颜色的混色系统之CIE标准色度系统

第四章颜色的混色系统－－CIE标准色度系统

物体颜色是光刺激人的视觉器官产生的反应，要将观察者的颜色感觉数字化，国际照明委员会(CIE)规定了一套标准色度系统，称为CIE标准色度系统，这一系统是近代色度学的基本组成部分，是色度计算的基础，也是彩色复制的理论基础之一。CIE标准色度学系统是一种混色系统，是以颜色匹配实验为出发点建立起来的。用组成每种颜色的三原色数量来定量表达颜色。4.1颜色匹配4.2CIE标准色度系统4.3视觉的生理基础4.4色度计算方法4.5Yxy与HVC的转换4.6均匀颜色空间4.7同色异谱第四章颜色的混色系统4.1颜色匹配4.1.1色光混合实验4.1.2三刺激值和色度图颜色匹配4.14.1颜色匹配4.1.1色光混合实验

把两种颜色调节到视觉上相同或相等的过程叫作颜色匹配。颜色匹配实验颜色匹配4.1MappingthehumanresponseRedRedGreenGreenBlueBlueTestLamp!WhiteScreenWhiteScreenMaskingScreenMaskingScreenObserver2°2°2°2°

实验证明：三原色的选择是任意的，只要它们相互独立，也就是说任何一个原色不能由其余两个原色相加产生。各种实验方法已表明，无法找到一组三原色能够将自然界中的所有色彩匹配出来。颜色匹配4.14.1.2三刺激值和色度图A.三刺激值

在颜色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色叫做三原色。通常加色混色中使用红、绿、蓝三种颜色光为三原色是为了得到最多的混合色。

颜色匹配实验中，与待匹配色实现颜色匹配时所需要的三原色的数量，称为三刺激值，记作R、G、B。一种颜色与一组R、G、B值相对应，R、G、B值相同的颜色，颜色感觉(外貌)必定相同。颜色匹配4.1

因为一组特定的R、G、B三刺激值在特定的实验和观察条件下代表一个特定的颜色感觉，不同的R、G、B三刺激值代表不同的颜色感觉。因此，所有颜色感觉的集合就构成了一个三刺激值空间，又称为混色空间。在这个空间中，每一个颜色感觉用空间中的一个坐标点来表示。任一个颜色C，在三刺激值空间中可以用坐标原点为起点的矢量来表示，三刺激值R、G、B就是该矢量在三个坐标轴上的分量。颜色匹配4.1B.颜色匹配方程

在三刺激值空间中，颜色可以用一个矢量来表示，这个矢量对应的方程就称为颜色匹配方程或简称为颜色方程，代表匹配颜色感觉所需要的三原色数量之间的关系：C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)颜色匹配4.1C.光谱三刺激激值匹配等能光光谱中各单单色光所需需的三原色色数量称为为光谱三刺激激值，又称称为颜色匹匹配函数C(λ)(C)≡r(λ)(R)+g(λ)(G)+b(λ)(B)，λ∈[380nm，780nm]D.色度坐标和和色度图三原色各自自在R+G+B总量中的相相对比例叫叫做色度坐标，用符号r，g，b来表示。颜色匹配4.1色度坐标与与三刺激值值的关系如如下：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)=1-r-g以色度坐标标r，g表示的平面面图称为色度图。又称为麦克斯韦三三角形。颜色匹配4.1第四章颜颜色的混混色系统4.2CIE为了了统统一一计计算算颜颜色色的的方方法法和和数数值值，，现现代代色色度度学学采采用用CIE所规规定定的的一一系系列列颜颜色色测测量量原理理、、条条件件、、数数据据和和计计算算方方法法，称为为CIE标准准色色度度系系统统。。这这一一色色度度系系统统以以两两组组基基本本颜颜色色视视觉觉实实验验数数据据为为基基础础：CIE1931标准准色色度度观观察察者者光光谱谱三三刺刺激激值值1°°-4°°视视场场CIE1964补充充标标CIE标准色度系统4.24.2.1CIE1931-RGB系统统4.2.2CIE1931XYZ标准准色色度度系系统统4.2CIE标准准色色度度系系统统CIE标准色度系统4.24.2.1CIE1931-RGB系统统A.选择择三三原原色色：：700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B)B.确定定三三原原色色单单位位：：将相相加加匹匹配配出出等等能能白白光光(E光源源)时时三三原原色色各各自自的的数数量量定定为为三三原原色色的的单单位位。。即即从从色色彩彩角角度度，，三三原原色色等等量量（（R=G=B=1)混合合得得到到白白光光。。白光光色色度度r=g=b=1/(1+1+1)=0.33CIE标准色度系统4.22°°视视场场下下用用上上述述选选定定三三原原色色匹匹配配等等能能光光谱谱色色的的R、、G、、B三刺刺激激值值，，用用r,g,b来表表示示。。光光谱谱三三刺刺激激值值曲曲线线如如图图。。这这一一组组函函数数叫叫做做““CIE1931-RGB系统统标标准准色色度度观观察察者者光光谱谱三三刺刺激激值值””，，简简称称““CIE1931-RGB系统标标准色色度观观察者者”。。以此此来代代表人人眼2°视视场的的平均颜颜色视视觉特特性。颜色视视觉特特性CIE标准色度系统4.2r(λλ)g(λλ)b(λλ)λ(nm)435.8546.17000.0三刺激激值0.40.2CIE1931-RGB系统标准色色度观观察者者光谱三三刺激激值曲曲线CIE标准色度系统4.2光谱三三刺激激值与与光谱谱色色色度坐坐标的的关系系式CIE标准色度系统4.2CIE标准色度系统4.2CIE1931-RGB系统色色度图图及(R)、、(G)、、(B)向(X)、、(Y)、、(Z)的转换换光谱轨轨迹：：注意：：出现了了负的的三刺刺激值值与色色度坐坐标值值加入待待匹配配色一一侧视视场的的原色色数量量为负负值。。CIE1931-RGB系统的的光谱谱三刺刺激值值r,g,b是由实实验获获得的的，本本来可可以用用于色色度计计算，，但由由于光光谱三三刺激激值与与色度度坐标标都出出现了了负值值，计计算起起来不不方便便，又又不易易理解解，因因此，，1931年CIE讨论推推荐了了一个个新的的国际际通用用色度度系统统—CIE1931-XYZ系统。。CIE标准色度系统4.21931年CIE在RGB系统的的基础础上，，改用用三个个假想想的原原色X、Y、Z建立了了一个个新的的色度度系统统。将将RGB系统光光谱三三刺激激值进进行转转换后后，变变为以以X、Y、Z三原色色匹配配等能能光谱谱的三三刺激激值，，定名名为““CIE1931标准色色度观观察者者光谱谱三刺刺激值值”，简简称为为“CIE1931标准色色度观观察者者”，，记作作x，y，z或x(λ)，，y(λλ)，，z(λ)。这一一系统统叫做做“CIE1931标准色色度系系统””或““CIE1931-XYZ”系统。。4.2.2CIE1931XYZ标准色色度系系统CIE标准色度系统4.2CIE1931-RGB系统色色度图图及(R)、、(G)、、(B)向(X)、、(Y)、、(Z)的转换换光谱轨轨迹：：CIE1931-XYZ系统三三原色色的选选择考考虑因因素：：（1）要想想消除除负坐坐标值值，必必须使使新三三原色色包围围所有有的颜颜色范范围。。（2）规定定(X)、(Z)两个原原色只只代表表色度度，没没有亮亮度，，全部部亮度度都由由Y刺激值值承担担。（3）光谱谱轨迹迹曲线线从540nm附近到到700nm在r-g色度坐坐标图图上近近似是是一条条135°直线，，直线线上所所有的的颜色色都可可以由由这两两个单单色光光混合合产生生。（4）(Y)(Z)边与光光谱轨轨迹上上波长长为503nm点的切切线相相重合合（5）以相相等数数量的的三刺刺激值值匹配配等能能白光光来确确定XYZ新系统统的三三刺激激值单单位。。X=2.7689R+1.7571G+1.1302BY=1.0000R+4.5907G+0.0601BZ=0.0565G+5.5943BCIE标准色度系统4.2CIE1931标准色色度观观察者者光谱谱三刺刺激值值曲线线图λ(nm)三刺激值z(λ)y(λ)x(λ)1.51.00.5400500600700CIE标准色度系统4.2理想三三原色色在CIE1931RGB色度图图中的的坐标标：rgbX1.275-0.2780.003Y-1.7392.767-0.028Z-0.7430.1411.602CIE标准色度系统4.2光谱光光视效效率能量相相同而而波长长不同同的光光，对对人眼眼所引引起的的亮度度感觉觉是不不同的的。眼眼睛的的灵敏敏度与与波长长的依依赖关关系，，称为为光谱光光视效效率(或称称视见见函数数)。。由于人人眼有有明视视觉和和暗视视觉两两种视视觉功功能，，光谱谱光视视效率率也分分明、、暗两两种。。CIE(国际照照明委委员会会)分分别于于1924年和和1951年根根据不不同科科学家家的实实验结结果规规定了了明视觉觉光谱谱光视视效率率V(λλ)和暗视视觉光光谱光光视效效率Vˊ(λ)。CIE标准色度系统4.2CIE明视觉觉和暗暗视觉觉光谱谱光视视效率率是光光度学学计算算的重重要依依据。。CIE推荐采采用明明视觉觉和暗暗视觉觉光谱谱光视视效率率V(λλ)和Vˊ(λ)作为标准光光度观观察者者，代代表人人眼的的平均均(光光)视视觉特特性。。按照CIE标准光光度观观察者者来评评价的的辐通通量Φe即为光光通量量Фv。。辐通量量与光光通量量的关关系式式为：：明视觉：暗视觉：

CIE标准色度系统4.2式中V(λλ)为明视视觉光光谱光光视效效率；；V′(λ)为暗视视觉光光谱光光视效效率；；Фv,Фv′为光通通量，，单位位是流流明(lm)；ФФe(λ)是以波波长为为自变变量的的辐通通量，，单位位是瓦瓦(W)；；Km=683流明/瓦(lm/w)；Km′′=1755流明/瓦(lm/w)。色度图图可用用来表表示所所有颜颜色的的色度度特性性。色色度图图中心心为白白点（（非彩彩色点点），，光谱谱轨迹迹上的的点代代表不不同波波长的的光谱谱色，，是饱饱和度度最高高的颜颜色，，越接接近色色度图图中心心（白白点）），颜颜色的的饱和和度越越低。。围绕绕色度度图中中心不不同的的角度度，颜颜色的的色调调不同同。0.80.8颜色光光谱由由来CIE1931标准色色度观观察者者的数数据适适用于于2°°视场场的中中央视视觉观观察条条件(视场场范围围1°°-4°)，以以此代代表人人的平均颜颜色视视觉特特性。CIE标准色度系统4.2CIE1931标准色色度系系统的的三刺刺激值值以X、Y、Z表示，，三种种原色色由于于选择择时的的考虑虑，只只有Y值既代表表色度又又代表亮亮度，又又称为亮亮度因数数，而X、Z只代表色色度，与与亮度无无关，所所以y(λ)函数曲线线与明视视觉光谱谱光视效效率V(λ)一致，即即y(λ)=V(λ)。在使用数数字描述述颜色时时，常采采用Yxy表色方法法，即采采用色度度坐标x，y表示颜色色的色度度特征，，用亮度度因数Y表示颜色色的亮度度特征，，这样该该颜色的的外貌就就能完全全唯一地地确定下下来。右右图直观观地表示示这三个个参数之之间的关关系。Yxy立体图CIE标准色度系统4.2第四章颜颜色的的混色系系统4.3CIE1964补充标准准色度系系统补充色度系统4.34.3CIE1964补充标准准色度系系统在大面积视视物观察察条件下下(>4°)，由于杆体体细胞的的参与以以及中央央凹黄色色素的影影响，颜颜色视觉觉会发生生一定的的变化。。主要表表现为饱和度的的降低及及颜色视视场出现现不均匀匀的现象。。实验表表明：人人眼用小小视场观观察颜色色时，颜颜色差异异辨别力力较低。。当观察察视场从从2°增增大到10°时时，颜色色匹配的的精度也也随之提提高。但但视场再再进一步步增大，，颜色匹匹配精度度的提高高就不大大了。补充色度系统4.3为了适应应大视场场颜色测测量的需需要，CIE在1964年又又规定了了一组““CIE1964补充标准准色度观观察者光光谱三刺刺激值””，简称称为“CIE1964补充标准准色度观观察者””，x10(λ)，，y10(λ)，，z10(λ)。这一系系统称为为“CIE1964补充标准准色度系系统”，也叫叫作10°视场场X10Y10Z10色度系统统。CIE1964补充标准准色度系系统三刺刺激值记记作X10，Y10，Z10。补充色度系统4.3在色度测测量与计计算中要要根据观观察视场场的大小小选择CIE1964或CIE1931标准色度度观察者者数据来来代表人人眼的平均颜色色视觉特特性。补充色度系统4.3第四章颜颜色的的混色系系统4.4CIE色度计算算方法CIE色度计算方法4.44.4.1三刺激值值与色度度坐标的的计算4.4.2颜色相加加的计算算4.4CIE色度计算算方法CIE色度计算方法4.44.4.1三刺激值值与色度度坐标的的计算光源或物物体的颜颜色是由由进入眼眼睛的不不同波长长的光混混合而成成的感觉觉。我们们把进入眼睛睛的光能能量随波波长的分分布称为为颜色刺刺激函数数Φ(λ)。Φ(λ)根据被测测对象不不同，有有不同的的计算方方法。即即＝Ｓ(λ)对于照明明体或光光源对对于透透明物体体对于非透透明物体体CIE色度计算方法4.4而人眼对对不同波波长的颜颜色刺激激感觉强强度不同同，只有Φ(λλ)与该波长长的CIE光谱三刺刺激值的的乘积才才是由这这个波长长的颜色色刺激所所引起的的颜色感感觉。根据颜颜色相加加原理，，总的颜色色感觉应应是各波波长颜色色感觉的的总和。因此，，三刺激激值的计计算公式式为：X=k∫∫λΦ(λ)x(λλ)dλλX10=k10∫λΦ(λ)x10(λ)dλY=k∫∫λΦ(λ)y(λλ)dλλY10=k10∫λΦ(λ)y10(λ)dλZ=k∫∫λΦ(λ)z(λλ)dλλZ10=k10∫λΦ(λ)z10(λ)dλλ范围取380-780nmCIE色度计算方法4.4在实际计计算中，，用求和和来近似似积分，，求和的的表达式式为：或CIE色度计算方法4.4Ｓ(λ)一般采用用CIE规定的标标准照明明体，具具体采用用哪种照照明体由由被测物物体的具具体情况况而定，，例如物物体是在在日光下下观察时时可用D65或B、C照明体，，而在灯灯光下观观察时可可用A照明体。。或式中的常常数K和K10叫做归化化系数，，它是将将照明体体(或光光源)的的Y值调整为为100时得出出的，即即：CIE色度计算方法4.4此式中的的S(λ)=∮∮(λ)。由于K是这样定定义的，，于是当当∮(λ)＝Ｓ(λ)τ(λ)时，Y为物体的的光透过过率；当当∮(λ)＝Ｓ(λ)ρρ(λ)时，Y为物体的的光反射射率。CIE色度计算方法4.4相对功率率反射率三刺激值值红颜色的光光谱特性性！！！！S(λ)ρ(λ)Φ(λ)=S(λ)ρ(λλ)CIE色度计算方法4.4红相对功率率反射率Φ(λ)红计算出物物体的三三刺激值值以后，，再按下下式将其其转换为为物体的的色度坐坐标，即即：或CIE色度计算方法4.44.4.2颜色相加加的计算算A．计算法法当两种或或两种以以上已知知三刺激激值的颜颜色光相相加混合合，混合合色的三三刺激值值等于各各色光三三刺激值值之和。。X=X1+X2+…+XnY=Y1+Y2+…+YnZ=Z1+Z2+…+Znn为组成混混合色的的色光数数量。CIE色度计算方法4.4混合色的的色度坐坐标在三三刺激值值计算之之后就可可求得:当已知两两种颜色色的色度度坐标x，y及亮度Y而要求混混合色的的色度坐坐标时，，因为混混合色的的色度坐坐标与已已知色的的色度坐坐标之间间没有线线性叠加加的关系系，所以以必须先先求出各各颜色的的三刺激激值，可可采用下下面公式式：CIE色度计算方法4.4B．作图法法在CIE1931x-y色度图上上，两种种颜色相相加产生生的第三三种颜色色总是位位于连接接两种颜颜色的直直线上。。这一新新颜色在在直线上上的位置置取决于于两种颜颜色的三三刺激值值总和的的比例。。按重心心原理，，混合色色的色度度点被拉拉向比例例大的颜颜色那一一侧。CIE色度计算方法4.4P为颜色1,Ｑ为为颜色2，M为P+Q的混合色色。C1和C2分别为颜颜色1和和2的三三刺激值值之和，，即：C1=X1+Y1+Z1C2=X2+Y2+Z2根据重力力中心定定律：CIE色度计算方法4.4第四章颜颜色的的混色系系统4.5混色系统统表色法法Yxy与显色系统统表色法法HVC的转换Yxy与HVC的转换4.54.5.1颜色的客客观三属属性4.5.2HVC与Yxy两种表色色方法的的数值转转换4.5混色系统统表色法法Yxy与显色系系统表色色法HVC的转换Yxy与HVC的转换4.54.5.1颜色的客客观三属属性—主波长、、纯度和和亮度因因数A.主波长一般情况况下，物物体表面面色所反反射的能能量集中中部位的的波长就就是该颜颜色的主主波长，，主要用用来表示示物体色色的色相相。Yxy与HVC的转换4.5从色度图图中白点点W(x0,y0)向样品色色色度点点S(x，，y)作直线并并延长交交光谱轨轨迹上一一点L，这一点光光谱色的的波长就就是该颜颜色样品品的主波波长λd，主波长光光谱色与与白光按按一定比比例混合合可以匹匹配出样样品色。。补色波长长记作-λd或λcYxy与HVC的转换4.5除作图法法外，还还可以用用计算法法。计算方法法是根据据样品色色的色度度坐标以以及照射射光源C的坐标计计算直线线的斜率率，然后后查读出出直线与与光谱轨轨迹的交交点，定定出主波波长。计算时需需要查阅阅《CIE标准光源源A、B、C、E（等能光光源）恒恒定主波波长线的的斜率表表》。该方法法计算精精度可达达1nm以内。Yxy与HVC的转换4.5B.纯度色纯度表表示样品品色与其其主波长长光谱色色的接近近程度，，以符号号Pe表示。色纯度可可大致反反映颜色色的饱和和度。用白点到到样品点点的距离离WS与白点到到主波长长点的距距离WL之比来表表示，即即Yxy与HVC的转换4.5当Pe=1时，表明明样品色色就是光光谱色，，饱和度度最高。。当Pe=0时，表明明样品色色就是白白色，是是非彩色色，饱和和度为0。Yxy与HVC的转换4.5C.亮度因数数印刷品表表面色的的明暗程程度，直直接用三三刺激值值中的Y值来表示示，通常常称为亮度因数数（或简称称亮度）），用百百分数表表示。Yxy与HVC的转换4.54.5.2HVC与Yxy两种表色色方法的的数值转转换（1）首先将将亮度因因数Y%用查表的的方法求求出与之之对应的的孟塞尔尔明度值值V。（2）依此明明度值V，找出与与之对应应的CIE色度图（3）按已知知的色度度坐标x,y在该明度度值V的色度图图上描点点，求H和C值。（4）最后综综合起来来就是所所求色样样的HVC值，从而而完成由由Y,x,y表色法到到HVC表色法的的转换。。Yxy与HVC的转换4.5A.亮度因数数Y与孟塞尔尔明度值值V的转换原原理孟塞尔第第10级明度值值由理想想的完全全漫反射射体代表表，其反反射率为为1.然而没有有一种材材料的表表面具有有完全漫漫反射的的性质。。实用中中，这一一系统的的所有Y值都是以以氧化镁镁作为标标准的，，并规定定氧化镁镁的亮度度因数Y=100，而氧化化镁的实实际反射射率约为为97.5%,因此，孟孟塞尔第第10级明度值值的亮度度因数Y0=100/0.975=102.57。根据视视觉实验验所得结结果，孟孟塞尔明明度值与与亮度因因数之间间的关系系如图所所示Yxy与HVC的转换4.5Yxy与HVC的转换4.5图中的曲曲线表明明，亮度度因数Y与明度值值V之间是非非线性关关系。它它们之间间的函数数关系，，可用五五次多项项式表示示：上式的最最佳观察察条件是是以Y≈20%的中性灰灰色为背背景。孟孟塞尔明明度值V与亮度因因数Y之间的数数值关系系如表所所示。Yxy与HVC的转换4.5V109876543210Y102.5778.6659.1043.0630.0519.7712.006.5533.1261.2100B.色度坐标标x,y与色相H、彩度C的转换在孟塞尔尔颜色系系统中，，对于明明度值相相同的颜颜色样品品只有色色相和彩彩度两维维坐标的的变化，，这在CIE1931色度图上上，就意意味着只只有色度度坐标x、y的不同，，在孟塞尔尔新标系系统中，，按照1~9的9个明度等等级，根根据视觉觉实验，，分别在在CIE色度图上上绘制出出恒定色色相轨迹迹和恒定定彩度轨轨迹线。。这9张恒定色色相轨迹迹和恒定定彩度轨轨迹图就就是我们们将CIE1931色度学系系统(Yxy表色法)与孟塞尔尔系统（（HVC表色法））相互转转换的依依据。Yxy与HVC的转换4.5分析这9张不同明明度的色色度图可可以看出出，在明明度值为为4/、5/、6/时，彩度度轨迹的的数量最最多，比比明度值值9/时占色度度图更大大的面积积。这意意味着，，在中等等明度值值4/～6/时有产生生最大饱饱和度表表面色的的可能性性，而在在明度值值9/时（亮度度因数Y=79），不可可能有非非常饱和和的颜色色，特别别是在色色度图的的蓝、紫紫、红部部分更是是如此。。随着明明度的降降低，每每一恒定定的彩度度轨迹圈圈急剧增增大，依依据在明明度值1/时（亮度度因数Y=1.210），彩度度/4的轨迹已已经包括括明度值值9/的全部颜颜色，这这表明人人眼分辩辩饱和度度的能力力随明度度的降低低而降低低，明度度值为1/时，在色色度图中中黄、绿绿部分只只剩下很很少几个个恒定彩彩度轨迹迹，这表表明，在在明度降降低时，，黄、绿绿色只有有很低的的饱和度度。练习题求品红Y=24.69，x=0.4020，y=0.2410的实地印印刷色样样的孟塞塞尔HVC值（即孟孟塞尔标标号）Yxy与HVC的转换4.5C.Yxy与HVC两种表色方方法的讨论论（1）恒定主波长长并不等于于恒定色相相。在明明度度相相同同的的彩彩度度图图中中，，恒恒定定色色相相轨轨迹迹上上的的颜颜色色，，当当其其彩彩度度改改变变时时，，它它的的主主波波长长亦亦不不相相同同。。主波波长长并并不不能能准准确确代代表表人人的的色色相相视视知知觉觉。。（2）纯度度并并不不对对应应于于相相等等的的饱饱和和度度。纯度度的的概概念念是是把把整整个个光光谱谱颜颜色色的的纯纯度度人人为为的的规规定定为为100.孟塞塞尔尔新新标标系系统统表表明明，，各各恒恒定定彩彩度度轨轨迹迹圈圈随随明明度度值值的的增增大大而而趋趋于于缩缩小小。。也也就就是是说说，，一一个个在在视视觉觉上上彩彩度度固固定定的的颜颜色色，，它它在在明明度度值值高高的的色色度度图图上上的的位位置置，，更更接接近近中中性性色色度度点点，，因因而而具具有有较较低低的的纯纯度度，，而而同同一一颜颜色色在在明明度度值值低低的的色色度度图图上上就就有有较较高高的的纯纯度度。。Yxy与HVC的转换4.5孟塞塞尔尔新新标标系系统统的的色色相相H，明明度度值值V和彩彩度度C反映映了了物物体体颜颜色色的的心心理理规规律律，，它它们们分分别别代代表表了了人人的的颜颜色色视视觉觉对对色色彩彩判判断断的的主主观观感感觉觉特特性性，，而而主主波波长长，，纯纯度度和和亮亮度度因因数数所所反反映映的的是是颜颜色色的的客客观观物物理理性性质质，，是是外外部部刺刺激激的的特特征征。。二二者者之之间间是是紧紧密密联联系系的的，，但但并并不不能能准准确确相相等等。。Yxy与HVC的转换4.5Yxy与HVC的转换4.5（3）Yxy与HVC表色色法法在在使使用用上上的的区区别别。自自然然界界的的颜颜色色可可以以分分为为：：HVC表色色法法只只能能用用在在表表面面色色，，其其余余均均要要用用Y,x,y表色色法法自然颜色光源色物体色表面色（光从物体表面反射呈色）透射色（光透过物体呈色）第四四章章颜颜色色的的混混色色系系统统4.6均匀匀颜颜色色空空间间均匀颜色空间4.64.6.1寻找找均均匀匀颜颜色色空空间间的的目目的的4.6.2CIE1976L*a*b*均匀匀颜颜色色空空间间及及色色差差公公式式4.6.3CIE1976L*u*v*均匀颜色空间间及色差公式式4.6均匀颜色空间间均匀颜色空间4.64.6.1寻找均匀颜色色空间的目的的CIEXYZ色度系统解决决了颜色的定定量描述与计计算的问题，，但它的色度度空间在视觉觉上是不均匀匀的，空间中中相同的距离离所带来的视视觉上差异是是不同的。均匀颜色空间4.6麦克亚当颜色色宽容量示意意图:在CIEx-y色度图中以不不同位置上椭椭圆的大小和和方向表示颜颜色宽容量我们把人眼感感觉不到颜色色差异的变化化范围叫做颜色的宽容量量。均匀颜色空间4.6莱特颜色宽容容量示意图均匀颜色空间4.6在如印刷等需需要处理物体体表面色的行行业，经常遇遇到的问题是是需要去鉴别别颜色的差别别，要用数量来描述述颜色的差别，简称为色差。因此，需要寻寻找一个均匀颜色空间间，使得该空间间中的每一个个点代表一种种颜色，空间间中的距离大大小与视觉上上色彩感觉差差别成正比，，相同的距离代代表相同的色色差。均匀颜色空间4.6寻找更加均匀匀的颜色空间间颜色空间的坐坐标是可以任任意选择的。各色空间坐标标之间可以采采用数学的方方法进行相互互变换，而不不会改变其本本身的物理意意义。新的颜色空间间的三个坐标标一定要由原原来的X、Y、Z三刺激值换算算得出。均匀颜色空间4.61960年CIE1960UCS均匀色度图CIE1964W*U*V*均匀色空间1976年CIE1976L*u*v*色空间(CIELUV)CIE1976L*a*b*色空间(CIELAB)国际印刷领域域采用CIEL*a*b*均匀色空间系系统作为印刷刷色彩的颜色色匹配与评价价的方法。这一匀色空间间的优点是当当颜色的色差差大于视觉的的识别阈限（（恰可察觉））而又小于孟孟塞尔系统中中相邻两级的的色差值时，，能较好的反反映物体色的的心理感受效效果。均匀颜色空间4.64.6.2CIE1976L*a*b*均匀颜色空间间及色差公式式CIE1976L*a*b*均匀颜色空间间用明度指数L*，色度指数a*，b*三维坐标系统统来表示：CIEL*a*b*CIEXYZ式中：X、Y、Z：：颜色样品的三三刺激值；X0，Y0，Z0：CIE标准照明体的的三刺激值。。均匀颜色空间4.6L*a*b*均匀颜色空间间示意图均匀颜色空间4.6红绿黄蓝黄绿橙紫蓝绿黑白+a*-a*-b*+b*L*=10L*=0灰均匀颜色空间4.6均匀颜色空间4.6均匀颜色空间4.6色相角的范围围在0°-360°，以以正a*轴作为0°。。均匀颜色空间4.6色差就是指用用数值的方式式表示两种颜颜色给人色彩彩感觉上的差差别。均匀颜色空间4.6均匀颜色空间4.6式中：假定1为样品色，，2为标准色色明度差△L*=L1*-L2*正值时表示样样品色比标准准色浅，负值时则表示示样品色深，，明度低。色度差△a*=a1*-a2*正值表示样品品色比标准色色偏红，负值表示样品品色偏绿。△b*=b1*-b2*正值表示样品品色比标准色色偏黄，负值表示样品品色偏蓝。均匀颜色空间4.6色相角差△H*=H1*-H2*正值表示样品品色位于标准准色的逆时针针方向上。负值表示样品品色位于标准准色的顺时时针方向上。均匀颜色空间4.61939年，美国国家家标准局采纳纳了贾德等的的建议而推行行色色差差计算公式，，并按此公式式计算颜色差差别的大小，，以绝对值1作为一个单位位，称为“NBS色差单位”。。一个NBS单位大约相当当于视觉色差差识别阈值的的5倍。如果与孟孟塞尔系统中中相邻两级的的色差值比较较，则1NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值值，0.15孟塞尔彩度值值，2.5孟塞尔色相值值（彩度为1）；孟塞尔系系统相邻两个个色差的差别别约为10NBS单位。后来新新开发的色差差公式都与NBS单位大略相同同（不是相等等）。用不同的色差差公式计算得得到的色差值值是不同的，，而且彼此不不存在简单的的换算关系。。均匀颜色空间4.6色差△E*ab=1时称为1个NBS(美国国家标准准局的缩写)色差单位。。NBS单位与颜色差差别感觉程度度NBS单位色差值感觉色差程度0.0~0.5痕迹0.5~1.5轻微1.5~3可觉察3.0~6.0可识别6.0~12