顏色是三維量，包括明度、色調(diào)、彩度，因此對于顏色的研究需要從明度、色調(diào)、彩度三方面進行討論。為了在色品坐標的均勻性提高的同時，將明度的均勻性與色調(diào)、彩度的均勻性組合起來，形成一個均勻的三維空間，并在此均勻空間對顏色差異性進行評價，CIE提出了多個用于顏色測量的均勻顏色空間。本文對色差儀均勻顏色空間的類型及選擇方法作了介紹。
什么是均勻顏色空間？
所謂的均勻顏色空間就是：在這個顏色空間里，各個不同顏色區(qū)域的數(shù)值變化必須與眼睛對顏色的感覺一致，相同的數(shù)值變化對應(yīng)相同的顏色差別感覺，滿足這個條件的顏色系統(tǒng)就稱為顏色感覺上的均勻顏色空間，色差的計算就要在這樣的均勻顏色空間中進行。
均勻顏色空間本質(zhì)上仍是面向視覺感知的顏色空間，只是在視覺感知方面更為均勻。在對顏色的感知、分類和鑒別中，對顏色的描述應(yīng)該是越準確越好。從圖像處理角度來看，對顏色的描述應(yīng)該與人對顏色的感知越接近越好。從視覺均勻的角度來看，人所感知到的兩種顏色的距離應(yīng)該與這兩個顏色在表達它們的顏色空間中的距離越成比例越好。
如果在顏色空間中任選一點，通過該點的任一方向上相同的距離能表示相同的顏色感覺變化，則稱這樣的顏色空間為均勻顏色空間。均勻顏色空間的確定是試圖完全地按照人類對顏色的感知來劃分顏色。
色差儀均勻顏色空間的類型：
在所有的顏色復(fù)制工業(yè)中，顏色的差異總是存在的，這種差異叫做色差。從數(shù)學角度看，色差大小即為三維空間的兩個坐標點之間的距離大小。但是研究發(fā)現(xiàn)，在顏色空間不同區(qū)域中，間距相同，顏色感知差異卻不同。為了使得兩個顏色之間的差異與人眼產(chǎn)生的視覺感知色差更加一致，研究者們不斷地尋找均勻顏色空間，通過原來的X、Y、Z三刺激值進行坐標變換得出新的更加均勻的顏色空間。目前，CIE1976L*a*b*和CIE1976L*U*V*是色差儀中最常用的均勻顏色空間。
1.CIE1976L*a*b*顏色空間
CIE1976L*a*b*（又稱為CIEL*a*b*或CIELAB）均勻顏色空間與X、Y、Z三刺激值的轉(zhuǎn)換公式如下：
其中，L*是明度坐標，a*和b*是色品坐標，f（X/Xn），f（Y/Yn），f（Z/Zn）分段函數(shù)表達如下：
其中，X、Y、Z是顏色樣本的三刺激值；Xn、Yn、Zn是照明光源顏色的三刺激值。
該均勻顏色空間的色差即三維顏色空間兩點之間的距離△E*ab，計算如下：
在理想顏色空間中，用顏色坐標點之間的距離表示視覺色差的方法，在顏色復(fù)制和顏色控制工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，且大部分現(xiàn)代色差公式都是基于CIELAB 顏色空間之上得到的。
2.CIE1976L*u*v*顏色空間
CIE1976L*u*v*（簡稱為CIELUV）均勻顏色空間用三維坐標系統(tǒng)明度指數(shù)L*和色品指數(shù)u*、v*來表示顏色，改善了CIELAB顏色空間的均勻性，定義公式如下：
與CIE1976L*a*b*相似，L*，u*，v*是X，Y，Z通過非線性變換得到的，同樣用兩點間的距離表示顏色之間的色差：
與CIELAB顏色空間不同，CIELUV顏色空間更多地應(yīng)用于光源色和自發(fā)光色領(lǐng)域，如電視和計算機屏幕色。
色差儀均勻顏色空間選擇方法：
CIBL*u*v*和CIEL*a*b*顏色空間是為了解決顏色的等距度量而建立的，具有均勻明度標尺和均勻色品標尺，其獨立性和均勻性顯然優(yōu)于XYZ空間。但是，由于均勻色品標尺沒有把色調(diào)和飽和度分離開，所以只有一個亮度分量能用于處理，而不能利用彩色圖像的色彩信息，這會把彩色圖像處理限制在灰度圖像處理的范圍，極大地束縛了彩色圖像處理的手腳，也不是應(yīng)選的最佳顏色空間。相對來講，目前推薦的最好用的量化分析顏色的均勻空間。除了繼承XYZ顏色空間的優(yōu)點外，還有兩個新的優(yōu)點：①是顏色差異的規(guī)范化空間；②CIEL*u*v*和CIEL*a*b*顏色可以由圓柱坐標表示，因此可以適應(yīng)不同的需要。由于具有這些優(yōu)點使這種顏色空間在對顏色有嚴格要求的應(yīng)用場合更加實用。
CIE1976L*a*b*均勻顏色空間是CIE1931標準色度學系統(tǒng)的非線性變換，它將XYZ直角坐標顏色空間轉(zhuǎn)換為柱面極坐標，將三刺激值XYZ轉(zhuǎn)換成與眼睛視覺相一致的明度L*和色度a*、b*，其中a*、b*與色調(diào)、飽和度的感覺相一致。ClE1976Lab的優(yōu)點是當顏色的色差大于視覺的識別閾限（恰可察覺）而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級的色差值時，能較好地反映物體色的心理感受效果。
CIE1976L*u*v*均勻顏色空間實際上由CIE1931和CIE1964勻色空間改進而來，使其與代表視覺等間隔的孟塞爾系統(tǒng)靠攏，并將 V坐標增加50%而改善U、V色度圖的均勻性。
CIE1976L*u*v*和CIE1976L*a*b*色空間都有較好的均勻性，兩者都較廣泛地運用于工業(yè)中。由于CIE1976L*u*v*系統(tǒng)中，u*v*色度圖仍保留了馬蹄形的光譜軌跡，較適合于對光源色、彩色電視等工業(yè)部門做研究工具：CIE1976L*a*b*主要用于印刷、染料、顏料及油墨等表面顏色工業(yè)部門。