色差仪作为颜色比对仪器,其内部配置了不同类型的颜色空间,Hunter Lab和CIELab颜色空间是其中比较常见的两个颜色空间,这两个颜色空间在对颜色进行描述时,都是以Lab进行表示。那么,色差仪Hunter Lab和CIELab数据可以混用吗?Hunter Lab和CIELab值怎么转换?下文对色差仪Hunter Lab和CIELab颜色空间及LAB值的转换方法做了介绍。

Hunter Lab颜色空间由Hunter提出均匀颜色空间,采用L、a、b三个正交坐标描述颜色:L代表明度,取值0~100,0为黑、100为白;a为红绿色轴,正值偏红、负值偏绿;b为黄蓝色轴,正值偏黄、负值偏蓝。其坐标由CIE XYZ三刺激值经平方根变换推导,计算简单,对光源波动敏感度较低,早期广泛用于造纸、食品、涂料行业,HunterLab品牌测色仪器长期沿用这一体系,但整体均匀性不如后续标准。
CIELab颜色空间是国际照明委员会在Hunter Lab颜色空间基础上改进推出的现行标准均匀颜色空间,同样用L*、a*、b*三维坐标,含义与Hunter Lab对应:L*明度、a*红绿色、b*黄蓝色。其坐标采用立方根变换,色轴增益和明度曲线经过优化,颜色感知均匀性更好,是目前色差仪、颜色管理行业的国际通用基准。

HunterLab与CIELab虽然都叫Lab,但它们是两套算法、两个标尺,数值之间没有一一对应关系,因此不能把一套仪器的HunterLab数值和另一套CIELab数值直接放在一起做比对、合并统计或跨批次比较。这样会得出错误的色差结论,尤其在跨仪器、跨部门、跨供应商时最容易造成判定误判。同一颜色在两套空间里算出的L、a、b数字和ΔE都会不同,若将标准样的Hunter Lab数据与批次样的CIELab数据直接比对,或跨空间计算ΔE,会得出错误的色差判定,甚至把合格样品误判为不合格。
要想使Hunter Lab和CIELab数据具有可比性,正确的做法是统一标尺或经换算后再混用。混用的前提是先把数据换算到同一标尺:在知道测量时的光源与观察视场前提下,通过CIE三刺激值X、Y、Z作为桥梁,把一方Lab反算回X、Y、Z,再用另一方的公式正算出来,即可在同一条标尺下对比。现代色差仪大多内置了两套空间的实时切换或自动换算功能,只要保证整批数据、同一观察条件、同一标尺,就可以放心使用。客户合同或行业标准若明确指定Hunter Lab格式,则在色差仪内切换对应模式输出并标注;新建品控体系优先采用CIELab,避免后续跨空间混用带来的数据混乱。

HunterLab颜色空间和CIELab颜色空间都是基于同一个CIE XYZ三刺激值、在同一参考白前提下导出的空间,因此两套Lab之间可以通过CIE XYZ三刺激值作为中间桥梁进行转换,一共分两步进行,路径是=“HunterLab→XYZ→CIELab”两步。先做HunterLab反算(已知L、a、b及参考白Xn、Yn、Zn):Y=Yn·(L/100)2;X=Xn·[Y/Yn+(a/Ka)·(L/100)];Z=Zn·[Y/Yn·(b/Kb)·(L/100)],其中Ka、Kb是与参考白相关的标定常数。得到X、Y、Z后,再做CIELab正算:L*=116·f(Y/Yn)-16;a*=500·[f(X/Xn)-f(Y/Yn)];b*=200·[f(Y/Yn)-f(Z/Zn)],其中f(t)在t>(6/29)3时取t(1/3),否则用(841/108)t+16/116的线性分支。整个换算的关键前提是两套数据必须标注同一观察条件,否则桥梁失真、结果无效。
换算时需注意两个关键前提:一是Ka、Kb系数与光源/观察者条件绑定,经典条件下(C光源、2°观察者)Ka≈172.5、Kb≈82.5,D65或10°观察者下系数会变化,必须确认原始Hunter Lab数据所依据的光源与观察者角度,否则反推XYZ本身就有偏差;二是参考白Xn、Yn、Zn也要与原测量条件一致。工程实践中不建议手工反算,可直接在色差仪中选择“Hunter Lab→CIELab”转换功能,或先保存原始XYZ数据再按目标空间重新输出,以避免系数和分段函数引入误差。
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