为了在统一的标准下对颜色进行定量的描述与评价,国际照明委员会制定了国际通用的颜色空间及颜色定量描述的色彩模型,前者主要有CIELuv、CIELab的颜色空间,后者主要有CIERGB、CIEXYZ标准色度系统。本文对色差仪颜色坐标空间及颜色模型做了简要的介绍,对色度学知识感兴趣的朋友可以了解一下!
为了能够准确的利用色差表示各种颜色,国际照明委员制定了国际通用的颜色空间。
1.CIE1964均匀颜色空间
国际照明委员会基于威泽斯基提出的利用CIE1960 UCS图的均匀颜色空间,于1964年推荐了CIE1964W*U*V*颜色空间。该系统采用三个参数即明度指数W*、色品指数U*和V*来表示颜色,并由此组合的三维坐标形成了颜色的立体空间,它们的计算公式为:
式中u、v是颜色样品的CIE1960色品坐标,而un、vn是照明光源的色品坐标。可见,明度指数W*与刺激值G有关,并且明度指数标尺在知觉上是均匀的,即每一个单位量的差别代表相等的知觉差异,因而它更准确地表达了颜色明度的变化:色品指数U*和V*的计算式是基于CIEUCS图的u、v色品坐标,同时义考虑了明度指数W*对色品坐标的影响,故当明度指数W*增大或减小时色品指数也随之增大或减小。
2.CIE1976 均匀颜色空间
为了更客观更准确地测量和评价颜色的差别,CIE在整理和总结了当时出现的诸多颜色空间的基础上,于1976年正式推荐了两个改进的均匀颜色空间,即CIE1976L*u*v*颜色空间和CIE1976L*a*b*颜色空间。
(1)CIE1976L*u*v*颜色空间
国际照明委员会改进了原有的CIE1964W*U*V*颜色空间,提出采用如下的L*u*v*作为三维直角坐标的颜色空间,称为CIELUV颜色空间,它主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。在该空间中,L*为明度u*、v*表示颜色的色品坐标,其计算公式为:
(2)CIE1976L*a*b*颜色空间
CIE在1976年还推荐了主要用于如表面色料表示和评价的CIE1976L*a*b*颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为:
式中,X、Y、Z为颜色样品的三刺激值,Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,然后反射到观察者眼中的三刺激值,其中Yn=100。
1.CIE1931-RGB标准色度系统
光谱三刺激值与光谱色色品坐标的关系式为:
下图是1931年CIE-RGB系统的色品图,在此色品图中偏马蹄形曲线是所有光谱色色品点连接起来的轨迹称为光谱轨迹。
确定了XY,XZ,YZ三条直线后,就能得到[X],[Y],[Z]三原点在RGB系统色品图中的坐标值,它们是:
光谱色的色品坐标由以下方程计算:
2.CIE1931-XYZ标准色度系统
XYZ系统中三刺激值X,Y,Z与RGB系统中的三刺激值R,G,B之间的相互关系为:
从RGB系统的光谱三刺激值转化成为XYZ系统的光谱三刺激值。光谱三刺激值这组数据称为CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值,亦称CIE1931标准色度观察者颜色匹配函数,简称CIE1931标准色度观察者。这套数据适用于当观测或匹配颜色样品时视场角在1°~4°,数据的波长范围是360~830mm,波长间隔为1nm,每个数值含有七位有效数字。下图就是CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线图。