【文章內(nèi)容簡介】 明度的值 ? 假設色調(diào)由 8種主色調(diào)組成 ? 黃色 (yellow)，橙色 (orange)，紅色 (red)，紫色 (purple)，藍色 (blue)，青綠色 (turquoise)，海綠色 (seagreen)和葉綠色(leafgreen) ? 每一種再細分成 3種，共 24種，安排在圖 59所示的色圓上 ? 使用垂直軸表示亮度，從黑色、灰色到白色 第 5章 顏色的度量體系 30/66 Ostwald顏色系統(tǒng) (續(xù) 1) (a) 色調(diào) (b) 盤色度計 圖 59 Ostwald色圓和顏色表示法 第 5章 顏色的度量體系 31/66 Ostwald顏色系統(tǒng) (續(xù) 2) ? 使用盤色度計 (disc colorimeter)產(chǎn)生顏色，見圖 59(b) ? Ostwald顏色空間中的點用 C(full color)， W(white)和 B(black)分別表示全色、白色和黑色，表示它們在一個圓上所占的百分比。例如，某一點的數(shù)值是 30, 25, 45，它所表示的含義是全色占 30%、白色占 25%和黑色占 45%。 ? Ostwald制保留了幾十年，后被 American Munsell和 Swedish Natural Colour 制淘汰 ? 原因 : Ostwald制選擇的顏色在排列上不能滿足飽和度比較高的染料市場的需要。 第 5章 顏色的度量體系 32/66 CIE顏色系統(tǒng) ? 物理三基色模型 ? RGB模型采用物理三基色，其物理意義很清楚，但它是一種設備相關的顏色模型。每一種設備 (包括人眼和現(xiàn)在使用的掃描儀、監(jiān)視器和打印機等 )使用RGB模型時都有不太相同的定義，盡管各自都工作得很圓滿，而且很直觀，但不能通用 ? 理論三基色模型 ? 為了解決這個問題，國際照明委員會的顏色科學家們企圖在 RGB模型基礎上，用數(shù)學的方法從真實的基色推導出理論的三基色，創(chuàng)建一個新的顏色系統(tǒng)，使顏料、染料和印刷等工業(yè)能夠明確指定產(chǎn)品的顏色 第 5章 顏色的度量體系 33/66 顏色科學史上的兩次重要會議 ? 1931年國際照明委員會召開的會議，定義了 ? 標準觀察者 (Standard Observer)標準：普通人眼對顏色的響應。該標準采用想象的 X, Y和 Z三種基色，用顏色匹配函數(shù) (colormatching function)表示。顏色匹配實驗使用 2176。 的視野 (field of view)。 ? 標準光源 (standard Illuminants)：用于比較顏色的光源規(guī)范。 ? CIE XYZ基色系統(tǒng)：與 RGB相關的想象的基色系統(tǒng)，但更適用于顏色的計算。 ? CIE xyY顏色空間：一個由 XYZ導出的顏色空間，它把與顏色屬性相關的 x和 y從與明度屬性相關的亮度 Y中分離開。 ? CIE色度圖 (CIE chromaticity diagram)：容易看到顏色之間關系的一種圖 第 5章 顏色的度量體系 34/66 顏色科學史上的兩次重要會議 (續(xù) ) ? 1976年國際照明委員會召開的會議 ? 明確了 1931的 CIE系統(tǒng)規(guī)范存在的兩個問題： ? 用明度和色度不容易解釋物理刺激和顏色感知之間的關系 ? 色度圖上表示的兩種顏色之間的距離與顏色觀察者感知的變化不一致，稱為感知均勻性 (perceptual uniformity)問題，即顏色之間在數(shù)字上的差別與視覺感知不一致 ? 解決顏色空間的感知一致性問題 ? 專家們對 CIE 1931 XYZ系統(tǒng)進行了非線性變換，定義了兩種顏色空間 ? 用于自照明的顏色空間，稱為 CIELUV ? 用于非自照明的顏色空間，稱為 CIE 1976 L*a*b*或 CIELAB ? 這兩種顏色空間與顏色的感知比較均勻，并給了人們評估兩種顏色近似程度的一種方法，允許使用數(shù)字量 ΔE表示兩種顏色之差 第 5章 顏色的度量體系 35/66 CIE 1931 RGB ? RGB顏色匹配函數(shù) ? 匹配每種光波波長所需要的三種相加基色的相對量 ? 該術語通常是指標準觀察者的顏色匹配函數(shù) ? 顏色是物理量，對物理量可進行計算和度量 ? 產(chǎn)生用紅、綠和藍單光譜基色匹配所有可見顏色的想法，并做了許多實驗 ? 1931年國際照明委員會綜合了不同實驗者的實驗結果，得到了 RGB顏色匹配函數(shù) (color matching functions)，如圖 510所示 ? 圖上的橫坐標表示光譜波長，縱坐標表示用以匹配光譜各色所需要的 和 ，這些值是以等能量白光為標準的系數(shù)，是觀察者實驗結果的平均值 ??gr , ?b第 5章 顏色的度量體系 36/66 CIE 1931 RGB(續(xù) 1) ? 為匹配在 nm和 nm之間的光譜色， 出現(xiàn)負值，表示需要使用補色 ? 國際照明委員會把三種單色光的波長分別定為 ? 紅光 (R)： 700 nm ? 綠光 (G)： nm ? 藍光 (B)： nm r?圖 510 1931 CIE RGB顏色匹配曲線 (RGB Color Matching Curves) 第 5章 顏色的度量體系 37/66 CIE 1931 RGB(續(xù) 2) ? 標準白光 Ew的匹配 ? 通過顏色匹配實驗，用紅、綠和藍三基色光匹配成白光時，所需紅、綠和藍基色光的光通量之比為1∶ ∶ ? 為便于計算，按比例規(guī)定了三基色光的單位 ,分別用 R、 G和 B表示為 R=1個紅基色光單位 =1光瓦 G=1個綠基色光單位 = B=1個藍基色光單位 = 其中， 1光瓦 =680流明 (lm) ? 標準白光 Ew的顏色可用每個基色單位為 1的物理三基色配出 BGRC wE ?????? 111第 5章 顏色的度量體系 38/66 CIE 1931 RGB(續(xù) 3) ? 其他顏色的匹配 ? 根據(jù)三基色原理，任意一種顏色 C可用下式匹配 bBgGrRC ???? r、 g和 b分別為紅、綠和藍三基色的比例系數(shù)，即三種單位基色光的光通量的倍數(shù) ? r、 g和 b的大小決定顏色光的光通量 ? r、 g和 b之間的比例決定生成的顏色。 ? 因為三基色的總光通量必須與被表示的顏色相等，因此 r、 g和 b之和必等于 1,即 1??? bgrBGRC ???例： 該式表示的顏色為偏綠色 第 5章 顏色的度量體系 39/66 CIE 1931 XYZ ? CIE XYZ系統(tǒng) ? 1931年國際照明委員會定義的顏色空間 ? 根據(jù)顏色科學家賈德 (Judd)的建議 ? 坐標稱為 CIE刺激值 (tristimulus values) ? 用百分比表示 X、 Y和 Z三種想象的相加基色的量 ? 設備無關的顏色系統(tǒng) ? 根據(jù)視覺特性和用顏色匹配實驗結果定義的 ? 規(guī)定 X、 Y和 Z基色都用正數(shù)去匹配所有的顏色，并用 Y值表示人眼對亮度 (luminance)的響應 ? 每種顏色都可表示成想象的基色 X、 Y和 Z的混合 ? 與可見的顏色不對應 第 5章 顏色的度量體系 40/66 CIE 1931 XYZ(續(xù) 1) ? CIE 1931標準顏色匹配函數(shù) （ CIE 1931 Standard Color Matching Functions） ? 見圖 511 ? 橫坐標表示可見光譜的波長，縱坐標表示 X、 Y和 Z基色的相對值 ? 和 是顏色匹配系數(shù) ? 三條曲線表示 X、 Y和 Z三基色刺激值如何組合以產(chǎn)生可見光譜中的所有顏色 ? 例，匹配波長為 450 nm的顏色 (藍 /紫 )需要 ? X基色 ? Y基色 ? Z基色 ? 用標準觀察者 (Standard Observer)的實驗數(shù)據(jù) ? 為表示普通人眼的顏色響應而采用的觀察者標準 ,其視野角或稱視場角 (viewing angle)為 2176。 ,xy?? z?第 5章 顏色的度量體系 41/66 CIE 1931 XYZ(續(xù) 2) 圖 511 CIE 1931標準顏色匹配函數(shù) 第 5章 顏色的度量體系 42/66 CIE 1931 XYZ(續(xù) 3) ? RGB和 XYZ之間的轉(zhuǎn)換關系 ? 和 —— 1931 CIE X、 Y和 Z基色 ? 和 —— 1931 CIE R、 G和 B基色 ? 轉(zhuǎn)換關系為 ,xy?? z? ,rg?? b?????????????????????????????