【正文】 很大一部分出現(xiàn)光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。由 10名觀察者在目視色度計(jì)實(shí)驗(yàn) , 測(cè)得光譜三刺激值數(shù)據(jù)。色品坐標(biāo)與三刺激值之間的關(guān)系如下色品坐標(biāo)與三刺激值之間的關(guān)系如下 且 色品坐標(biāo)只有兩個(gè)自由度四、三刺激值和色品圖四、三刺激值和色品圖 色品圖、色度圖標(biāo)準(zhǔn)白光 (等能白點(diǎn) ): R = G = B = 1r = , g = 167。匹配方程表示為值只決定于人眼的視覺(jué)特性。則將比值比值 lR︰︰ lG︰︰ lB定為三刺激值的相對(duì)亮度單位，即色度學(xué)單位。 四、三刺激值和色品圖四、三刺激值和色品圖 1．三刺激值．三刺激值 　　　　 在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，與待測(cè)色達(dá)到色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，與待測(cè)色達(dá)到色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)量，稱為三刺激值（即顏色匹配方程式的量，稱為三刺激值（即顏色匹配方程式的 R/G/B值值 )n 三原色的選定應(yīng)使任何一種原色不能由其余兩種原色相加混合得到?！　?顏色匹配可用格拉斯曼定律來(lái)闡述，還可用代數(shù)式和幾何圖形來(lái)表示。即凡是在視覺(jué)上相同的顏色都是等效的。將幾種顏色光同時(shí)或快速先后刺激人的視覺(jué)器官。(1) 人的視覺(jué)只能分辨顏色的三種變化 (如明度 /色調(diào) /飽和度 )(2) 在由兩個(gè)成份組成的混合色中，如果一個(gè)成份連續(xù)地變化，混合色的外貌也連續(xù)變化。即相減的情況也成立。單位平面是個(gè)重要的。單位。如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同持為相同 (稱為等能光譜稱為等能光譜 )來(lái)做上述一系列實(shí)驗(yàn)，所得到的三刺來(lái)做上述一系列實(shí)驗(yàn)，所得到的三刺激值稱為激值稱為 光譜三刺激值光譜三刺激值 ，即匹配等能光譜色的三原色數(shù)量，即匹配等能光譜色的三原色數(shù)量，用符號(hào)用符號(hào) 表示。任意色光都由單色光組成的，如果各單色光的光譜三刺激值預(yù)先測(cè)得，根據(jù)混色原理就能計(jì)算出該色光的三刺激值來(lái) 。建立起 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)， 奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ)。因此 , 1931年 CIE采用CIE所做的修正在色品圖中偏馬蹄形曲線是在色品圖中偏馬蹄形曲線是所有光譜色色品點(diǎn)連接起來(lái)所有光譜色色品點(diǎn)連接起來(lái)的軌跡稱為光譜軌跡。色品圖半視場(chǎng)的原色用負(fù)值表示，于是出現(xiàn)負(fù)色品坐標(biāo)值。(R), (G), (B)三原色的相對(duì)亮度比 假設(shè)在色品圖上某一顏色的色品坐標(biāo)為 r， g， b， 則它的亮度方程可寫(xiě)成 如果顏色在無(wú)亮度 l(C)=0線上，則整理后得 XZ線的方程為B. 系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。 對(duì)于大于 4?視場(chǎng)的觀察面積 , 另有 10?視場(chǎng)的 “CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者數(shù)據(jù) ” ④ CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色品圖是馬蹄形的，假想的三原色 (X)為紅原色， (Y)為綠原色， (Z)為藍(lán)原色。圖上的 C和 E代表的是 CIE標(biāo)準(zhǔn)光源 C和等能白光 E，等能白光 E點(diǎn)位于 XYZ顏色三角形的中心處。據(jù)格拉斯曼定律可知，每單位新的原色可以由舊的三原色相加混合得到，可用下列方程組表示三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換式中， Ri， Gi， Bi(i=x, y ,z)為匹配單位 (I)原色所需要的舊三原色三刺激值。一般地， 4個(gè)已知點(diǎn)選擇個(gè)已知點(diǎn)選擇 3個(gè)原色點(diǎn)及參照白點(diǎn)。 n 斯泰爾斯和伯奇用 49名觀察者在 10?視場(chǎng)目視色度計(jì)上進(jìn)行匹配實(shí)驗(yàn)。n 賈德 (Judd)將兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行加權(quán)處理 , 按觀察者數(shù)給予斯泰爾斯和伯奇結(jié)果以較大的加權(quán)量 (3︰ 1), 對(duì)斯伯林斯卡婭結(jié)果作了桿體細(xì)胞的修正。感受性。因此人們就用黑體對(duì)應(yīng)的溫度表示它的顏色。 2. 色品坐標(biāo)的計(jì)算 　　 實(shí)際工作中，首先必須用光譜輻射計(jì)測(cè)得光源的相對(duì)光譜功率分布 (對(duì)自發(fā)光體 )或用分光光度計(jì)算測(cè)得物體的光譜反射比或光譜透射比 (對(duì)非自發(fā)光物體 )，再根據(jù) CIE推薦的標(biāo)準(zhǔn)照明體數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的光譜三刺激值數(shù)據(jù)，編寫(xiě)計(jì)算程序，可十分方便地得到樣品的色品坐標(biāo)值 。三、三、 主波長(zhǎng)和色純度主波長(zhǎng)和色純度 — CIE 推薦的色品表示法(1) 主波長(zhǎng) 顏色 S1的主波長(zhǎng)是指波長(zhǎng) ?d的光譜色按一定比例與一種確定的參照光源相加混合，能匹配出顏色 S1。色純度有興奮地純度和色度純度兩種表示法。 色純度大致相當(dāng)于顏色知覺(jué)中的色飽和度 ，但并不完全相同，因?yàn)樯穲D上色純度相等點(diǎn)的色知覺(jué)并不完全對(duì)應(yīng)于飽和度相等點(diǎn)的色知覺(jué)。如果 L＝ 0, 則 ?L為剛能從黑暗中分辨出環(huán)境的最小光亮度 , 稱為光亮度絕對(duì)閾 , 是能感知光亮度的最低極限值 , 對(duì)中央凹錐狀細(xì)胞的光亮度絕對(duì)閾約為 103 cd/m2，而對(duì)桿狀細(xì)胞可達(dá)到 106cd/m2。實(shí)驗(yàn)證明：短波端的色純度分辨力最好，400nm時(shí) ?Pc =眼所分辨，即白光中加入千分之一亮度的色光，就可被認(rèn)為不是白光。 顏色分辨力顏色分辨力萊特實(shí)驗(yàn) ：圖上各個(gè)直線段代表了不同位置上顏色的寬容量 (為制圖方便，圖中線段長(zhǎng)度比實(shí)際寬容量放大 3倍 )。 要解決色差測(cè)定問(wèn)題須將人眼的辨色能力與色度學(xué)計(jì)算結(jié)果一致起來(lái)，為此，必須選擇理想的顏色空間，使任意兩顏色量的空間差距代表人眼的顏色知覺(jué)差異，由均勻明度標(biāo)尺和均勻色品標(biāo)尺組成的空間稱為均勻顏色空間。所謂亮度因數(shù)是不是線性關(guān)系。CIE 1964均勻顏色空間均勻顏色空間的明度標(biāo)尺關(guān)系式較簡(jiǎn)的明度標(biāo)尺關(guān)系式較簡(jiǎn)單單 , 便于使用便于使用 , 從圖上可從圖上可以看出以看出 , 它它 (曲線曲線 3)與孟與孟塞爾明度標(biāo)尺塞爾明度標(biāo)尺 (曲線曲線 2)的的曲線基本重合曲線基本重合 , 也是一也是一個(gè)很均勻的明度標(biāo)尺。但是要找到這樣理想的色品圖是困難的是要找到這樣理想的色品圖是困難的 , 因?yàn)槔硐刖鶆虻纳穲D因?yàn)槔硐刖鶆虻纳穲D不是一個(gè)平面而是曲面不是一個(gè)平面而是曲面 , 且不能用歐氏幾何空間來(lái)描述且不能用歐氏幾何空間來(lái)描述 , 一般一般假定具有黎曼幾何形式。以 u, v作為新色品圖的色品坐標(biāo)。三維坐標(biāo)的公式是 u、 v是顏色樣品的色品坐標(biāo)。對(duì)大于。 CIE 1964均勻色空間及色差公式均勻色空間及色差公式 ③③ 關(guān)于色差容限的規(guī)定關(guān)于色差容限的規(guī)定　　 　　 產(chǎn)品顏色差異應(yīng)允許多大范產(chǎn)品顏色差異應(yīng)允許多大范圍圍 , 要根據(jù)具體情況而定要根據(jù)具體情況而定 , 例如對(duì)例如對(duì)于涂料于涂料 , 顏色稍有差別就比較明顏色稍有差別就比較明顯顯 , 色差可定為小于色差可定為小于 1個(gè)個(gè) NBS單位單位；紡織品定為小于；紡織品定為小于 2個(gè)個(gè) NBS單位單位 , 彩色電視可以取彩色電視可以取 4~5個(gè)個(gè) NBS色差單色差單位。 (1) CIE 1976L*u*v*色空間及其色差公式　　色空間及其色差公式　　　　　　 CIE改進(jìn)了改進(jìn)了 CIE W*U*V*色空間及其色差公式色空間及其色差公式 , 提出采用提出采用L*u*v*色空間。綠軸），　　稱為黃藍(lán)色品差（　　軸為黃藍(lán)軸）。而對(duì)色差的。在計(jì)算加權(quán)函數(shù)時(shí)，如果能確定標(biāo)準(zhǔn)色樣，則　　取標(biāo)準(zhǔn)色樣的彩度值，否則用兩色樣確定標(biāo)準(zhǔn)色樣，則　　取標(biāo)準(zhǔn)色樣的彩度值，否則用兩色樣彩度值的幾何平均值，即彩度值的幾何平均值，即 CIE 94色差公式　　　　 BFD色差公式是色差公式是 1986年由年由 M. R. Luo和和 B. Rigg推出的色差推出的色差公式，與其它色差公式最大的公式，與其它色差公式最大的 不同之處在于不同之處在于 BFD公式除了考公式除了考慮到明度差、彩度差和色調(diào)差對(duì)色差大小的影響之外，還加慮到明度差、彩度差和色調(diào)差對(duì)色差大小的影響之外，還加入了一個(gè)有關(guān)彩度差和色調(diào)差的交叉項(xiàng)，以改善對(duì)藍(lán)色區(qū)域入了一個(gè)有關(guān)彩度差和色調(diào)差的交叉項(xiàng)，以改善對(duì)藍(lán)色區(qū)域顏色色差的預(yù)測(cè)能力。但是至今仍未找到一種大家一的色差公式。部分是同色異譜色。四個(gè)顏色樣品在標(biāo)準(zhǔn)中性刺激。的樣品都分布在一個(gè)橢圓形內(nèi)。所謂同色異譜程度低 , 實(shí)際上是指異譜程度低 , 條件改變后失匹配程度就小 , 即色差較小。這種方法稱。根據(jù)觀察顏色樣品的視場(chǎng)大小分別選擇。三對(duì)顏色 (0,1), (0,2), (1,2)中任一對(duì)的色差都為零。校正計(jì)算校正計(jì)算 a)　相加校正　　　相加校正　　b)　　假設(shè)兩樣品在參照照明體下三刺激值不等。(b) 相乘校正　　相乘校正　　　　 　　 計(jì)算程序與上述相加校正相似，只是需要確定原來(lái)三刺計(jì)算程序與上述相加校正相似，只是需要確定原來(lái)三刺激值的商，而不是它們的差。從一般實(shí)用目的考慮，為了恰當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)顏色的同色異譜程度，選用兩個(gè)測(cè)試照明體色的同色異譜程度，選用兩個(gè)測(cè)試照明體 (照照明體明體 A和一種熒光燈和一種熒光燈 )就能滿足需要。 一、光源的顯色性一、光源的顯色性 　　 人眼的顏色視覺(jué)是在自然光照明下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)勞人眼的顏色視覺(jué)是在自然光照明下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)勞動(dòng)和辨色活動(dòng)逐漸形成的。 F曲線光譜分布的熒光燈與曲線光譜分布的熒光燈與 D65照明體有同樣的光色。顯色性好的光源，物體色失真小，顯色性的好壞源，物體色失真小，顯色性的好壞是評(píng)價(jià)光源性能的重要指標(biāo)。2. 光源的顯色性與其色溫?zé)o關(guān)　　具有不同光譜分布的光源可能有相同的色溫，但是顯色性可能差別很大。 特殊顯色指數(shù)特殊顯色指數(shù) Ri　　 光源對(duì)某一種標(biāo)準(zhǔn)樣品的顯色指數(shù)光源對(duì)某一種標(biāo)準(zhǔn)樣品的顯色指數(shù) 為在參照光源下和待測(cè)光源下。 二、二、 CIE光源顯色指數(shù)計(jì)算方法光源顯色指數(shù)計(jì)算方法 　 “測(cè)驗(yàn)色 ”法：以測(cè)量參照光源照明下和待測(cè)光源照明下標(biāo)準(zhǔn)樣品的總色位移量為基礎(chǔ)來(lái)規(guī)定待光源的顯色性，用一個(gè)顯色指數(shù)值來(lái)表示光源的顯色性，表示待測(cè)光源下物體顏色與參照光源下的物體顏色相符的程度。 許多發(fā)光效率高的新光源如熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈、氙燈等的發(fā)光的光譜分布不再完全是連續(xù)光譜，有線譜、帶譜、更多的是混合光譜。如果用這支燈去照明賣(mài)肉的柜臺(tái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)新鮮燈去照明賣(mài)肉的柜臺(tái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)新鮮的肉變得暗紅色，且紅色缺少飽和的肉變得暗紅色，且紅色缺少飽和度，會(huì)使顧客誤認(rèn)肉不新鮮。所謂自然光在白天指日光 , 夜夜間為火光間為火光 , 火光的光譜分布大致相當(dāng)于黎明和黃昏時(shí)的日火光的光譜分布大致相當(dāng)于黎明和黃昏時(shí)的日光。 CIE光源顯色指數(shù)計(jì)算方法光源顯色指數(shù)計(jì)算方法 　　 　　 對(duì)光源顏色特性的評(píng)價(jià)，是色度學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。即 用　　　　用　　　　 去校正樣品去校正樣品 2在測(cè)試照明下的三刺激值在測(cè)試照明下的三刺激值 ，校正后的三刺激值是校正后的三刺激值是 ：：用用 與樣品與樣品 1的計(jì)算色差的計(jì)算色差 ?E，作為兩個(gè)樣品的同色異譜，作為兩個(gè)樣品的同色異譜程度的度量。即 　　　　　　　　　　　　　　, 且且 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 當(dāng)我們計(jì)算由于改變照明體當(dāng)我們計(jì)算由于改變照明體的特殊同色異譜指數(shù)時(shí)，假設(shè)的特殊同色異譜指數(shù)時(shí)，假設(shè) ?X,?Y, ?Z等于零來(lái)計(jì)算兩個(gè)等于零來(lái)計(jì)算兩個(gè)樣品在測(cè)試照明體下的三刺激值。 樣 　　品（ ） （ ）MA MF1 MF2 MF3 結(jié) 論　 　 如果樣品 0是標(biāo)準(zhǔn)樣品，樣品1和 2是兩個(gè)復(fù)制品的話 , 顯然樣品1是較好的復(fù)制品 , 因?yàn)樗鼈兣c樣品 0在白熾燈下或各種熒光燈下都有較低的同色異譜指數(shù)。色差按補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者。表示。兩個(gè)樣品的光譜輻亮度因數(shù)曲線交叉點(diǎn)愈多處相交。差異程度。小視場(chǎng)標(biāo)小視場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)觀察者是匹配的準(zhǔn)觀察者是匹配的 ,即它們的三刺即它們的三刺激值相等。成并不相同的顏色。色差問(wèn)題是工農(nóng)業(yè)迫切需要致公認(rèn)的公式。 BFD色差公式　　　　 CIEDE2023色差公式是最新的由色差公式是最新的由 CIE推薦的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推薦的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)色差公式，不僅包含有明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)，還加色差公式，不僅包含有明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)，還加入了功能與入了功能與 BFD公式相似的交叉項(xiàng)和改善中性灰色色差預(yù)公式相似的交叉項(xiàng)和改善中性灰色色差預(yù)測(cè)能力的函數(shù)項(xiàng)。下標(biāo)下標(biāo) “std”表示此量為標(biāo)樣的。接受成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 L*稱為米制明度，稱為米制明度， u*、 v*稱為米制色品。 表 51 NBS單位的感覺(jué)值NBS單位單位 色差的感覺(jué)值色差的感覺(jué)值0~ 痕痕 跡跡~ 輕輕 微微~3 可可 覺(jué)覺(jué) 察察~ 可可 識(shí)別識(shí)別~ 大大 非非 常大常大式中式中 ,u’,v’ 為顏色樣品的色品坐標(biāo)；為顏色樣品的色品坐標(biāo)； un’,vn’為光源的色品坐為光源的色品坐標(biāo)；標(biāo)； (X, Y, Z)為樣品的三刺激值；為樣品的三刺激值； (Xn, Yn, Zn)為為 CIE標(biāo)準(zhǔn)照明標(biāo)準(zhǔn)照明體照射在全漫反射體上，反射到觀察者眼中的白色三刺激體照射在全漫反射體上，反射到觀察者眼中的白色三刺激值，其中值，其中 Yn=100。視場(chǎng)的物體則應(yīng)視場(chǎng)的物體則應(yīng)根據(jù)根據(jù) CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值計(jì)算補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值計(jì)算 ②② 色差的單位：色差的單位： NBS (美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的縮寫(xiě)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的縮寫(xiě) )，原是由，原是由 1942年亨特年亨特的均勻色空間推導(dǎo)出的色差公式所決定，的均勻色空間推導(dǎo)出的色差公式所決定， CIE1964均勻色空間的色均勻色空間的色差公式推導(dǎo)出的色差單位正好與其一致，故也以它作為單位。 u0、 v0是照明是照明光源的色品坐標(biāo)光源的色品坐標(biāo) 兩個(gè)顏色之間的色差計(jì)算公式為兩個(gè)顏色之間的色差計(jì)算公式為 ①① △△ E表