國際勻色坐標(biāo)制

第八章國際(guójì)勻色坐標(biāo)制CIE1931XYZ表色系統(tǒng)在給人們進行定量化研究色彩的同時，卻不能夠滿足人們對顏色的差別量的表示，因為，在研究中發(fā)現(xiàn)，用CIE1931XYZ系統(tǒng)來表示顏色的差別時和人眼(rényǎn)的視覺結(jié)果差別比較大，也就是說，由于CIE1931XYZ系統(tǒng)的本身的缺陷，不能夠用來計算色差。因此，研究人員在此基礎(chǔ)上進行了大量的研究。精品資料第八章國際(guójì)勻色坐標(biāo)制顏色寬容量(róngliàng)與Yxy的不均勻性CIE1976L*a*b*表色系統(tǒng)CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)CIE表色系統(tǒng)在印刷業(yè)中的應(yīng)用色差公式色貌模型精品資料8.1顏色寬容量(róngliàng)與Yxy的不均勻性人眼對光譜(guāngpǔ)顏色的差別感受性精品資料8.1顏色寬容量(róngliàng)與Yxy的不均勻性人眼對顏色的恰可分辨(fēnbiàn)范圍精品資料8.1顏色(yánsè)寬容量與Yxy的不均勻性麥克亞當(dāng)?shù)念伾珯E圓形寬容量范圍(fànwéi)精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.1均勻顏色空間(kōngjiān)的發(fā)展CIE1931XYZCIE1960均勻色度標(biāo)尺圖CIE1964均勻顏色空間CIELAB，CIELUV精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間從CIE1931RGB系統(tǒng)到CIE1931XYZ系統(tǒng)，再到CIE1960UCS系統(tǒng)，再到CIELAB系統(tǒng)，一直都在向“均勻化”方向發(fā)展。CIE1931XYZ顏色空間只是采用簡單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系；CIE1960UCS顏色空間將1931xy色度圖作了線形變換，從而使顏色空間的均勻性得到了改善，但亮度因數(shù)沒有均勻化。(1)色空間精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間為了進一步改進和統(tǒng)一顏色評價的方法，1976年CIE推薦了新的顏色空間及其有關(guān)色差公式，即CIE1976LAB（或L*a*b*）系統(tǒng)，現(xiàn)在已成為世界各國正式采納、作為國際通用的測色標(biāo)準(zhǔn)。它適用于一切光源色或物體色的表示與計算。精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間CIELAB

空間由CIEXYZ系統(tǒng)通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換得到：XYZ為顏色樣品的三刺激值X0Y0Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值L*稱為心理計量明度錐體細胞的黑－白反映a*心理計量色度錐體細胞的紅－綠反映b*心理計量色度錐體細胞的黃－藍反映精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間由X、Y、Z變換為Ｌ*、a*、b*時包含有立方根的函數(shù)變換，經(jīng)過這種非線形變換后，原來的馬蹄形光譜軌跡不復(fù)保持。轉(zhuǎn)換后的空間用笛卡兒直角坐標(biāo)體系來表示，形成了對立色坐標(biāo)表述的心理顏色空間，如圖所示。在這一坐標(biāo)系統(tǒng)中，+a表示紅色，-a表示綠色，+b表示黃色，-b表示藍色，顏色的明度由L的百分數(shù)來表示。精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間紅綠黃藍黃綠橙紫藍綠黑白+a*-a*-b*+b*L*=10L*=0灰精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間優(yōu)點：當(dāng)顏色的色差大于視覺的識別閾限（恰可觀察）而又小于孟塞爾系統(tǒng)相鄰兩級的色差時，能較好地反映物體色的心理感受!精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間心理明度心理彩度心理色相角精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間

色差是指用數(shù)值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別。若兩個色樣樣品都按L*、a*、b*

標(biāo)定顏色，則兩者之間的總色差△E*ab以及各項單項色差可用下列公式計算：(2)色差精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間明度差：色度差：總色差：精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間彩度差：色相角差：色相差：精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間計算舉例：在2°標(biāo)準(zhǔn)觀察者和C光源的照明條件下，測得用黃色油墨印制的三個樣品的色度坐標(biāo)為：

No1：Y=71.79，x=0.4210，y=0.4788

No2：Y=70.67，x=0.4321，y=0.4889

No3：Y=67.95，x=0.4441，y=0.4947

C光源：Y0=100，x0=0.3101，y0=0.3162求兩個顏色之間的色差精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間首先求各樣品色的三刺激值由此得到：No1:Y1=71.79,X1=63.13,Z1=15.02No2:Y2=70.60,X2=62.46,Z2=11.43No3:Y3=67.95,X3=61.00,Z3=8.40C光源：Y0=100,X0=98.07,Z0=118.22精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間把這些數(shù)值代入式精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間求得：精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間假定以樣品色No.1為標(biāo)準(zhǔn)，則可計算出它們的色差值為：

△L*

△a*

△b*

△E*ab

No.2-No.1-0.66381.32877.60537.7490

No.3-No.1-1.97273.592014.305514.8809`精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.2CIELAB均勻顏色(yánsè)空間(2)色差單位的提出和意義1939年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局采納了賈德等的建議而推行Y1/2、a、b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)相鄰兩個色彩的差別約為10NBS單位。NBS的色差單位與人的色彩感覺差別用下表來描述，說明NBS單位在工業(yè)應(yīng)用上是有價值的。精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.2CIELAB均勻(jūnyún)顏色空間NBS單位與顏色差別感覺程度

NBS單位色差值感覺色差程度0．0～0.50（微小色差）感覺極微（trave）0.5～1.51（小色差）感覺輕微（slight）1.5～3（較小色差）感覺明顯（noticeable）3～6（較大色差）感覺很明顯（appreciable）6以上（大色差）感覺強烈（much）精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)CIE1976L*u*v*均勻顏色空間實際上是由CIE1931和CIE1964均勻顏色空間發(fā)展而來的。主要是用數(shù)學(xué)方法對Y值作非線性轉(zhuǎn)換，使其與代表視覺等間距的孟塞爾系統(tǒng)靠攏。精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)（1）1964均勻顏色空間式中：u、v－－顏色樣品的色度坐標(biāo)；u0、v0－－顏色樣品的色度坐標(biāo)；精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)（1）1964均勻顏色空間精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)（2）CIELUV色空間明度指數(shù)明度指數(shù)精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)（2）CIELUV色空間樣品色度坐標(biāo)光源色度坐標(biāo)精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)明度差：色度差：總色差：精品資料8.2均勻(jūnyún)顏色空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)彩度差：色相角差：色相差：精品資料8.2均勻顏色(yánsè)空間8.2.3CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)(xìtǒng)（3）CIELAB和CIELUV的比較兩者都是在視覺上近似均勻的顏色空間兩者在的視覺上的均勻程度基本相同莫萊用555對顏色求各個顏色空間的色差值與目測結(jié)果的關(guān)系，L*a*b*為0.72，L*u*v*為0.71；用孟塞爾卡中恒定色相軌跡和恒定彩度軌跡在a*b*圖和u*v*圖的改善程度也很接近，只是a*b*圖略優(yōu)于u*v*圖。根據(jù)工業(yè)部門的習(xí)慣選擇應(yīng)用的顏色空間CIE1976L*a*b*多用于表面色工業(yè)，如印刷、紡織等CIE1976L*u*v*多用于光源色、彩色電視機等工業(yè)部門精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展1976年以前瑞利立方根(ReillyCubeRoot)色差(sèchā)公式FMC-I(Friele-MacAdam-Chickering-I)色差(sèchā)公式FMC-II色差(sèchā)公式ABLAB(Adams-Nickerson)色差(sèchā)公式Hunter色差(sèchā)公式1976年以后精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展1976年以前1976年以后(yǐhòu)CIELAB色差公式CIELUV色差公式FCM(Fine-Color-Metric)色差公式JPC色差方程CMC(l:c)色差公式BFD(l:c)色差公式CIELAB色差公式的加權(quán)式CIE94色差公式Leed色差公式(LCD)CIEDE2000色差公式精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展CIELAB的不足之處(bùzúzhīchǔ)L=90a=4b=1L=92a=6b=3L=27a=67b=-107L=29a=69b=-109＝精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式1984年英國染色家協(xié)會（SDC）的顏色測量委員會（CMC）推薦使用；1988年被采納為英國國家標(biāo)準(zhǔn)（BS6823）；在1989年被美國染色化學(xué)家協(xié)會(AATCC)采用形成AATCC試驗方法173～1989年,1992年又進行了修訂；1995年成為國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO105J03“Calculationofsmallcolordifference”)；

GB/T8424.3-2001,紡織品色牢度試驗色差計算

GB/T3810.16-1999,陶瓷磚實驗方法第十六部分：小色差的測定精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式式中：SL=0.040975L*/(1+0.01765×L*)當(dāng)L*<16時，SL=0.511×L*SC=0.0638*/（1+0.0131×L*）+0.638精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式當(dāng)精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式克服JPC79在深色及中性色范圍計算結(jié)果與目測結(jié)果偏差較大的現(xiàn)象。并進一步引入了調(diào)整參數(shù)l和c,以適應(yīng)不同目的需求。在紡織中，l通常設(shè)為2，就是CMC(2:1)公式。印刷行業(yè)有人推薦1.4:1。精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.1CMC(l:c)色差(sèchā)公式精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式1989年，CIETC1-29（工業(yè)色差評估），主要任務(wù)是考察目前在工業(yè)中使用的在日光照明下進行物體色色差評價的標(biāo)準(zhǔn)。1995年CIE技術(shù)報告。精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式CIE94公式引入一個新的項（⊿V），即色差的視覺量化值:KE并不是作為商業(yè)色差測量來用，而是一個總的視覺因數(shù)（視覺靈敏度系數(shù)），在工業(yè)評定的條件下，設(shè)為1個單位，即⊿V＝⊿E*94。精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式適合于工業(yè)色差的評價的參考條件：①同類樣本；②樣本間的色差⊿E*ab<5；③樣本并列放置；④顏色的評價人員的視覺正常，樣本形成的視場大于4°；⑤照度為1000lx，背景為L*=50的灰，照明光源采用D65。精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式當(dāng)一對顏色中的標(biāo)準(zhǔn)色和樣本色明顯不同時，則C*ab,X=C*ab,S精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式在邏輯上如果沒有樣本作為標(biāo)準(zhǔn)色時，C*ab,X可以用兩個顏色的CIELAB的彩度的幾何平均值表示:C*ab,X

＝（C*ab,A×C*ab,B）1/2精品資料8.3色差公式(gōngshì)的發(fā)展8.3.2CIE94色差(sèchā)公式優(yōu)點：探討了色差距離的均勻性和參量對知覺色差的影響，應(yīng)用加權(quán)函數(shù)校正CIELAB空間的均勻性，與此同時定義一組基本條件，在基本條件下應(yīng)用時無需對參量效應(yīng)校正。精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.3CIEDE200色差(sèchā)公式1998年CIETC1-47

HueandLightnessDependentCorrectiontoIndustrialColourDifferenceEvaluation

CIE出版物142-2001

Improvementtoindustrialcolourdifferenceevaluation

精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.3CIEDE200色差(sèchā)公式被感知的色差視覺敏感度計算的總色差CIEDE2000色差公式的完整表述形式精品資料8.3色差(sèchā)公式的發(fā)展8.3.3CIEDE200色差(sèchā)公式明度差：彩度差：色調(diào)差：明度、彩度、色調(diào)