L*a*b* 是什麼？

L*a*b*，又稱 CIE L*a*b* 或 CIELAB 色彩空間，是由 CIE（International Commission on Illumination，國際照明委員會）建立的一套三維色彩表示方法。

它的目的，是把人眼看到的顏色轉換成可以量化、比較與管理的數字，因此目前廣泛使用於塑膠、塗料、汽車、紡織、電子、食品、化妝品與其他工業色彩品質管理。

CIE 將 CIELAB 定義為一個「近似視覺均勻」的三維色彩空間，使用 L*、a*、b* 三個座標表示顏色。

L*、a*、b* 分別代表什麼？

L* 代表明度（Lightness）。

L* 數值約從 0 到 100：

• L* = 0：黑色

• L* 越高：顏色越亮

• L* = 100：理想白色

因此，如果兩個灰色樣品分別為：

L* = 50
L* = 60

在其他條件相近時，L*=60 的樣品會比較亮。

a* 代表紅色－綠色方向。

• +a*：偏紅

• −a*：偏綠

• a* 越接近 0：紅／綠成分越弱

例如：

a* = +30 → 偏紅
a* = −30 → 偏綠

b* 代表黃色－藍色方向。

• +b*：偏黃

• −b*：偏藍

• b* 越接近 0：黃／藍成分越弱

例如：

b* = +40 → 偏黃
b* = −40 → 偏藍

因此，可以簡單記成：

L* = 明／暗
a* = 紅／綠
b* = 黃／藍

為什麼工業色彩管理需要 L*a*b*？

如果只用肉眼描述顏色，常會出現：

「這個比較紅。」

「這批比較黃。」

「這個看起來比較暗。」

這些描述很主觀，不同人可能有不同判斷。

使用 L*a*b* 後，就可以將差異變成數字。

例如：

標準品：

L* = 50.00
a* = 20.00
b* = 30.00

生產樣品：

L* = 51.00
a* = 18.50
b* = 31.00

就可以進一步得到：

ΔL* = +1.00
代表樣品比標準品亮。

Δa* = −1.50
代表樣品往綠色方向偏移，也就是比標準品「較不紅」。

Δb* = +1.00
代表樣品比標準品更黃。

這種表示方式可以讓客戶、供應商與不同工廠使用相同數據溝通，而不是只靠人眼描述。

L*a*b* 是怎麼計算出來的？

CIELAB 並不是儀器直接「看到」L*、a*、b*。

分光測色儀會先取得樣品的光譜反射率或透射率，再結合：

標準光源＋標準觀察者

計算 CIE XYZ 三刺激值，最後再由 XYZ 轉換成 L*a*b*。

依 CIE 定義：

L* = 116 f(Y/Yn) − 16

a* = 500 [f(X/Xn) − f(Y/Yn)]

b* = 200 [f(Y/Yn) − f(Z/Zn)]

其中：

X、Y、Z 是被測顏色的三刺激值。

Xn、Yn、Zn 則是指定參考白的三刺激值。

CIE 的正式定義也指出，CIELAB 是由 XYZ 經非線性轉換得到的三維近似均勻色彩空間。

L*a*b* 有什麼國際標準？

最重要的國際標準是：

ISO/CIE 11664-4:2019
Colorimetry — Part 4: CIE 1976 L*a*b* colour space

此標準正式規範：

• CIE 1976 L*a*b* 色彩座標的計算方法

• 明度、彩度與色相相關計算

• 在 CIELAB 色彩空間中計算色彩距離的方法

ISO/CIE 11664-4:2019 可使用 CIE 1931 標準色度系統或 CIE 1964 標準色度系統所得到的三刺激值來計算 L*a*b*。此標準在 2024 年完成系統性審查後確認繼續有效。

因此，如果企業希望建立可以跨客戶、供應商或工廠交換的 L*a*b* 數據，建議同時指定：

量測幾何結構＋SCI／SCE＋標準光源＋標準觀察者＋測量口徑＋L*a*b* 色彩空間

例如：

d:8、SCI、D65、10°、L*a*b*

這樣的色彩數據才具有較完整的可比較條件。

L*a*b* 和 ΔE 有什麼關係？

L*a*b* 是用來描述「這個顏色在哪裡」。

ΔE 則是用來描述：

兩個 L*a*b* 顏色之間相差多少。

最基本的 CIE 1976 色差公式為：

ΔE*ab = √[(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²]

因此，可以簡單理解：

L*a*b* = 顏色座標

ΔE = 兩個顏色座標之間的距離

ISO/CIE 11664-4:2019 也包含在 CIELAB 空間中距離表示色差大小的方法。

但若需要更接近人眼感知的色差評估，也可以進一步使用：

CIE94
CMC(l:c)
CIEDE2000（ΔE00）

等色差公式。