【文章內(nèi)容簡介】 波長的坐標值也都有差異 ，僅只在 600nm處的光譜色坐標值大致相近 。 兩張色品圖上唯一重合的色品點就是等能白點 。 曲線在 400~500nm 區(qū)域高于 2? 視場的 ，表明視網(wǎng)膜上中央窩以外的區(qū)域?qū)Χ滩ü庾V有更高的感受性。 人眼在小視場觀察顏色時 ， 辨別顏色差異的能力較低 。 當觀察視場從 2?增大至 10?時 ， 顏色匹配的精度隨之提高 。 但視場再進一步增大 ， 顏色匹配精度就難以再提高 。 )(10 ?y )(?y 黑體軌跡 黑體軌跡上的各點代表不同溫度的黑體的光色 ，溫度由接近 1000K開始升高時 ， 顏色由紅向藍變化 。 因此人們就用黑體對應的溫度表示它的顏色 。 167。 CIE色度計算方法 一、色品坐標的計算 1. 三刺激 的計算 計算顏色的色品坐標必須先求得顏色的三刺激值。CIE色度系統(tǒng)三刺激值計算公式為 ??????????????????????????????????????????dzkZdzkZdykYdykYdxkXdxkX)()(,)()()()(,)()()()(,)()(101010101010101010?????????????????????????????????????????????????????????)()(,)()()()(,)()()()(,)()(101010101010101010zkZzkZykYykYxkXxkX可見光波段 380nm~760nm △ ? =10nm △ ? =5nm ?(?)稱為顏色刺激函數(shù) ， 即進入人眼產(chǎn)生顏色感覺的光輻射能量 。 被測物體是自發(fā)光體時 ， ?(?)為發(fā)光物體輻射的相對光譜功率分布 。 被測物體是非自發(fā)光物體時 ， 透明體或不透明體的顏色刺激函數(shù) ?(?)分別為 式中 ， ? (?)為物體的光譜透射比； ?(?)為物體的光譜輻亮度因數(shù)； ?(?)為物體的光譜反射比； S(?)照明光源的相對光譜功率分布 ， 一般采用 CIE規(guī)定的標準照明體 ， 例如物體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 。 )()()( ????? S?? )()( ??? ?? )()()( ????? S?? CIE規(guī)定的標準色度觀察者的光譜三刺激值 。 計算時采用 完全由被測物體要求人眼觀察的視角所決定 , 當要求人眼觀察的視角為 1?~4?時采用 ；當要求人眼觀察的視角在 4?~10?之間則采用 。 101010 ,, zyxzyx zyx , 101010 , zyx 2. 色品坐標的計算 ???????????????????????????101010101010101010101010101010ZYXZzZYXZzZYXYyZYXYyZYXXxZYXXx 實際工作中，首先必須用光譜輻射計測得光源的相對光譜功率分布 (對自發(fā)光體 )或用分光光度計算測得物體的光譜反射比或光譜透射比 (對非自發(fā)光物體 )，再根據(jù) CIE推薦的標準照明體數(shù)據(jù)和標準色度觀察者的光譜三刺激值數(shù)據(jù)，編寫計算程序，可十分方便地得到樣品的色品坐標值 。 二、顏色相加的計算 當兩種已知色品坐標和亮度值的顏色相加混合后，混合色的色品坐標可用計算法和作圖法求得。 1．計算法 提示 ： 混合色的色品坐標與已知色的色品坐標之間沒有線性疊加的關系。而混合色的三刺激值與已知色之間存在著線性疊加的關系 。 三刺激值 → 色品坐標 ① 先分別求出單個樣品的三刺激值 ② 樣品的三刺激值相加，求出混合色的三刺激值，即 ③ 當已知顏色的色品坐標 x,y及亮度 Y時 , 則顏色三刺激值 1 2 1 2 1 2, , X X X Y Y Y Z Z Z? ? ? ? ? ?1, , x z x yX Y Y Y Z Y Yy y y??? ? ? ? 2. 作圖法 在 CIE xy色品圖上，兩種顏色相加產(chǎn)生的第三種顏色總是位于連接此兩種顏色的直線上。新顏色在直線上的位置決定于這兩種顏色的三刺激值總和的比例。 圖中 P為顏色 1， Q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 C1＝ X1＋ Y1＋ Z1 C2＝ X2＋ Y2＋ Z2 根據(jù)重力中心定律 22211121ZYXZYXCCMPQM??????表示 QM的距離與 C2成反比，即在混合色中 C2所占的比例越大，QM的距離越短。 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 (1) 主波長 顏色 S1的主波長是指波長 ?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。 并不是所有的顏色都有主波長 ， 色品圖中連接白點和光譜軌跡兩端點所形成的三角形區(qū)域內(nèi)各色品點都沒有主波長 。 為此 , 引入 補色波長 概念 , 即一種顏色 S2的補色波長是指 ?c的波長光譜色與適當比例的顏色 S2相加混合 ， 能匹配出某一種確定的參照白光 。 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 如果已知樣品的色品坐標 xy和特定白光的色品坐標為 xw, yw, 則可用兩種方法決定樣品的主波長和補色波長。 A. 作圖法 在色品圖上標出樣品點 S1和白點 (O點 ), 由 O點向 S1引一直線 , 延長直線與光譜軌跡相交于 L點 ，L點的光譜色波長就是樣品的主波長 ?d (S1的 ?d=583nm)。 在色品圖上標出樣品 S2的位置 ， 由 S2點向 O點引一直線 ， 延長與光譜軌跡相交 ， 交點處的光譜色波長就是樣品的補色波長 ?c (S2的 ?c=530nm)。 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 B. 計算與查表法 連接白點 (xw, yw)與樣品點 (x, y)的直線斜率可表示為 斜率 = 或者 斜率 = 在這兩個斜率中選較小的絕對值，查附表 211求得樣品的主波長或補色波長。 wwxxyy??wwyyxx??顏色的主波長大致相當于顏色知覺中顏色色調(diào) 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 (2) 興奮純度與色度純度 色純度指樣品的顏色同主波長光譜色接近的程度 。 色純度有興奮地純度和色度純度兩種表示法 。 A. 興奮純度 興奮純度用 CIE x, y色品圖上兩個線段的長度比表示 。第一線段是白點到樣品點的距離 OS1(見圖 514)， 第二線段是白點到主波長點的距離 OL， 以符號 Pe=OS1/OL；對補色波長的點 Pe=OS2/OP。 顏色興奮純度表示主波長的光譜色被白光沖淡的程度 ， 實質(zhì)上也是表示主波長光譜色的三刺激值在樣品三刺激值中所占的比重 。 可表示為 eX Y ZPX Y Z? ? ?????? 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 Pe也可用色品坐標來計算 式中， x?, y?代表光譜軌跡 (主波長時 )或連接光譜兩端的直線紫紅軌跡上 (補色波長時 )的色品坐標。 計算自發(fā)光體主波長和興奮純度時通常選用等能白 (E點 )作為白點，對于非發(fā)光體的物體色則用 CIE標準照明體作為參照白光 (如 A， B， C， D65), 樣品的主波長和興奮純度隨所選用的白點不同會出現(xiàn)不同的結果。 wewxxPxx????wewyyPyy???? 三、 主波長和色純度 — CIE推薦的色品表示法 B. 色度純度 當樣品顏色的純度用亮度的比例表示時 , 稱為色度純度Pc， 表示主波長的光譜色在樣品中所占亮度的比重 。 式中 ， Y?為主波長光譜色的亮度； Y為樣品色的亮度 。 色純度大致相當于顏色知覺中的色飽和度 ， 但并不完全相同 ， 因為色品圖上色純度相等點的色知覺并不完全對應于飽和度相等點的色知覺 。 用主波長和色純度表示顏色色品比只用色品坐標表示顏色色品的優(yōu)點在于能給人以具體的印象 ， 能表明顏色的色調(diào)及飽和度的大致情況 。 /cP Y Y??( ) ( )( ) ( )wwcey y x x y y yPPy y x x y y y? ? ?????? ? ? 均勻顏色空間 顏色的三刺激值不同 ， 則顏色的外貌不同 ， 但兩種顏色的三刺激值差相同是否代表人感覺到的色知覺差異 ——色差相同呢 ？ 實驗證明：三刺激值差相同的兩種顏色隨兩種顏色的不同而引起人的色知覺差異是不同的 ， 對某兩種顏色會感到有很大的差異 ， 但同樣的三刺激值差對另外兩種顏色可能會感到色知覺差異很小 。 因此 ， 需要尋找一個均勻顏色空間 ， 在這個三維空間中 ， 每個點代表一種顏色 ，空間中兩點之間的距離代表兩種顏色的色差 ， 空間中相等的距離能代表相同的色差 。 為了解決這個問題 ， CIE對人眼的辨色能力做了大量的研究工作 ， 得到了幾種不同的均勻顏色空間 。 顏色分辨力 確定色差必須對人眼的顏色分辨能力進行研究 。 顏色知覺特性包括明度 、 色度 、 飽和度三方面 ， 后兩方面合稱為色品 。 (1) 光亮度分辨力 色品相同但光亮度有差異的兩種色光亮度分別為 L、 L+?L, 分別照射在實驗裝置的兩半視場內(nèi) , 人眼恰能分辨出兩個半視場光亮度不同時的 ?L值稱為光亮度差閾 , 也就是人眼的光亮度 分辨力 。 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 , 稱為光亮度絕對閾 , 是能感知光亮度的最低極限值 , 對中央凹錐狀細胞的光亮度絕對閾約為 103 cd/m2， 而對桿狀細胞可達到 106cd/m2。 顏色分辨力 (2) 波長和色純度的分辨力 對亮度相同但波長不同的單色光波長分辨力可用專門裝置測量 。 實驗表明：光譜兩端分辨力最差 ， 特別在紅端 680nm以上 , 幾乎不能分辨出差別 。 光譜中部的分辨力較高 , 尤其在藍綠色 490nm和黃色 590nm左右分辨力最強 , 590nm附近約為 1nm。 如果色純度降低 ， 波長分辨力一般隨之降低 ， 只是藍紫端隨純度變化與其它部分有些不同 。 波長分辨力隨視場的增大而升高 ， 10?視場的波長分辨力比 2?視場高 3倍 。 2?視場時整個可見光譜上人眼能分辨出約 150種顏色 ， 而在 10?視場時可分辨出 400至 500種顏色 。 顏色分辨力 人眼的色純度分辨力實驗 : 要測定白光 (Pc=0)加色光后的分辨力 (即低色純度時的純度分辨力 )， 可用色光亮度 L和 L?L分別照射在色度計的兩半視場中 ， 然后在 L?L一邊加單色光亮度 ?L， 使兩邊亮度相等 ， 如果兩邊恰可分辨出不同的色光 ， 所 測定的即在白光時的色純度分辨力 ?Pc =?L/L。 實驗證明：短波端的色純度分辨力最好 ，400nm時 ?Pc =眼所分辨 ， 即白光中加入千分之一亮度的色光 ， 就可被認為不是白光 。 黃波段以 570nm為最差 ， ?Pc =。 布里克韋德測量結果 低色純度時的色純度分辨力 顏色分辨力 近單色光時 (Pc =1)的色純度分辨力很有規(guī)則 ， 幾乎所有單色光中只需加百分之二左右的白光后人眼就能分辨出顏色變化 。所以沖淡單色光時的 ?Pc總是大致等于 。 其它色純度的分辨力 ， 色純度分辨力最差的是黃綠色 (570nm)， 最佳的是在光譜兩端 ， 尤其是紫藍端 。 (3) 色品分辨力 顏色之間的差異是它們?nèi)咦兓木C合結果 ， 故需研究綜合分辨能力 ， 尤其是顏色的色品分辨力 。 當每一種顏色在色品圖上的位置變化很小時 ， 人眼往往感覺不出顏色的變化 ， 只有當坐標位置變化到一定范圍時 ， 人眼才能感覺出顏色的變化 。