色彩學(xué)第4章顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法課件

1、色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法2022/7/29色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.1 顏色匹配4.2 CIE標準色度系統(tǒng)4.3 視覺的生理基礎(chǔ)4.4 色度計算方法4.5 Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.6 均勻顏色空間4.7 同色異譜色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.1 顏色匹配色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.1.1 色光混合實驗4.1.2 三刺激值和色度圖 顏色匹配4.14.1 顏色匹配色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.1.1 色光混合實驗把兩種顏色調(diào)節(jié)到視覺上相同或相等的過程

2、叫作顏色匹配。顏色匹配實驗顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法Mapping the human responseRedRedGreenGreenBlueBlueTest Lamp!White ScreenWhite ScreenMasking ScreenMasking ScreenObserver2222色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 實驗證明：三原色的選擇是任意的，只要它們相互獨立，也就是說任何一個原色不能由其余兩個原色相加產(chǎn)生。 各種實驗方法已表明，無法找到一組三原色能夠?qū)⒆匀唤缰械乃猩势ヅ涑鰜?。顏色匹?.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色

3、系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法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)生任意顏色的三種顏色叫做三原色 。通常加色混色中使用紅、綠、藍三種顏色光為三原色是為了得到最多的混合色。顏色匹配實驗中，與待匹配色實現(xiàn)顏色匹配時所需要的三原色的數(shù)量，稱為三刺激值，記作R、G、B。一種顏色與一組R、G、B值相對應(yīng)，R、G、B值相同的顏色，顏色感覺(外貌)必定相同。顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 因為一組特定的R、G、B三刺激值在特定的實驗和觀察條件下代表一個特定的顏色感覺，不同的R、G、B三刺激值代表不同的顏色感覺。因此，所有顏色感覺的集合就構(gòu)成

4、了一個三刺激值空間，又稱為混色空間。在這個空間中，每一個顏色感覺用空間中的一個坐標點來表示。任一個顏色C，在三刺激值空間中可以用坐標原點為起點的矢量來表示，三刺激值R、G、B就是該矢量在三個坐標軸上的分量。顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法B. 顏色匹配方程 在三刺激值空間中，顏色可以用一個矢量來表示，這個矢量對應(yīng)的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的三原色數(shù)量之間的關(guān)系： C(C)R(R)+G(G)+B(B)顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法C. 光譜三刺激值 匹配等能光譜中各單色光所需的三原色數(shù)量稱為光

5、譜三刺激值，又稱為顏色匹配函數(shù)。用符號， 或r()，g()，b()表示。C ()(C) r()(R)+ g()(G)+ b()(B)， 380nm，780nmD. 色度坐標和色度圖 三原色各自在R+G+B總量中的相對比例叫做色度坐標，用符號r，g，b來表示。顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色度坐標與三刺激值的關(guān)系如下：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)=1-r-g以色度坐標r，g表示的平面圖稱為色度圖。又稱為麥克斯韋三角形。顏色匹配4.1色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.2 CIE標準色度

6、系統(tǒng)色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法為了統(tǒng)一計算顏色的方法和數(shù)值，現(xiàn)代色度學(xué)采用CIE所規(guī)定的一系列顏色測量原理、條件、數(shù)據(jù)和計算方法，稱為CIE標準色度系統(tǒng)。這一色度系統(tǒng)以兩組基本顏色視覺實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)：CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值1-4視場CIE1964補充標準色度觀察者光譜三刺激值 大于4視場、10視場左右CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.2.1 CIE1931-RGB系統(tǒng)4.2.2 CIE1931XYZ標準色度系統(tǒng)4.2 CIE標準色度系統(tǒng)CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法

7、4.2.1CIE1931-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)時三原色各自的數(shù)量定為三原色的單位。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標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 2視場下用上述選定三原色匹配等能光譜色的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)標準色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱“CIE1931-RGB系統(tǒng)標準

8、色度觀察者”。以此來代表人眼2視場的平均顏色視覺特性。顏色視覺特性CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法r() g() b() (nm)435.8546.17000.0三刺激值0.40.2CIE1931-RGB系統(tǒng)標準色度觀察者光譜三刺激值曲線 CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法光譜三刺激值與光譜色色度坐標的關(guān)系式 CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖及(R)、(G)、(B)向

9、(X)、(Y)、(Z)的轉(zhuǎn)換光譜軌跡：色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法注意：出現(xiàn)了負的三刺激值與色度坐標值 加入待匹配色一側(cè)視場的原色數(shù)量為負值。 CIE1931-RGB系統(tǒng)的光譜三刺激值r, g, b 是由實驗獲得的，本來可以用于色度計算，但由于光譜三刺激值與色度坐標都出現(xiàn)了負值，計算起來不方便，又不易理解，因此，1931年CIE討論推薦了一個新的國際通用色度系統(tǒng)CIE1931-XYZ系統(tǒng)。CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 1931年CIE在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改用三個假想的原色X、Y、Z建立了一個新的色度系統(tǒng)。將RGB系統(tǒng)光譜三刺

10、激值進行轉(zhuǎn)換后，變?yōu)橐訶、Y、Z三原色匹配等能光譜的三刺激值，定名為“CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱為“CIE1931標準色度觀察者”，記作x，y，z或x () ，y () ，z () 。這一系統(tǒng)叫做“CIE1931標準色度系統(tǒng)”或“CIE1931-XYZ”系統(tǒng)。 4.2.2 CIE1931XYZ標準色度系統(tǒng)CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE1931-RGB系統(tǒng)色度圖及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)的轉(zhuǎn)換光譜軌跡：色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE1931-XYZ系統(tǒng)三原色的選擇考慮因素：（1

11、）要想消除負坐標值，必須使新三原色包圍所有的顏色范圍。（2）規(guī)定(X)、(Z)兩個原色只代表色度，沒有亮度，全部亮度都由Y刺激值承擔(dān)。（3）光譜軌跡曲線從540nm附近到700nm在r-g色度坐標圖上近似是一條135直線，直線上所有的顏色都可以由這兩個單色光混合產(chǎn)生。（4） (Y)(Z)邊與光譜軌跡上波長為503nm點的切線相重合（5）以相等數(shù)量的三刺激值匹配等能白光來確定XYZ新系統(tǒng)的三刺激值單位。色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法X=2.7689R+1.7571G+1.1302BY=1.0000R+4.5907G+0.0601BZ=0.0565G+5.5943BCIE標準色

12、度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值曲線圖(nm)三刺激值z()y()x()1.51.00.5400500600700CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法理想三原色在CIE1931RGB色度圖中的坐標： r g b X 1.275 -0.278 0.003 Y -1.739 2.767 -0.028 Z -0.743 0.141 1.602CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 光譜光視效率 能量相同而波

13、長不同的光，對人眼所引起的亮度感覺是不同的。眼睛的靈敏度與波長的依賴關(guān)系，稱為光譜光視效率(或稱視見函數(shù))。由于人眼有明視覺和暗視覺兩種視覺功能，光譜光視效率也分明、暗兩種。 CIE(國際照明委員會)分別于1924年和1951年根據(jù)不同科學(xué)家的實驗結(jié)果規(guī)定了明視覺光譜光視效率V()和暗視覺光譜光視效率V()。CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 CIE明視覺和暗視覺光譜光視效率是光度學(xué)計算的重要依據(jù)。CIE推薦采用明視覺和暗視覺光譜光視效率V()和V()作為標準光度觀察者，代表人眼的平均(光)視覺特性。按照

14、CIE標準光度觀察者來評價的輻通量e即為光通量v。輻通量與光通量的關(guān)系式為：明視覺： 暗視覺： CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 式中V()為明視覺光譜光視效率；V()為暗視覺光譜光視效率；v,v為光通量，單位是流明(lm)；e()是以波長為自變量的輻通量，單位是瓦(W)；Km=683流明/瓦(lm/w)；Km=1755流明/瓦(lm/w)。色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色度圖可用來表示所有顏色的色度特性。色度圖中心為白點（非彩色點），光譜軌跡上的點代表不同波長的光譜色，是飽和度最高的顏色，越接近色度圖中心（白點），顏色的飽和度越低

15、。圍繞色度圖中心不同的角度，顏色的色調(diào)不同。0.8 0.8色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法顏色光譜由來 CIE1931標準色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于2視場的中央視覺觀察條件(視場范圍1-4)，以此代表人的平均顏色視覺特性。CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 CIE1931標準色度系統(tǒng)的三刺激值以X、Y、Z表示，三種原色由于選擇時的考慮，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()函數(shù)曲線與明視覺光譜光視效率V()一致，即 y()= V()。 在使用數(shù)字描述顏色時，常采用Yxy表色方法，即采用色度

16、坐標x，y表示顏色的色度特征，用亮度因數(shù)Y表示顏色的亮度特征，這樣該顏色的外貌就能完全唯一地確定下來。右圖直觀地表示這三個參數(shù)之間的關(guān)系。 Yxy立體圖 色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE標準色度系統(tǒng)4.2色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.3 CIE1964補充標準色度系統(tǒng) 補充色度系統(tǒng)4.3色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.3 CIE1964補充標準色度系統(tǒng) 在大面積視物觀察條件下(4)，由于桿體細胞的參與以及中央凹黃色素的影響，顏色視覺會發(fā)生一定的變化。主要

17、表現(xiàn)為飽和度的降低及顏色視場出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。實驗表明：人眼用小視場觀察顏色時，顏色差異辨別力較低。當(dāng)觀察視場從2增大到10時，顏色匹配的精度也隨之提高。但視場再進一步增大，顏色匹配精度的提高就不大了。 補充色度系統(tǒng)4.3色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 為了適應(yīng)大視場顏色測量的需要， CIE在1964年又規(guī)定了一組“CIE1964補充標準色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱為“CIE1964補充標準色度觀察者”， x10 () ，y10 () ，z10 () 。這一系統(tǒng)稱為“CIE1964補充標準色度系統(tǒng)”，也叫作10視場X10Y10Z10色度系統(tǒng)。 CIE1964補充標準色度系

18、統(tǒng)三刺激值記作X10，Y10，Z10。 補充色度系統(tǒng)4.3色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 在色度測量與計算中要根據(jù)觀察視場的大小選擇CIE1964或CIE1931標準色度觀察者數(shù)據(jù)來代表人眼的平均顏色視覺特性。補充色度系統(tǒng)4.3色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.4 CIE色度計算方法CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.4.1 三刺激值與色度坐標的計算4.4.2 顏色相加的計算4.4 CIE色度計算方法CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.4.1 三刺激

19、值與色度坐標的計算 光源或物體的顏色是由進入眼睛的不同波長的光混合而成的感覺。我們把進入眼睛的光能量隨波長的分布稱為顏色刺激函數(shù)()。()根據(jù)被測對象不同，有不同的計算方法。即() 對于照明體或光源 對于透明物體 對于非透明物體CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 而人眼對不同波長的顏色刺激感覺強度不同，只有 ()與該波長的CIE光譜三刺激值的乘積才是由這個波長的顏色刺激所引起的顏色感覺。根據(jù)顏色相加原理，總的顏色感覺應(yīng)是各波長顏色感覺的總和。因此，三刺激值的計算公式為：X=k()x()d X10=k10()x10()d Y=k()y()d Y10=k10

20、()y10()d Z=k()z()d Z10=k10()z10()d范圍取380-780nmCIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 在實際計算中，用求和來近似積分，求和的表達式為：或CIE色度計算方法4.4 ()一般采用CIE規(guī)定的標準照明體，具體采用哪種照明體由被測物體的具體情況而定，例如物體是在日光下觀察時可用D65或B、C照明體，而在燈光下觀察時可用A照明體。色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法或 式中的常數(shù)K和K10叫做歸化系數(shù)，它是將照明體(或光源)的Y值調(diào)整為100時得出的，即： CIE色度計算方法4.4 此式中的S()= ()。由

21、于K是這樣定義的，于是當(dāng)()()()時，Y為物體的光透過率；當(dāng)()() ()時，Y為物體的光反射率。色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法相對功率反射率三刺激值紅顏色的光譜特性！S()()()=S()()CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法紅相對功率反射率()紅色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 計算出物體的三刺激值以后，再按下式將其轉(zhuǎn)換為物體的色度坐標，即：或 CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.4.2 顏色相加

22、的計算A計算法 當(dāng)兩種或兩種以上已知三刺激值的顏色光相加混合，混合色的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為組成混合色的色光數(shù)量。 CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 混合色的色度坐標在三刺激值計算之后就可求得 : 當(dāng)已知兩種顏色的色度坐標x，y及亮度Y而要求混合色的色度坐標時，因為混合色的色度坐標與已知色的色度坐標之間沒有線性疊加的關(guān)系，所以必須先求出各顏色的三刺激值，可采用下面公式：CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法B作圖法 在CIE1931 x-

23、y色度圖上，兩種顏色相加產(chǎn)生的第三種顏色總是位于連接兩種顏色的直線上。這一新顏色在直線上的位置取決于兩種顏色的三刺激值總和的比例。按重心原理，混合色的色度點被拉向比例大的顏色那一側(cè)。CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法P為顏色1,為顏色2，M為P+Q的混合色。C1和C2分別為顏色1和2的三刺激值之和，即： C1=X1+Y1+Z1 C2=X2+Y2+Z2根據(jù)重力中心定律：CIE色度計算方法4.4色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.5 混色系統(tǒng)表色法Yxy與顯色系統(tǒng)表色法HVC的轉(zhuǎn)換Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章

24、 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.5.1 顏色的客觀三屬性4.5.2 HVC與Yxy兩種表色方法的數(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的轉(zhuǎn)換Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.5.1 顏色的客觀三屬性主波長、純度和亮度因數(shù)A.主波長 一般情況下，物體表面色所反射的能量集中部位的波長就是該顏色的主波長，主要用來表示物體色的色相。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 從色度圖中白點W(x0,y0)向樣品色色度點S(x，y)作直線并延長交光譜軌跡上一點L，這一點光譜色的波長就是該顏色樣品

25、的主波長d，主波長光譜色與白光按一定比例混合可以匹配出樣品色。補色波長記作-d或cYxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 除作圖法外，還可以用計算法。 計算方法是根據(jù)樣品色的色度坐標以及照射光源C的坐標計算直線的斜率，然后查讀出直線與光譜軌跡的交點，定出主波長。 計算時需要查閱CIE標準光源A、B、C、E（等能光源）恒定主波長線的斜率表。該方法計算精度可達1nm以內(nèi)。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法B. 純度 色純度表示樣品色與其主波長光譜色的接近程度，以符號Pe表示。色純度可大致反映顏色的飽和度。 用白點到樣品

26、點的距離WS與白點到主波長點的距離WL之比來表示，即Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法當(dāng)Pe=1時，表明樣品色就是光譜色，飽和度最高。當(dāng)Pe=0時，表明樣品色就是白色，是非彩色，飽和度為0。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法C.亮度因數(shù) 印刷品表面色的明暗程度，直接用三刺激值中的Y值來表示，通常稱為亮度因數(shù)（或簡稱亮度），用百分數(shù)表示。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.5.2 HVC與Yxy兩種表色方法的數(shù)值轉(zhuǎn)換（1）首先將亮度因數(shù)Y%用查表的方法求出與之對應(yīng)的孟塞

27、爾明度值V。（2）依此明度值V，找出與之對應(yīng)的CIE色度圖（3）按已知的色度坐標x,y在該明度值V的色度圖上描點，求H和C值。（4）最后綜合起來就是所求色樣的HVC值，從而完成由Y,x,y表色法到HVC表色法的轉(zhuǎn)換。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法A. 亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度值V的轉(zhuǎn)換原理 孟塞爾第10級明度值由理想的完全漫反射體代表，其反射率為1.然而沒有一種材料的表面具有完全漫反射的性質(zhì)。實用中，這一系統(tǒng)的所有Y值都是以氧化鎂作為標準的，并規(guī)定氧化鎂的亮度因數(shù)Y=100，而氧化鎂的實際反射率約為97.5%,因此，孟塞爾第10級明度值的亮度因數(shù)Y0

28、 =100/0.975=102.57。根據(jù)視覺實驗所得結(jié)果，孟塞爾明度值與亮度因數(shù)之間的關(guān)系如圖所示Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 圖中的曲線表明，亮度因數(shù)Y與明度值V之間是非線性關(guān)系。它們之間的函數(shù)關(guān)系，可用五次多項式表示： 上式的最佳觀察條件是以Y20%的中性灰色為背景。孟塞爾明度值V與亮度因數(shù)Y之間的數(shù)值關(guān)系如表所示。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5V109876543210Y102.5778.6659.1043.0630.0519.7712.006.5533.1261.

29、2100色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法B.色度坐標x,y與色相H、彩度C的轉(zhuǎn)換 在孟塞爾顏色系統(tǒng)中，對于明度值相同的顏色樣品只有色相和彩度兩維坐標的變化，這在CIE1931色度圖上，就意味著只有色度坐標x、y的不同，在孟塞爾新標系統(tǒng)中，按照19的9個明度等級，根據(jù)視覺實驗，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)換的依據(jù)。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表

30、色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 分析這9張不同明度的色度圖可以看出，在明度值為4/、5/、6/時，彩度軌跡的數(shù)量最多，比明度值9/時占色度圖更大的面積。這意味著，在中等明度值4/6/時有產(chǎn)生最大飽和度表面色的可能性，而在明度值

31、9/時（亮度因數(shù)Y=79），不可能有非常飽和的顏色，特別是在色度圖的藍、紫、紅部分更是如此。隨著明度的降低，每一恒定的彩度軌跡圈急劇增大，依據(jù)在明度值1/時（亮度因數(shù)Y=1.210），彩度/4的軌跡已經(jīng)包括明度值9/的全部顏色，這表明人眼分辯飽和度的能力隨明度的降低而降低，明度值為1/時，在色度圖中黃、綠部分只剩下很少幾個恒定彩度軌跡，這表明，在明度降低時，黃、綠色只有很低的飽和度。 色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法練習(xí)題 求品紅Y=24.69，x=0.4020，y=0.2410的實地印刷色樣的孟塞爾HVC值（即孟塞爾標號）Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系

32、統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法C.Yxy與HVC兩種表色方法的討論（1）恒定主波長并不等于恒定色相。在明度相同的彩度圖中，恒定色相軌跡上的顏色，當(dāng)其彩度改變時，它的主波長亦不相同。主波長并不能準確代表人的色相視知覺。（2）純度并不對應(yīng)于相等的飽和度。純度的概念是把整個光譜顏色的純度人為的規(guī)定為100.孟塞爾新標系統(tǒng)表明，各恒定彩度軌跡圈隨明度值的增大而趨于縮小。也就是說，一個在視覺上彩度固定的顏色，它在明度值高的色度圖上的位置，更接近中性色度點，因而具有較低的純度，而同一顏色在明度值低的色度圖上就有較高的純度。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 孟塞爾新標系

33、統(tǒng)的色相H，明度值V和彩度C反映了物體顏色的心理規(guī)律，它們分別代表了人的顏色視覺對色彩判斷的主觀感覺特性，而主波長，純度和亮度因數(shù)所反映的是顏色的客觀物理性質(zhì)，是外部刺激的特征。二者之間是緊密聯(lián)系的，但并不能準確相等。Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法Yxy與HVC的轉(zhuǎn)換4.5（3）Yxy與HVC表色法在使用上的區(qū)別。自然界的顏色可以分為： 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）色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法第四章 顏色的混色系統(tǒng)4.6 均勻顏

34、色空間均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.6.1 尋找均勻顏色空間的目的4.6.2 CIE1976L*a*b*均勻顏色空間及色差公式4.6.3 CIE1976L*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色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.6.1 尋找均勻顏色空間的目的 CIEXYZ色度系統(tǒng)解決了顏色的定量描述與計算的問題，但它的色度空間在視覺上是不均勻的，空間中相同的距離所帶來的視覺上差異是不同的。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 麥克亞當(dāng)顏色寬容量示意圖:在CIEx-y色度

35、圖中以不同位置上橢圓的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的變化范圍叫做顏色的寬容量。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法萊特顏色寬容量示意圖均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 在如印刷等需要處理物體表面色的行業(yè)，經(jīng)常遇到的問題是需要去鑒別顏色的差別，要用數(shù)量來描述顏色的差別，簡稱為色差。 因此，需要尋找一個均勻顏色空間，使得該空間中的每一個點代表一種顏色，空間中的距離大小與視覺上色彩感覺差別成正比，相同的距離代表相同的色差。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的

36、混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法尋找更加均勻的顏色空間 顏色空間的坐標是可以任意選擇的。 各色空間坐標之間可以采用數(shù)學(xué)的方法進行相互變換，而不會改變其本身的物理意義。 新的顏色空間的三個坐標一定要由原來的X、Y、Z三刺激值換算得出。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法1960年 CIE1960UCS均勻色度圖 CIE1964W*U*V*均勻色空間1976年 CIE1976L*u*v*色空間(CIE LUV) CIE1976L*a*b*色空間(CIE LAB) 國際印刷領(lǐng)域采用CIE L*a*b*均勻色空間系統(tǒng)作為印刷色彩的顏色匹配與評價的方法。這一勻色空間的優(yōu)點是

37、當(dāng)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，能較好的反映物體色的心理感受效果。 均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法4.6.2 CIE1976L*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*三維坐標系統(tǒng)來表示：CIEL*a*b* CIEXYZ式中：X、Y、Z：顏色樣品的三刺激值；X0，Y0，Z0：CIE標準照明體的三刺激值。 均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法L*a*b*均勻顏色空間示意圖均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系

38、統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法紅綠黃藍黃綠橙紫藍綠黑白+a*-a*-b*+b*L*=10L*=0灰均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色相角的范圍在0-360，以正a*軸作為0。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 色差就是指用數(shù)值的方式表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法均勻顏色空間4.

39、6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 式中：假定1為樣品色，2為標準色明度差L*=L1*-L2* 正值時表示樣品色比標準色淺， 負值時則表示樣品色深，明度低。色度差a*=a1*-a2* 正值表示樣品色比標準色偏紅， 負值表示樣品色偏綠。 b*=b1*-b2* 正值表示樣品色比標準色偏黃， 負值表示樣品色偏藍。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法色相角差H*=H1*-H2* 正值表示樣品色位于標準色的逆時針 方向上。 負值表示樣品色位于標 準色的順時針 方向上。 均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 1939年，美國

40、國家標準局采納了賈德等的建議而推行 色差計算公式，并按此公式計算顏色差別的大小，以絕對值1作為一個單位，稱為“NBS色差單位”。一個NBS單位大約相當(dāng)于視覺色差識別閾值的5倍。如果與孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級的色差值比較，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)相鄰兩個色差的差別約為10NBS單位。后來新開發(fā)的色差公式都與NBS單位大略相同（不是相等）。 用不同的色差公式計算得到的色差值是不同的，而且彼此不存在簡單的換算關(guān)系。均勻顏色空間4.6色彩學(xué)第4章 顏色的混色系統(tǒng)CIE色度學(xué)系統(tǒng)表色法 色差E*ab=1時稱為1個NBS(美國國家