色彩學(xué)-顏色的混色系統(tǒng)-CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法

第四章顏色混色系統(tǒng)－－CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

物體顏色是光刺激人視覺器官產(chǎn)生反應(yīng)，要將觀察者顏色感覺數(shù)字化，國際照明委員會(huì)(CIE)要求了一套標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，稱為CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是近代色度學(xué)基本組成部分，是色度計(jì)算基礎(chǔ)，也是彩色復(fù)制理論基礎(chǔ)之一。CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)混色系統(tǒng)，是以顏色匹配試驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)建立起來。用組成每種顏色三原色數(shù)量來定量表示顏色。第1頁4.1顏色匹配4.2CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.3視覺生理基礎(chǔ)4.4色度計(jì)算方法4.5Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.6均勻顏色空間4.7同色異譜第2頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.1顏色匹配第3頁4.1.1色光混合試驗(yàn)4.1.2三刺激值和色度圖顏色匹配4.14.1顏色匹配第4頁4.1.1色光混合試驗(yàn)

把兩種顏色調(diào)整到視覺上相同或相等過程叫作顏色匹配。顏色匹配試驗(yàn)顏色匹配4.1第5頁MappingthehumanresponseRedRedGreenGreenBlueBlueTestLamp!WhiteScreenWhiteScreenMaskingScreenMaskingScreenObserver2°2°2°2°第6頁

試驗(yàn)證實(shí)：三原色選擇是任意，只要它們相互獨(dú)立，也就是說任何一個(gè)原色不能由其余兩個(gè)原色相加產(chǎn)生。各種試驗(yàn)方法已表明，無法找到一組三原色能夠?qū)⒆匀唤缰腥可势ヅ涑鰜?。顏色匹?.1第7頁4.1.2三刺激值和色度圖A.三刺激值

在顏色匹配中，用于顏色混合以產(chǎn)生任意顏色三種顏色叫做三原色。通常加色混色中使用紅、綠、藍(lán)三種顏色光為三原色是為了得到最多混合色。

顏色匹配試驗(yàn)中，與待匹配色實(shí)現(xiàn)顏色匹配時(shí)所需要三原色數(shù)量，稱為三刺激值，記作R、G、B。一個(gè)顏色與一組R、G、B值相對應(yīng)，R、G、B值相同顏色，顏色感覺(外貌)必定相同。顏色匹配4.1第8頁

因?yàn)橐唤M特定R、G、B三刺激值在特定試驗(yàn)和觀察條件下代表一個(gè)特定顏色感覺，不一樣R、G、B三刺激值代表不一樣顏色感覺。所以，全部顏色感覺集合就組成了一個(gè)三刺激值空間，又稱為混色空間。在這個(gè)空間中，每一個(gè)顏色感覺用空間中一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)來表示。任一個(gè)顏色C，在三刺激值空間中能夠用坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)矢量來表示，三刺激值R、G、B就是該矢量在三個(gè)坐標(biāo)軸上分量。顏色匹配4.1第9頁B.顏色匹配方程

在三刺激值空間中，顏色能夠用一個(gè)矢量來表示，這個(gè)矢量對應(yīng)方程就稱為顏色匹配方程或簡稱為顏色方程，代表匹配顏色感覺所需要三原色數(shù)量之間關(guān)系：C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)顏色匹配4.1第10頁C.光譜三刺激值

匹配等能光譜中各單色光所需三原色數(shù)量稱為光譜三刺激值，又稱為顏色匹配函數(shù)。用符號ｒ，ｇ，ｂ或r(λ)，g(λ)，b(λ)表示。C(λ)(C)≡r(λ)(R)+g(λ)(G)+b(λ)(B)，λ∈[380nm，780nm]D.色度坐標(biāo)和色度圖三原色各自在R+G+B總量中相對百分比叫做色度坐標(biāo)，用符號r，g，b來表示。顏色匹配4.1第11頁色度坐標(biāo)與三刺激值關(guān)系以下：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)=1-r-g以色度坐標(biāo)r，g表示平面圖稱為色度圖。又稱為麥克斯韋三角形。顏色匹配4.1第12頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.2CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)第13頁

為了統(tǒng)一計(jì)算顏色方法和數(shù)值，當(dāng)代色度學(xué)采取CIE所要求一系列顏色測量原理、條件、數(shù)據(jù)和計(jì)算方法，稱為CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。這一色度系統(tǒng)以兩組基本顏色視覺試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)：CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值1°-4°視場CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值大于4°視場、10°視場左右CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第14頁4.2.1CIE1931-RGB系統(tǒng)4.2.2CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第15頁4.2.1

CIE1931-RGB系統(tǒng)A.選擇三原色：700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B)B.確定三原色單位：將相加匹配出等能白光(E光源)時(shí)三原色各自數(shù)量定為三原色單位。即從色彩角度，三原色等量（R=G=B=1)混合得到白光。白光色度r=g=b=1/(1+1+1)=0.33CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第16頁2°視場下用上述選定三原色匹配等能光譜色R、G、B三刺激值，用r,g,b來表示。光譜三刺激值曲線如圖。這一組函數(shù)叫做“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。以此來代表人眼2°視場平均顏色視覺特征。顏色視覺特征CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第17頁r(λ)g(λ)b(λ)λ(nm)435.8546.17000.0三刺激值0.40.2CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線

CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第18頁光譜三刺激值與光譜色色度坐標(biāo)關(guān)系式

CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第19頁CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第20頁CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)轉(zhuǎn)換光譜軌跡：第21頁注意：出現(xiàn)了負(fù)三刺激值與色度坐標(biāo)值

加入待匹配色一側(cè)視場原色數(shù)量為負(fù)值。

CIE1931-RGB系統(tǒng)光譜三刺激值r,g,b是由試驗(yàn)取得，原來能夠用于色度計(jì)算，但因?yàn)楣庾V三刺激值與色度坐標(biāo)都出現(xiàn)了負(fù)值，計(jì)算起來不方便，又不易了解，所以，1931年CIE討論推薦了一個(gè)新國際通用色度系統(tǒng)—CIE1931-XYZ系統(tǒng)。CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第22頁

1931年CIE在RGB系統(tǒng)基礎(chǔ)上，改用三個(gè)假想原色X、Y、Z建立了一個(gè)新色度系統(tǒng)。將RGB系統(tǒng)光譜三刺激值進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，變?yōu)橐訶、Y、Z三原色匹配等能光譜三刺激值，定名為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”，記作x，y，z或x(λ)，y(λ)，z(λ)

。這一系統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”或“CIE1931-XYZ”系統(tǒng)。

4.2.2CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第23頁CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)轉(zhuǎn)換光譜軌跡：第24頁CIE1931-XYZ系統(tǒng)三原色選擇考慮原因：（1）要想消除負(fù)坐標(biāo)值，必須使新三原色包圍全部顏色范圍。（2）要求(X)、(Z)兩個(gè)原色只代表色度，沒有亮度，全部亮度都由Y刺激值負(fù)擔(dān)。（3）光譜軌跡曲線從540nm附近到700nm在r-g色度坐標(biāo)圖上近似是一條135°直線，直線上全部顏色都能夠由這兩個(gè)單色光混合產(chǎn)生。（4）(Y)(Z)邊與光譜軌跡上波長為503nm點(diǎn)切線相重合（5）以相等數(shù)量三刺激值匹配等能白光來確定XYZ新系統(tǒng)三刺激值單位。第25頁X=2.7689R+1.7571G+1.1302BY=1.0000R+4.5907G+0.0601BZ=0.0565G+5.5943BCIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第26頁

CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線圖λ(nm)三刺激值z(λ)y(λ)x(λ)1.51.00.5400500600700CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第27頁理想三原色在CIE1931RGB色度圖中坐標(biāo)：

rgbX1.275-0.2780.003Y-1.7392.767-0.028Z-0.7430.1411.602CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第28頁第29頁

光譜光視效率

能量相同而波長不一樣光，對人眼所引發(fā)亮度感覺是不一樣。眼睛靈敏度與波長依賴關(guān)系，稱為光譜光視效率(或稱視見函數(shù))。因?yàn)槿搜塾忻饕曈X和暗視覺兩種視覺功效，光譜光視效率也分明、暗兩種。

CIE(國際照明委員會(huì))分別于1924年和1951年依據(jù)不一樣科學(xué)家試驗(yàn)結(jié)果要求了明視覺光譜光視效率V(λ)和暗視覺光譜光視效率Vˊ(λ)。CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第30頁第31頁

CIE明視覺和暗視覺光譜光視效率是光度學(xué)計(jì)算主要依據(jù)。CIE推薦采取明視覺和暗視覺光譜光視效率V(λ)和Vˊ(λ)作為標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者，代表人眼平均(光)視覺特征。按照CIE標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者來評價(jià)輻通量Φe即為光通量Фv。輻通量與光通量關(guān)系式為：明視覺：暗視覺：

CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第32頁

式中V(λ)為明視覺光譜光視效率；V′(λ)為暗視覺光譜光視效率；Фv,Фv′為光通量，單位是流明(lm)；Фe(λ)是以波長為自變量輻通量，單位是瓦(W)；Km=683流明/瓦(lm/w)；Km′=1755流明/瓦(lm/w)。第33頁

色度圖可用來表示全部顏色色度特征。色度圖中心為白點(diǎn)（非彩色點(diǎn)），光譜軌跡上點(diǎn)代表不一樣波長光譜色，是飽和度最高顏色，越靠近色度圖中心（白點(diǎn)），顏色飽和度越低。圍繞色度圖中心不一樣角度，顏色色調(diào)不一樣。0.80.8第34頁顏色光譜由來

CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者數(shù)據(jù)適合用于2°視場中中央電視臺覺觀察條件(視場范圍1°-4°)，以此代表人平均顏色視覺特征。CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第35頁

CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)三刺激值以X、Y、Z表示，三種原色因?yàn)檫x擇時(shí)考慮，只有Y值既代表色度又代表亮度，又稱為亮度因數(shù)，而X、Z只代表色度，與亮度無關(guān)，所以y(λ)函數(shù)曲線與明視覺光譜光視效率V(λ)一致，即y(λ)=V(λ)。

在使用數(shù)字描述顏色時(shí)，常采取Yxy表色方法，即采取色度坐標(biāo)x，y表示顏色色度特征，用亮度因數(shù)Y表示顏色亮度特征，這么該顏色外貌就能完全唯一地確定下來。右圖直觀地表示這三個(gè)參數(shù)之間關(guān)系。

Yxy立體圖第36頁CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)4.2第37頁第38頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.3CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

補(bǔ)充色度系統(tǒng)4.3第39頁4.3CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

在大面積視物觀察條件下(>4°)，因?yàn)闂U體細(xì)胞參加以及中央凹黃色素影響，顏色視覺會(huì)發(fā)生一定改變。主要表現(xiàn)為飽和度降低及顏色視場出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。試驗(yàn)表明：人眼用小視場觀察顏色時(shí)，顏色差異區(qū)分力較低。當(dāng)觀察視場從2°增大到10°時(shí)，顏色匹配精度也隨之提升。但視場再深入增大，顏色匹配精度提升就不大了。

補(bǔ)充色度系統(tǒng)4.3第40頁為了適應(yīng)大視場顏色測量需要，

CIE在1964年又要求了一組“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱為“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”，x10(λ)，y10(λ)，z10(λ)。這一系統(tǒng)稱為“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”，也叫作10°視場X10Y10Z10色度系統(tǒng)。CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)三刺激值記作X10，Y10，Z10。補(bǔ)充色度系統(tǒng)4.3第41頁

在色度測量與計(jì)算中要依據(jù)觀察視場大小選擇CIE1964或CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者數(shù)據(jù)來代表人眼平均顏色視覺特征。補(bǔ)充色度系統(tǒng)4.3第42頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.4CIE色度計(jì)算方法CIE色度計(jì)算方法4.4第43頁4.4.1三刺激值與色度坐標(biāo)計(jì)算4.4.2顏色相加計(jì)算4.4CIE色度計(jì)算方法CIE色度計(jì)算方法4.4第44頁4.4.1三刺激值與色度坐標(biāo)計(jì)算

光源或物體顏色是由進(jìn)入眼睛不一樣波長光混合而成感覺。我們把進(jìn)入眼睛光能量隨波長分布稱為顏色刺激函數(shù)Φ(λ)。Φ(λ)依據(jù)被測對象不一樣，有不一樣計(jì)算方法。即＝Ｓ(λ) 對于照明體或光源 對于透明物體對于非透明物體CIE色度計(jì)算方法4.4第45頁

而人眼對不一樣波長顏色刺激感覺強(qiáng)度不一樣，只有Φ(λ)與該波長CIE光譜三刺激值乘積才是由這個(gè)波長顏色刺激所引發(fā)顏色感覺。依據(jù)顏色相加原理，總顏色感覺應(yīng)是各波長顏色感覺總和。所以，三刺激值計(jì)算公式為：X=k∫λΦ(λ)x(λ)dλX10=k10∫λΦ(λ)x10(λ)dλ

Y=k∫λΦ(λ)y(λ)dλY10=k10∫λΦ(λ)y10(λ)dλ

Z=k∫λΦ(λ)z(λ)dλZ10=k10∫λΦ(λ)z10(λ)dλλ范圍取380-780nmCIE色度計(jì)算方法4.4第46頁

在實(shí)際計(jì)算中，用求和來近似積分，求和表示式為：或CIE色度計(jì)算方法4.4

Ｓ(λ)普通采取CIE要求標(biāo)準(zhǔn)照明體，詳細(xì)采取哪種照明體由被測物體詳細(xì)情況而定，比如物體是在日光下觀察時(shí)可用D65或B、C照明體，而在燈光下觀察時(shí)可用A照明體。第47頁或

式中常數(shù)K和K10叫做歸化系數(shù)，它是將照明體(或光源)Y值調(diào)整為100時(shí)得出，即：

CIE色度計(jì)算方法4.4

此式中S(λ)=∮(λ)。因?yàn)镵是這么定義，于是當(dāng)∮(λ)＝Ｓ(λ)τ(λ)時(shí)，Y為物體光透過率；當(dāng)∮(λ)＝Ｓ(λ)ρ(λ)時(shí)，Y為物體光反射率。第48頁CIE色度計(jì)算方法4.4第49頁相對功率反射率三刺激值紅顏色光譜特征?。?！S(λ)ρ(λ)Φ(λ)=S(λ)ρ(λ)CIE色度計(jì)算方法4.4第50頁紅相對功率反射率Φ(λ)紅第51頁

計(jì)算出物體三刺激值以后，再按下式將其轉(zhuǎn)換為物體色度坐標(biāo)，即：或CIE色度計(jì)算方法4.4第52頁4.4.2顏色相加計(jì)算A．計(jì)算法

當(dāng)兩種或兩種以上已知三刺激值顏色光相加混合，混合色三刺激值等于各色光三刺激值之和。X=X1+X2+…+Xn

Y=Y1+Y2+…+Yn

Z=Z1+Z2+…+Zn

n為組成混合色色光數(shù)量。

CIE色度計(jì)算方法4.4第53頁

混合色色度坐標(biāo)在三刺激值計(jì)算之后就可求得:

當(dāng)已知兩種顏色色度坐標(biāo)x，y及亮度Y而要求混合色色度坐標(biāo)時(shí)，因?yàn)榛旌仙茸鴺?biāo)與已知色色度坐標(biāo)之間沒有線性疊加關(guān)系，所以必須先求出各顏色三刺激值，可采取下面公式：CIE色度計(jì)算方法4.4第54頁B．作圖法

在CIE1931x-y色度圖上，兩種顏色相加產(chǎn)生第三種顏色總是位于連接兩種顏色直線上。這一新顏色在直線上位置取決于兩種顏色三刺激值總和百分比。按重心原理，混合色色度點(diǎn)被拉向百分比大顏色那一側(cè)。CIE色度計(jì)算方法4.4第55頁P(yáng)為顏色1,Ｑ為顏色2，M為P+Q混合色。C1和C2分別為顏色1和2三刺激值之和，即：C1=X1+Y1+Z1C2=X2+Y2+Z2依據(jù)重力中心定律：CIE色度計(jì)算方法4.4第56頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.5混色系統(tǒng)表色法Yxy與顯色系統(tǒng)表色法HVC轉(zhuǎn)換Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第57頁4.5.1顏色客觀三屬性4.5.2HVC與Yxy兩種表色方法數(shù)值轉(zhuǎn)換4.5混色系統(tǒng)表色法Yxy與顯色系統(tǒng)表色法HVC轉(zhuǎn)換Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第58頁4.5.1顏色客觀三屬性—主波長、純度和亮度因數(shù)A.主波長

普通情況下，物體表面色所反射能量集中部位波長就是該顏色主波長，主要用來表示物體色色相。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第59頁

從色度圖中白點(diǎn)W(x0,y0)向樣品色色度點(diǎn)S(x，y)作直線并延長交光譜軌跡上一點(diǎn)L，這一點(diǎn)光譜色波長就是該顏色樣品主波長λd，主波長光譜色與白光按一定百分比混合能夠匹配出樣品色。補(bǔ)色波長記作-λd或λcYxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第60頁

除作圖法外，還能夠用計(jì)算法。計(jì)算方法是依據(jù)樣品色色度坐標(biāo)以及照射光源C坐標(biāo)計(jì)算直線斜率，然后查讀出直線與光譜軌跡交點(diǎn)，定出主波長。計(jì)算時(shí)需要查閱《CIE標(biāo)準(zhǔn)光源A、B、C、E（等能光源）恒定主波長線斜率表》。該方法計(jì)算精度可達(dá)1nm以內(nèi)。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第61頁B.純度

色純度表示樣品色與其主波長光譜色靠近程度，以符號Pe表示。色純度可大致反應(yīng)顏色飽和度。用白點(diǎn)到樣品點(diǎn)距離WS與白點(diǎn)到主波長點(diǎn)距離WL之比來表示，即Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第62頁當(dāng)Pe=1時(shí)，表明樣品色就是光譜色，飽和度最高。當(dāng)Pe=0時(shí)，表明樣品色就是白色，是非彩色，飽和度為0。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第63頁C.亮度因數(shù)印刷品表面色明暗程度，直接用三刺激值中Y值來表示，通常稱為亮度因數(shù)（或簡稱亮度），用百分?jǐn)?shù)表示。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第64頁4.5.2HVC與Yxy兩種表色方法數(shù)值轉(zhuǎn)換（1）首先將亮度因數(shù)Y%用查表方法求出與之對應(yīng)孟塞爾明度值V。（2）依此明度值V，找出與之對應(yīng)CIE色度圖（3）按已知色度坐標(biāo)x,y在該明度值V色度圖上描點(diǎn)，求H和C值。（4）最終綜合起來就是所求色樣HVC值，從而完成由Y,x,y表色法到HVC表色法轉(zhuǎn)換。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第65頁A.亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度值V轉(zhuǎn)換原理

孟塞爾第10級明度值由理想完全漫反射體代表，其反射率為1.然而沒有一個(gè)材料表面含有完全漫反射性質(zhì)。實(shí)用中，這一系統(tǒng)全部Y值都是以氧化鎂作為標(biāo)準(zhǔn)，并要求氧化鎂亮度因數(shù)Y=100，而氧化鎂實(shí)際反射率約為97.5%,所以，孟塞爾第10級明度值亮度因數(shù)Y0=100/0.975=102.57。依據(jù)視覺試驗(yàn)所得結(jié)果，孟塞爾明度值與亮度因數(shù)之間關(guān)系如圖所表示Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第66頁

Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第67頁

圖中曲線表明，亮度因數(shù)Y與明度值V之間是非線性關(guān)系。它們之間函數(shù)關(guān)系，可用五次多項(xiàng)式表示：

上式最正確觀察條件是以Y≈20%中性灰色為背景。孟塞爾明度值V與亮度因數(shù)Y之間數(shù)值關(guān)系如表所表示。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5V109876543210Y102.5778.6659.1043.0630.0519.7712.006.5533.1261.2100第68頁B.色度坐標(biāo)x,y與色相H、彩度C轉(zhuǎn)換在孟塞爾顏色系統(tǒng)中，對于明度值相同顏色樣品只有色相和彩度兩維坐標(biāo)改變，這在CIE1931色度圖上，就意味著只有色度坐標(biāo)x、y不一樣，在孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)中，按照1~99個(gè)明度等級，依據(jù)視覺試驗(yàn)，分別在CIE色度圖上繪制出恒定色相軌跡和恒定彩度軌跡線。這9張恒定色相軌跡和恒定彩度軌跡圖就是我們將CIE1931色度學(xué)系統(tǒng)(Yxy表色法)與孟塞爾系統(tǒng)（HVC表色法）相互轉(zhuǎn)換依據(jù)。

Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第69頁第70頁第71頁第72頁第73頁第74頁第75頁第76頁第77頁第78頁

分析這9張不一樣明度色度圖能夠看出，在明度值為4/、5/、6/時(shí)，彩度軌跡數(shù)量最多，比明度值9/時(shí)占色度圖更大面積。這意味著，在中等明度值4/～6/時(shí)有產(chǎn)生最大飽和度表面色可能性，而在明度值9/時(shí)（亮度因數(shù)Y=79），不可能有非常飽和顏色，尤其是在色度圖藍(lán)、紫、紅部分更是如此。伴隨明度降低，每一恒定彩度軌跡圈急劇增大，依據(jù)在明度值1/時(shí)（亮度因數(shù)Y=1.210），彩度/4軌跡已經(jīng)包含明度值9/全部顏色，這表明人眼分辯飽和度能力隨明度降低而降低，明度值為1/時(shí)，在色度圖中黃、綠部分只剩下極少幾個(gè)恒定彩度軌跡，這表明，在明度降低時(shí)，黃、綠色只有很低飽和度。

第79頁練習(xí)題

求品紅Y=24.69，x=0.4020，y=0.2410實(shí)地印刷色樣孟塞爾HVC值（即孟塞爾標(biāo)號）Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第80頁C.Yxy與HVC兩種表色方法討論（1）恒定主波長并不等于恒定色相。在明度相同彩度圖中，恒定色相軌跡上顏色，當(dāng)其彩度改變時(shí)，它主波長亦不相同。主波長并不能準(zhǔn)確代表人色相視知覺。（2）純度并不對應(yīng)于相等飽和度。純度概念是把整個(gè)光譜顏色純度人為要求為100.孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)表明，各恒定彩度軌跡圈隨明度值增大而趨于縮小。也就是說，一個(gè)在視覺上彩度固定顏色，它在明度值高色度圖上位置，更靠近中性色度點(diǎn)，因而含有較低純度，而同一顏色在明度值低色度圖上就有較高純度。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第81頁

孟塞爾新標(biāo)系統(tǒng)色相H，明度值V和彩度C反應(yīng)了物體顏色心理規(guī)律，它們分別代表了人顏色視覺對色彩判斷主觀感覺特征，而主波長，純度和亮度因數(shù)所反應(yīng)是顏色客觀物理性質(zhì)，是外部刺激特征。二者之間是緊密聯(lián)絡(luò)，但并不能準(zhǔn)確相等。Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5第82頁Yxy與HVC轉(zhuǎn)換4.5（3）Yxy與HVC表色法在使用上區(qū)分。自然界顏色能夠分為：

HVC表色法只能用在表面色，其余均要用Y,x,y表色法自然顏色光源色物體色表面色（光從物體表面反射呈色）透射色（光透過物體呈色）第83頁第四章顏色混色系統(tǒng)4.6均勻顏色空間均勻顏色空間4.6第84頁4.6.1尋找均勻顏色空間目標(biāo)4.6.2CIE1976L*a*b*均勻顏色空間及色差公式4.6.3CIE1976L*u*v*均勻顏色空間及色差公式

4.6均勻顏色空間均勻顏色空間4.6第85頁4.6.1尋找均勻顏色空間目標(biāo)

CIEXYZ色度系統(tǒng)處理了顏色定量描述與計(jì)算問題，但它色度空間在視覺上是不均勻，空間中相同距離所帶來視覺上差異是不一樣。均勻顏色空間4.6第86頁

麥克亞當(dāng)顏色寬容量示意圖:在CIEx-y色度圖中以不一樣位置上橢圓大小和方向表示顏色寬容量

我們把人眼感覺不到顏色差異改變范圍叫做顏色寬容量。均勻顏色空間4.6第87頁萊特顏色寬容量示意圖均勻顏色空間4.6第88頁第89頁

在如印刷等需要處理物體表面色行業(yè)，經(jīng)常碰到問題是需要去判別顏色差異，要用數(shù)量來描述顏色差別，簡稱為色差。

所以，需要尋找一個(gè)均勻顏色空間，使得該空間中每一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)顏色，空間中距離大小與視覺上色彩感覺差異成正比，相同距離代表相同色差。均勻顏色空間4.6第90頁尋找愈加均勻顏色空間

顏色空間坐標(biāo)是能夠任意選擇。

各色空間坐標(biāo)之間能夠采取數(shù)學(xué)方法進(jìn)行相互變換，而不會(huì)改變其本身物理意義。

新顏色空間三個(gè)坐標(biāo)一定要由原來X、Y、Z三刺激值換算得出。均勻顏色空間4.6第91頁1960年CIE1960UCS均勻色度圖

CIE1964W*U*V*均勻色空間1976年CIE1976L*u*v*色空間(CIELUV)

CIE1976L*a*b*色空間(CIELAB)

國際印刷領(lǐng)域采取CIEL*a*b*均勻色空間系統(tǒng)作為印刷色彩顏色匹配與評價(jià)方法。這一勻色空間優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)顏色色差大于視覺識別閾限（恰可覺察）而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級色差值時(shí)，能很好反應(yīng)物體色心理感受效果。

均勻顏色空間4.6第92頁4.6.2CIE1976L*a*b*均勻顏色空間及色差公式

CIE1976L*a*b*均勻顏色空間用明度指數(shù)L*，色度指數(shù)a*，b*三維坐標(biāo)系統(tǒng)來表示：CIEL*a*b*CIEXYZ式中：X、Y、Z：顏色樣品三刺激值；X0，Y0，Z0：CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體三刺激值。均勻顏色空間4.6第93頁L*a*b*均勻顏色空間示意圖均勻顏色空間4.6第94頁紅綠黃藍(lán)黃綠橙紫藍(lán)綠黑白+a*-a*-b*+b*L*=10L*=0灰均勻顏色空間4.6第95頁均勻顏色空間4.6第96頁均勻顏色空間4.6第97頁第98頁色相角范圍在0°-360°，以正a*軸作為0°。均勻顏色空間4.6第99頁色差就是指用數(shù)值方式表示兩種顏色給人色彩感覺上差異。均勻顏色空間4.6第100頁均勻顏色空間4.6第101頁

式中：假定1為樣品色，2為標(biāo)準(zhǔn)色明度差△L*=L1*-L2*

正值時(shí)表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色淺，負(fù)值時(shí)則表示樣品色深，明度低。色度差△a*=a1*-a2*

正值表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏紅，負(fù)值表示樣品色偏綠?！鱞*=b1*-b2*

正值表示樣品色比標(biāo)準(zhǔn)色偏黃，負(fù)值表示樣品色偏藍(lán)。均勻顏色空間4.6第102頁色相角差△H*=H1*-H2*

正值表示樣品色位于標(biāo)準(zhǔn)色逆時(shí)針方向上。負(fù)值表示樣品色位于標(biāo)準(zhǔn)色順時(shí)針

方向上。

均勻顏色空間4.6第103頁

1939年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局采納了賈德等提議而推行色差計(jì)算公式，并按此公式計(jì)算顏色差異大小，以絕對值1作為一個(gè)單位，稱為“NBS色差單位”。一個(gè)NBS單位大約相當(dāng)于視覺色差識別閾值5倍。假如與孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級色差值比較，則1NBS單位約等于0.1孟塞爾明度值，0.15孟塞爾彩度值，2.5孟塞爾色相值（彩度為1）；孟塞爾系統(tǒng)相鄰兩個(gè)色差差異約為10NBS單位。以后新開發(fā)色差公式都與NBS單位大略相同（不是相等）。

用