计直接测量大量的色度值，分光光度计根据光谱数值直接计算色度值。颜色三刺激值是对颜色的物理光学的描述，可以通过测量仪器进行测量。一个彩色图像可以通过三个彩色滤色片进行测量，因此每个颜色都可以用三刺激值描述。颜色测量用到的三个滤色片与人眼的三类锥体感色细胞是一致的。色度计的构造比分光光度计稍微简单些，只是对于照明体和观察者的使用范围有一定的限制。

在测量颜色时分光光度计应用得比较广泛。它能够测试反射光的波长，分光光度计主要是由照明光源、光电检测系统和微型计算机电子控制系统主要部件组成的。光源发出的光照射到测试样品上，发射光进入到光电检测部分进行检测计算。与色度计相比较，对于检测信号的处理要更复杂一些。

现代的分光光度计功能比较强大。可以用于测量颜色的色品坐标、色域图（例如CIELAB、CIEXYZ、CIELUV）、测量色差（ΔE）印刷品密度以及跟密度相关的其他参数（例如网点扩大、相对反差等），在测量过程中，测试者可以选择不同的测试光源（例如A、C、D65、D50）和分色滤色片。分光光度计的功能多样性会带来一定误差，因此测试者必须清楚目前正在测量什么量。例如：因为测试时选用的标准光源不同，对紫外光的敏感性不同，承印材料中包含有一定的荧光漂白剂，所以在测量时一定需要搞清楚测量的机理^[6]。通过紫外光控制测量过程，从视觉评价角度来说测试结果优于在D65光源下测试。