【正文】 )(),(),( )2()1()0( ??????不同照明下 3種同色異譜樣品的色差 樣品 D65 A F1 F2 F3 0 x0 y0 Y0 1 x1 y1 Y1 2 x2 y2 Y3 ?E0,1 ?E0,2 當(dāng)照明體改為 A， F1， F2， F3時(shí) 3種樣品有不同的三刺激值 ， 根據(jù)這些數(shù)據(jù)按 CIE 1964色差公式計(jì)算出色差 ， 求得它們的同色異譜指數(shù) Mt。 它們對(duì)于 CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體 D65和 CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者是同色異譜色 ， 故 X0＝ X1＝ X2， Y0＝ Y1＝ Y2， Z0＝ Z1＝ Z2。 在測(cè)試照明體下 , 兩種樣品各自的三刺激值來(lái)計(jì)算 。 根據(jù)觀察顏色樣品的視場(chǎng)大小分別選擇 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者或是 CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者 。 照明體 F1代表相關(guān)色溫約為 3000K， F2代表 4000K， F3代表 6500K的典型熒光燈 。 這種方法稱(chēng)為“ 特殊同色異譜指數(shù) ” 的方法 ， 用Ｍ t表示 。如果交叉點(diǎn)無(wú)窮多 , 兩者的光譜輻亮度因數(shù)曲線(xiàn)重合 , 則兩者為同色同譜色 , 這時(shí) , 無(wú)論在什么光照明下 , 無(wú)論什么樣的觀察者觀察時(shí)都是同色的。 圖中兩種樣品對(duì) CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者 , 無(wú)論在日光或白熾燈下都具有相同顏色 研究結(jié)論： 兩個(gè)異譜的顏色刺激如要同色 , 則在可見(jiàn)光譜中至少在三個(gè)不同波長(zhǎng)上必須具有相同的數(shù)值 , 即兩者的光譜輻亮度因數(shù)曲線(xiàn)至少在三處相交。 問(wèn) 題 ：兩樣品的光譜輻亮度因數(shù)曲線(xiàn)之間有什么樣的關(guān)系 , 才能使它們同色異譜程度低 。 很多在 D65照明下是同色異譜色的樣品 ， 在 A光源照明下 ， 它們的色品點(diǎn)也分散在一個(gè)橢圓內(nèi) ， 橢圓形的大小和方向表示兩個(gè)照明體之間的差異程度 。 若觀察者不變 ， 但照明體改變 ， 則同色異譜色也被破壞 。 如果同色異譜色的樣品繁多 ， 本來(lái)在 CIE xy色品圖上都占據(jù)同一點(diǎn)的樣品 ， 在 CIEx10y10色品圖上幾乎所有的樣品都分布在一個(gè)橢圓形內(nèi) 。在 CIE xy色品圖上占有同一位置 , 當(dāng)觀察者改變成 10176。四個(gè)顏色樣品在標(biāo)準(zhǔn)照明體 D65照明下 ， 2176。 ( 1) ( 1) ( 2 ) ( 2 )12( ) ( ) ( ) , ( ) ( ) ( )SS? ? ? ? ? ? ? ? ? ???對(duì)不同的自發(fā)光體 在同一照明體照明下兩個(gè)不同的物體 在不同照明體照明下兩個(gè)不同的物體 同色異譜 )()( )2()1( ???? ?對(duì)于 ，但三刺激值相同，則同色是有條件的 , 它只是對(duì)于特定的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者和特定的照明體才能成立，如果改變觀察者或改變照明體，顏色的同色異譜性質(zhì)就遭到破壞。 即兩個(gè)樣品所反射的輻通量光譜成分不同，而顏色卻互相匹配，它們有相同的三刺激值，在色品圖上是同一個(gè)色品點(diǎn)，一對(duì)同色異譜色應(yīng)滿(mǎn)足以下條件 ?????????????????????????????????????????????????dzdzZdydyYdxdxX)()()()()()()()()()()()()2()1()2()1()2()1(式中 是兩種顏色的色刺激函數(shù)； 是光譜三刺激值 。 研究同色異譜現(xiàn)象的重要性 在工業(yè)生產(chǎn)中 , 特別是在印刷 、 印染 、 油漆 、 繪畫(huà) 、 彩色攝影 、 彩色電視等行業(yè)中同色異譜問(wèn)題是經(jīng)常遇到的問(wèn)題 , 這些行業(yè)中經(jīng)常遇到配色的問(wèn)題 ， 要求配出和已給樣品相同的顏色 ， 要求配出顏色相同 ， 光譜特性也相同是困難的 ， 絕大部分是同色異譜色 。 色差問(wèn)題是工農(nóng)業(yè)迫切需要解決的重要問(wèn)題 , 國(guó)際上成立了專(zhuān)門(mén)研究色差問(wèn)題的委員會(huì) , 許多國(guó)家的科學(xué)家都在從事這方面的工作 , 但由于色差問(wèn)題的復(fù)雜性 , 至今尚未得到滿(mǎn)意的結(jié)果 , 還待今后努力 。 國(guó)際上使用的色差公式的較多 ,尤其是CIE推薦的公式是近幾年來(lái)國(guó)際上認(rèn)為較好的色差公式 。 CIE DE2023色差公式 *2 2 200 ( ) ( ) ( ) TL L C C H H C C H HL C H C HERk S k S k S k S k S? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 除了 CIE推薦的幾種色差公式外，還有各種各樣的色差公式，這里再介紹兩種世界上某些行業(yè)較常用的公式。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，否則用兩色樣彩度值的幾何平均值，即 1??? CCL kk*abC * 2,* 1,* ababab CCC ? CIE 94色差公式 **1 , 1 0. 04 5 , 1 0. 01 5L C ab H abS S C S C? ? ? ? ? BFD色差公式是 1986年由 M. R. Luo和 B. Rigg推出的色差公式，與其它色差公式最大的 不同之處在于 BFD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。 CMC(l : c)色差公式 ? ?? ?** ** ,*,**4, 1 / 2*4, , , 97516 81 65 , 1 1 16()1 , [ ]( ) 1900 c os 35 164st dst d ab st dst dLCab st dst dab st dHCab st dab st d ab st d abLL CLSSCLCS S T f f fCh h hT????? ? ??????? ? ? ??? ? ??或? ?,345 c os 168 164 345st dab st d ab st dhh? ???? ? ? ???CIE 94色差公式是 CIE1995年推薦的工業(yè)界測(cè)試色差公式 其中 SL、 SC和 SH的意義與 CMC公式相同 , 分別為明度、彩度和色調(diào)加權(quán)函數(shù)。而對(duì)色差的“可接受性”目光鑒定資料，則可取 l = 2,c = 1。 l和 c為參數(shù)因子 ， 用于調(diào)整不同的觀察條件對(duì)色差的影響大小 。 *L? *a?ab*bCIE1976L*a*b* 勻色空間 RGB空間的顏色匹配 彩度 2/12*2** )( baC ab ??色調(diào)角 *)/*tan( abarch ab ?色調(diào)差 212*22** ])(*)()[(ababab CLEH ??????? CIE 1976均勻色空間及色差公式 CMC色差公式是在 CIE L*a*b*的基礎(chǔ)上修改推導(dǎo)出來(lái)的 ， 先后被英美兩國(guó)采用作為各自的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ， 并于 1995年被 ISO接受成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 。 L*為米制明度 。 1 / 3116( / ) 16 ( / 8856 )*903. 3 ( / ) ( / 8856 )* 13 * ( ) , * 13 * ( ) nnnnY Y Y YLY Y Y Yu L u u v L v v? ???? ???? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ZYXYvZYXXu31593154????????CIE 1976 L*u*v*對(duì) CIE 1964 W*U*V*色空間做了 3方面修正 ? CIE 1964 W*U*V*色空間的明度 W*未包括完全反射漫射體白色刺激的亮度因數(shù) Yn， 因?yàn)?Yn=100， 故這種修正不影響色差的計(jì)算； ? 明度式中將常數(shù) 17改為 16， 目的是當(dāng) Y＝ 100時(shí)可使米制明度 L*等于 100， 而在 W*式中 Y＝ 102時(shí) W*才等于 100； ? 對(duì) CIE 1964 W*U*V*色空間的主要修正在于改變了 u、 v色品圖中的 v坐標(biāo) ， v’=， u坐標(biāo)保持不變 。 (1) CIE 1976L*u*v*色空間及其色差公式 CIE改進(jìn)了 CIE W*U*V*色空間及其色差公式 , 提出采用L*u*v*色空間。 CIE 1976均勻色空間及色差公式 1976年 CIE推薦了兩個(gè)色空間及有關(guān)的色差公式。 表 51 NBS單位的感覺(jué)值 NBS單位 色差的感覺(jué)值 0~ 痕 跡 ~ 輕 微 ~3 可 覺(jué) 察 ~ 可 識(shí)別 ~ 大 非 常大 式中 ,u’,v’ 為顏色樣品的色品坐標(biāo)； un’,vn’為光源的色品坐標(biāo)； (X, Y, Z)為樣品的三刺激值； (Xn, Yn, Zn)為 CIE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值 ， 其中 Yn=100。 在 CIE xy色品圖的中心 ， 一個(gè)NBS色差單位相當(dāng)于 ~ x或 y的色品坐標(biāo)變化 。 視場(chǎng)的物體則應(yīng)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 ② 色差的單位： NBS (美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的縮寫(xiě) )， 原是由 1942年亨特的均勻色空間推導(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 。視場(chǎng)的物體應(yīng)根據(jù) CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的光譜三刺激值計(jì)算 W*， U*， V*。 在理論上 ， 當(dāng)觀察者適應(yīng)于平均日光 ， 在白色或中灰背景上看同樣尺寸和相同外形的一對(duì)顏色樣品時(shí) ， 這個(gè)公式能夠準(zhǔn)確地表達(dá)兩樣品顏色的視覺(jué)差異 。三維坐標(biāo)的公式是 ?????????????)(*13*)(*13*)1001(1725*003/1vvWVuuWUYYWZYXYvZYXXu31563154??????u、 v是顏色樣品的色品坐標(biāo)。 1964年 CIE推薦了一個(gè)均勻三維顏色空間并給出相應(yīng)的色差公式。 以 u, v作為新色品圖的色品坐標(biāo) 。用坐標(biāo)變換的方式來(lái)尋找合適的均勻色品圖 , 得到了不同的近似均勻色品圖 。 但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 , 一般假定具有黎曼幾何形式 。 麥克亞當(dāng)?shù)热搜芯康慕Y(jié)果表明 CIE的 xy色品圖不能滿(mǎn)足此要求 。CIE 1964均勻顏色空間的明度標(biāo)尺關(guān)系式較簡(jiǎn)單 , 便于使用 , 從圖上可以看出 , 它 (曲線(xiàn) 3)與孟塞爾明度標(biāo)尺 (曲線(xiàn) 2)的曲線(xiàn)基本重合 , 也是一個(gè)很均勻的明度標(biāo)尺 。 (2) 明度值 V與樣品的亮度因數(shù) Y的關(guān)系 ① 平方根公式 式中 LH為亨特色差公式中的明度，稱(chēng)為亨特明度 ② 孟塞爾明度值函數(shù) (孟塞爾明度值 ) ③ CIE明度指數(shù)函數(shù) 式中 W*為 CIE 1964色差公式中的明度值。 所謂亮度因數(shù)是在規(guī)定的光照條件下 , 給定的方向上 , 物體表面的亮度與同一光照下完全反射漫射體的亮度之比 。 10為理想白色 , 0為理想黑色 。 均勻明度標(biāo)尺 (1) 均勻明度標(biāo)尺 均勻明度標(biāo)尺的建立是基于兩種視覺(jué)實(shí)驗(yàn)方法 , 研究對(duì)象是從黑到白的一系列中性色樣品 (實(shí)驗(yàn)方法將在后面孟塞爾系統(tǒng)中詳述 )。 有研究采用類(lèi)似色品分辨力橢圓的顏色綜合分辨力橢球 。 光譜軌跡藍(lán)色端的顏色密度大于綠色端約 300~400倍 。 在色品圖不同位置顏色的寬容量不一樣 ， 藍(lán)色部分寬容量最小 ， 綠色部分最大 。 麥克亞當(dāng)實(shí)驗(yàn) ：在 CIE xy色品圖上不同位置選擇了 25個(gè)色品點(diǎn) , 以色品點(diǎn)為中心 , 測(cè)定 5至 9個(gè)方向上的顏色匹配范圍 , 用顏色匹 的標(biāo)準(zhǔn)偏差定出顏色的寬容量 ， 連成代表顏色寬容量的近似橢圓 ( 圖中橢圓按實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大 10倍繪制 ) 。把人眼感覺(jué)不出顏色變化的范圍稱(chēng)為顏色的寬容量 (或稱(chēng)恰可察覺(jué)差 , 簡(jiǎn)寫(xiě) )， 反映出人眼的色品分辨力 。 (3) 色品分辨力 顏色之間的差異是它們?nèi)咦兓木C合結(jié)果 ， 故需研究綜合分辨能力 ， 尤其是顏色的色品分辨力 。所以沖淡單色光時(shí)的 ?Pc總是大致等于 。 黃波段以 570nm為最差 ， ?Pc =。 顏色分辨力 人眼的色純度分辨力實(shí)驗(yàn) : 要測(cè)定白光 (Pc=0)加色光后的分辨力 (即低色純度時(shí)的純度分辨力 )， 可用色光亮度 L和 L?L分別照射在色度計(jì)的兩半視場(chǎng)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(cè)定的