第四章 顏色的描述課件

第四章顏色的描述第四章顏色的描述

孟塞爾表色系統(tǒng)顯色系統(tǒng)瑞典自然色系統(tǒng)奧斯瓦爾德（Ostwald）表色系統(tǒng)中國顏色體系混色系統(tǒng)CIE1931RGB真實(shí)顏色系統(tǒng)

CIE1931XYZ顏色系統(tǒng)均勻顏色系統(tǒng)第四章顏色的描述描述顏色的方法顯色系統(tǒng)表示方法混色系統(tǒng)表示方法第四章顏色的描述什么是顏色的顯色系統(tǒng)？顏色的顯色系統(tǒng)（ColorOrdersystem）是在薈集各種實(shí)際色彩的基礎(chǔ)上，根據(jù)色彩的外貌，按直觀顏色視覺的心理感受，將顏色進(jìn)行有系統(tǒng)、有規(guī)律的歸納和排列；并給各色樣以相應(yīng)的文字和數(shù)字標(biāo)記，以及固定的空間位置，做到“對號入座”的方法。它是建立在真實(shí)樣品基礎(chǔ)上的色序系統(tǒng)。第四章顏色的描述什么是顏色的混色系統(tǒng)？混色系統(tǒng)是根據(jù)色度學(xué)理論和實(shí)驗證明任何色彩都可以由色光三原色混合得到而建立。色光三原色是紅、綠、藍(lán)。利用紅、綠、藍(lán)三色光可以混合匹配出任何想要的顏色。對于物體的表面色，需用儀器測定其反射或透射的三原色光的數(shù)量，此三原色光的作用量稱為色彩的三刺激值。第四章顏色的描述第一節(jié)顯色系統(tǒng)孟塞爾表色系統(tǒng)瑞典自然色系統(tǒng)奧斯瓦爾德（Ostwald）表色系統(tǒng)中國顏色體系色譜Pantone色庫第四章顏色的描述牛頓色相環(huán)牛頓把太陽光進(jìn)行分解后的光帶首尾相接形成一個圓環(huán)狀，再將此圓六等份，分別填上紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫6個色，定名色相環(huán)，又稱牛頓色相環(huán)。第四章顏色的描述色立體牛頓色相環(huán)的發(fā)明雖然建立了色彩的色相關(guān)系上的表示方法，但色彩的基本屬性還有明度和飽和度。所謂色立體，就是借助于三維空間的模式來表示色相、明度、飽和度關(guān)系的一種表色方法。第四章顏色的描述色立體的用途對美術(shù)工作者來說它相當(dāng)于一本配色詞典。由于各種色彩在色立體中是按照一定的次序排列，色相、明度、飽和度次序組織的非常嚴(yán)密。指示著色彩的分類、對比、調(diào)和等一切規(guī)律。如果建立了一個標(biāo)準(zhǔn)化的色立體色譜，對于色彩的使用和管理將帶來很大的方便。第四章顏色的描述缺點(diǎn)色譜只能用已有的色料制作，但色料有一定的局限性，受生產(chǎn)技術(shù)的限制大，而且不可能用印刷的方法印出所有的顏色；印刷的顏色不能長期保存不變。第四章顏色的描述一、孟塞爾表色系統(tǒng)第四章顏色的描述

孟塞爾所創(chuàng)建的顏色系統(tǒng)是用顏色立體模型表示顏色的方法。它是一個三維類似球體的空間模型，把物體各種表面色的三種基本屬性色相、明度、飽和度全部表示出來。以顏色的視覺特性來制定顏色分類和標(biāo)定系統(tǒng)，以按目視色彩感覺等間隔的方式，把各種表面色的特征表示出來。目前國際上已廣泛采用孟塞爾顏色系統(tǒng)作為分類和標(biāo)定表面色的方法。孟塞爾系統(tǒng)第四章顏色的描述(1)孟塞爾立體第四章顏色的描述(1)孟塞爾立體第四章顏色的描述在孟塞爾顏色立體中，中央軸代表色彩的明度，顏色越靠近上方，明度越大；垂直于中央軸的圓平面周向代表顏色的色相；在垂直于中央軸的圓平面上，距離中央軸越近的顏色彩度越小，反之越大。(1)孟塞爾立體第四章顏色的描述(2)孟塞爾色相(Hue,記為H)第四章顏色的描述孟塞爾色相是以R、Y、G、B、P五色為基礎(chǔ),加上它們的中間色相RP、PB、BG、GY、YR形成十個主要色相,再將十個色相各自十等分,總計形成一百個刻度的色相環(huán),叫做國際照明委員會色系。(2)孟塞爾色相(Hue,記為H)第四章顏色的描述以色立體的中央軸代表無彩色（消色）軸，并按等明度差從0--10共分11個等級，在0（黑體）和10（完全漫反射體）之間加入等明度漸變的9個灰色，用N0、N1、N2等表示。對于彩色，用與其等明度的灰色明度表示其明度，記為V=1、V=2、V=3等

。(3)孟塞爾明度(Value,記為V)第四章顏色的描述(3)孟塞爾明度(Value,記為V)第四章顏色的描述(4)孟塞爾彩度(Chroma,記為C)彩度表示顏色離開相同明度值灰色的程度。從0--20之間，按等視覺原則劃分，用2，4，6等表示。第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述(5)孟塞爾系統(tǒng)表色法（HV/C表色法）中性色表示方法：

N5/10Y

8/12

明度色相彩度彩色表示方法：HV/C=色相明度值/彩度第四章顏色的描述5BG8/4

色相明度彩度第四章顏色的描述8BG3/12色相明度彩度第四章顏色的描述色相：10G

明度:8

彩度:12表示為：第四章顏色的描述明度為7的中性灰表示為：第四章顏色的描述二、自然顏色系統(tǒng)第四章顏色的描述自然顏色系統(tǒng)自然色彩系統(tǒng):NaturalColorSystem，簡稱NCS，是以顏色視覺對立學(xué)說為基礎(chǔ),用待測顏色與紅(R)、綠(G)、黃(Y)、藍(lán)(B)、黑(S)、白(W)六個心理對立原色的相似度來表示該顏色的。YRBGWS第四章顏色的描述1611A.S.Forsius出版NCS早期研究理論。

1874EwaldHering出版了相關(guān)著作。1920-1975經(jīng)過超過10人的10多年的科學(xué)研發(fā)工作，在建筑師、設(shè)計師、心理學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家和色彩學(xué)家的共同努力下最終完成了NCS。1979NCS成為瑞典的國家色彩標(biāo)準(zhǔn)。1984成為挪威的國家色彩標(biāo)準(zhǔn)。1994成為西班牙的國家色彩標(biāo)準(zhǔn)。1995 擁有1750色的NCS第2版誕生,具有高精確度色彩和質(zhì)量保證的NCS成為歐洲最廣泛采用的色彩編號系統(tǒng)。1997 NCS獲得最權(quán)威的國際色彩科學(xué)組織－AIC國際色彩學(xué)會的頒獎。1998 NCS產(chǎn)品和質(zhì)量獲得ISO9001認(rèn)證。1999 推出1750色高光澤版NCS產(chǎn)品。2000-2003推出數(shù)字版NCS系統(tǒng)。2003成為南非的國家色彩標(biāo)準(zhǔn)。NCS的發(fā)展歷史第四章顏色的描述(1)、自然顏色系統(tǒng)白綠紅黃藍(lán)黑心理原色：紅(R)、綠(G)、黃(Y)、藍(lán)(B)、黑(S)、白(W)基本原理第四章顏色的描述

介于4個色彩基準(zhǔn)色之間的自然色彩第四章顏色的描述白色、黑色與彩色疊加的視覺色彩第四章顏色的描述色相環(huán)第四章顏色的描述色彩三角第四章顏色的描述表色方式任何色彩的總值為100。即黑（S）+白（W）+彩度（C）＝100表色方法：黑（S）彩度（C）-色相先判斷屬哪個象限（四個象限），找到色相第四章顏色的描述W+S+C=100，白色=50%NCS色彩編號10%黃色和90%紅色20%黑色30%純彩色S2030-Y90R第四章顏色的描述W(白)S(黑)Y(黃)R(紅)B(藍(lán))G(綠)||||||1010245600|\/

黑度S=10彩度C=24+56=80Y--R相對比例φ=(56÷80)×100=70NCS表記為:1080--Y70R表色方法第四章顏色的描述W(白)S(黑)Y(黃)R(紅)B(藍(lán))G(綠)||||||2020362400第四章顏色的描述NCSArchitect-designtools建筑、設(shè)計和工業(yè)用專業(yè)色彩工具第四章顏色的描述第四章顏色的描述NCSBrilliantNCS有光產(chǎn)品第四章顏色的描述Electroluxred-mattandhighgloss工業(yè)設(shè)計啞光/有光版Electrolux第四章顏色的描述NCSPaletteNCS配色系統(tǒng)數(shù)字化NCS色彩庫,適用于:Photoshop,Illustrator,FreeHand,CorelDraw,PageMakerArchiCADAutoCAD第四章顏色的描述S2565-R80BS3060-R80B+NCSColourmeterNCS–NaturalColorSystem??–TheinternationallanguageofcolourcommunicationNCS測色儀便攜式NCS色彩讀取儀器第四章顏色的描述工業(yè)設(shè)計廚房家電惠爾普第四章顏色的描述SwedishFlagHeadofficeofNCS??

F?rginstitutetScandinavianColourInstituteABSweden瑞典國旗NCS0580-Y10R4055-R95B第四章顏色的描述NCS色彩系統(tǒng)用于交通工具中第四章顏色的描述NCS色彩系統(tǒng)用于建筑設(shè)計中（德國GSW大樓）第四章顏色的描述NCS色彩系統(tǒng)用于零售店設(shè)計第四章顏色的描述NCS色彩系統(tǒng)用于室內(nèi)設(shè)計（瑞典國家郵局）第四章顏色的描述NCS色彩系統(tǒng)用于企業(yè)形象中第四章顏色的描述Ericssonmobiles工業(yè)設(shè)計愛立信手機(jī)第四章顏色的描述瑞士某學(xué)校將216個NCS色彩用于建筑及走廊設(shè)計中第四章顏色的描述三、奧斯瓦爾德表色系統(tǒng)

奧斯特瓦爾德（1853-1932），是德國的化學(xué)家，獲得諾貝爾獎金。該顏色體系包括顏色立體模型（如圖所示）和顏色圖冊及說明書。第四章顏色的描述第四章顏色的描述

奧斯特瓦爾德顏色系統(tǒng)的基本色相為黃、橙、紅、紫、藍(lán)、藍(lán)綠、綠、黃綠8個主要色相，每個基本色相又分為3個部分，組成24個分割的色相環(huán)，從1號排列到24號（如下圖所示）。奧斯瓦爾德表色系統(tǒng)第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述

奧斯瓦爾德的全部色塊都是由純色與適量的白黑混合而成，其關(guān)系為

白色量W+黑色量B+純色量C=100

消色系統(tǒng)的明度分為8個梯級，附以a、c、e、g、i、l、n、p的記號。a表示最明亮的色標(biāo)白，p表示最暗的色標(biāo)黑，其間有6個階段的灰色。這些消色色調(diào)所包含的白和黑的量是根據(jù)光的等比級數(shù)增減的，明度是以眼睛可以感到的等差級數(shù)增減決定的。奧斯瓦爾德表色系統(tǒng)第四章顏色的描述第四章顏色的描述奧斯瓦爾德顏色系統(tǒng)共包括24個等色相三角形。每個三角形共分為28個菱形，每個菱形都附以記號，用來表示該色標(biāo)所含白與黑的量。例如某純色色標(biāo)為nc，n是含白量5.6%,c是含黑量44%，則其中所包含的純色量為：

100-（5.6+44）=50.4%

再如純色色標(biāo)為pa，p含白量為3.5%,a含黑量11%,所以含純色量為:

100-(3.5+11)=85.5%

這樣作成的24個等色相三色形，以消色軸為中心，回轉(zhuǎn)三角形時成為一復(fù)圓錐體，也就是奧斯瓦爾德顏色立體第四章顏色的描述四、中國顏色體系中國顏色體系色立體第四章顏色的描述中國顏色體系的組成無彩色系和有彩色系。無彩色系由絕對白色及白色、絕對黑色和黑色、由白色和黑色兩者按不同比例混合合成的灰色所組成，統(tǒng)稱中性色。為一維的垂直軸。用N表示。其值范圍為0.0～10.0。第四章顏色的描述有彩色系由顏色三屬性色調(diào)（色相）、明度和彩度組成。色相用H表示。色相環(huán)以紅（R）、黃（Y）、綠（G）、藍(lán)（B）、紫（P）5色為主色，以相鄰兩主色的中間顏色為中間色，即紅黃（YR）、黃綠（GY)、綠藍(lán)（BG）、藍(lán)紫（PB）、紫紅（RP）5色，共組成10個基本色。第四章顏色的描述又在10種基本色的相鄰色之間劃分為4等份，因而共有40種色相。色調(diào)標(biāo)號方式為數(shù)值102.557.510（前一個10是本色調(diào)的起點(diǎn)0，也是上一個色調(diào)的終點(diǎn)，后一個10是本色調(diào)的終點(diǎn)，也是下一個色調(diào)的起點(diǎn)0）第四章顏色的描述中國顏色體系色調(diào)環(huán)的組成第四章顏色的描述中國顏色體系明度

明度標(biāo)尺及彩度標(biāo)尺第四章顏色的描述彩度以符號C表示。彩度是區(qū)別顏色濃淡程度（飽和度）的一種顏色屬性。相鄰彩度之間在目視上是等距的。彩度以色立體的中心軸作為起點(diǎn)0，隨著色調(diào)環(huán)的擴(kuò)大，彩度也隨之趨大。以每隔2作為標(biāo)記，即0、2、4、6、8、、、如：2.5R5/10;N5.第四章顏色的描述五、色譜表色法色譜：

也稱為色表或色彩圖,是供用色部門參考的色彩排列表。色譜表示法：是一種以有規(guī)律排列的一系列實(shí)際色塊作為參考色樣的最直觀、通俗易懂的顏色表色方法。第四章顏色的描述印刷色譜中的黃、品、青三色疊印樣張（Y=60%）第四章顏色的描述四色印刷色譜（Y=0,K=0）第四章顏色的描述六、PANTONE色卡第四章顏色的描述用途范圍繪圖、藝術(shù)印刷紡織、服飾塑膠品室內(nèi)家居建筑、工業(yè)設(shè)計數(shù)碼科技等領(lǐng)域第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述第二節(jié)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)

理解顏色匹配與顏色方程理解CIE色度學(xué)系統(tǒng)的主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)的意義與用途三刺激值的意義與使用色品坐標(biāo)與色品圖的意義及使用能夠?qū)︻伾M(jìn)行基本計算理解CIE均勻顏色空間及色差計算第四章顏色的描述國際照明委員會CIE是InternationalCommissiononIllumination的簡稱，中文名稱是“國際照明委員會”（CIE源于法語CommissionInternationaledel'Eclairage），它成立于1913年是一個國際非盈利性組織，它主要致力于關(guān)于光源的科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的國際間的信息交流與合作。它的任務(wù)是：為各成員國提供關(guān)于光源和照明的國際論壇；在光源和照明領(lǐng)域開發(fā)基本的標(biāo)準(zhǔn)和度量程序；為開發(fā)關(guān)于光源的國際國家標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用提供幫助；發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)、報告和其它出版物；和其它相關(guān)的國家組織保持聯(lián)系和技術(shù)交流。CIE分為八個分部，各種技術(shù)活動是在各個分部中展開，這八個分部為視覺和顏色、光線和輻射的測量、內(nèi)部環(huán)境和照明設(shè)計、傳輸交通中的照明和信號、外部照明及其它應(yīng)用、光源的外貌（1999年撤銷）、圖像技術(shù)。在各分部內(nèi)，根據(jù)具體的技術(shù)問題，還成立了技術(shù)委員會，比如在第一分部（視覺和顏色）成立了TC1-55，主要研究“用于工業(yè)色差評價的均勻顏色空間”（UniformColourSpaceforIndustrialColourDifferenceEvaluation）。

第四章顏色的描述顏色的數(shù)字化第四章顏色的描述一、顏色匹配的定義和方法1、顏色匹配定義第四章顏色的描述2、顏色匹配方法a、光譜匹配：不同光譜成分的混合（調(diào)節(jié)光源的發(fā)射光譜、物質(zhì)的吸收和反射光譜）b、時間混合：（色轉(zhuǎn)盤，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤上色塊面積的大?。ヽ、空間混合：（調(diào)節(jié)不同色顆粒發(fā)光比例的不同；顯示器）第四章顏色的描述a、光譜匹配特點(diǎn)：精度高；屬于視覺器官內(nèi)的顏色混合，屬同時混合；第四章顏色的描述b、轉(zhuǎn)盤實(shí)驗特點(diǎn)：簡單快捷，精度低；屬于視覺器官外的顏色混合，屬先后混合；多用于顏色匹配的示意。第四章顏色的描述二、CIE1931RGB真實(shí)三原色表色系統(tǒng)混色系統(tǒng)是基于三原色光能混出的色彩所歸納的系統(tǒng)。理論根據(jù)：任何色彩都可以由色光三原色混合而成。第四章顏色的描述第四章顏色的描述C=R（R）+G（G）+B（B）

其中C表示待配色光；（R）、（G）、（B）代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍(lán)三原色的單位量（矢量，非標(biāo)量）；R、G、B分別為匹配待配色所需要的紅、綠、藍(lán)三原色的數(shù)量，稱為三刺激值；“＝”表示視覺上相等，即顏色匹配。1、配色方程第四章顏色的描述顏色方程對顏色的表示第四章顏色的描述BUT!

待配色為單色光，其飽和度很高，而三原色光混合后飽和度必然降低，無法和待配色實(shí)現(xiàn)匹配。為了實(shí)現(xiàn)顏色匹配，在實(shí)驗中須將上方紅、綠、藍(lán)一側(cè)的三原色光之一移到待配色一側(cè)，并與之相加混合，從而使上下色光的飽和度相匹配。負(fù)刺激值

第四章顏色的描述例如，將藍(lán)原色移到待配色一側(cè)，實(shí)現(xiàn)了顏色匹配：第四章顏色的描述第四章顏色的描述則顏色方程為:

因此，待配色:所以出現(xiàn)了負(fù)值C+B（B）=R（R）+G（G）C=R（R）+G（G）-B（B）或者第四章顏色的描述這一實(shí)驗方法和實(shí)驗結(jié)果是現(xiàn)代CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)的定量基礎(chǔ)，也是工業(yè)上顏色標(biāo)定、測量和計算的原始依據(jù)。第四章顏色的描述2、CIE1931RGB的確定CIE1931RGB真實(shí)三原色表色系統(tǒng)就是根據(jù)萊特和吉爾德分別顏色匹配實(shí)驗的結(jié)果，取其光譜三刺激值的平均值，作為該系統(tǒng)的光譜三刺激值，全部的光譜三刺激值又常稱為“標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。第四章顏色的描述（1）、萊特實(shí)驗1928～1929年，萊特用紅（650nm）、綠（530nm）、藍(lán)（460nm）作為三原色，由10名觀察者在2°視場條件下進(jìn)行顏色匹配實(shí)驗。規(guī)定：相等數(shù)量的紅和綠刺激匹配，獲得582.5nm的黃色，相等數(shù)量的藍(lán)和綠刺激匹配，獲得494.0nm的藍(lán)綠色。為匹配460～530nm的光譜色，原色紅的刺激值是負(fù)值，說明必須將少量的紅加到光譜色一側(cè)，以降低光譜色的飽和度，才能使原色綠和藍(lán)的混合色與之匹配。第四章顏色的描述萊特用三原色匹配光譜色的實(shí)驗結(jié)果第四章顏色的描述（2）、吉爾德實(shí)驗吉爾德選擇用紅（630nm）、綠（542nm）、藍(lán)（460nm）作為三原色，由7名觀察者作顏色實(shí)驗，以三原色色光匹配色溫為4800K的白光為條件，規(guī)定三者的數(shù)量關(guān)系。從圖中可知，無論匹配哪一個波長上的光譜色，總有負(fù)值出現(xiàn)，在510nm處，原色紅的負(fù)值最大。第四章顏色的描述吉爾德用三原色匹配光譜色的實(shí)驗結(jié)果第四章顏色的描述（3）、三原色的單位量

國際照明委員會（CIE）規(guī)定紅、綠、藍(lán)三原色的波長分別為700nm、546.1nm、435.8nm，在顏色匹配實(shí)驗中，當(dāng)這三原色光的相對亮度比例為1.0000：4.5907：0.0601時就能匹配出等能白光，所以CIE選取這一比例作為紅、綠、藍(lán)三原色的單位量，即(R):(G)

:(B)

=1:1:1。盡管這時三原色的亮度值并不等，但CIE卻把每一原色的亮度值作為一個單位看待，所以色光加色法中紅、綠、藍(lán)三原色光等比例混合結(jié)果為白光，即（R）+（G）+（B）=（W）。第四章顏色的描述入(mm)光譜三刺激值

480-0.049390.039140.14494530-0.071010.203170.005497000.004100.000000.00000第四章顏色的描述光譜三刺激值記法：

它是CIE在對等能光譜色進(jìn)行匹配時用來表示紅、綠、藍(lán)三原色的專用符號。因此，匹配波長為入的等能光譜色C(λ)的顏色方程為：第四章顏色的描述第四章顏色的描述（4）、色度坐標(biāo)

在顏色匹配實(shí)驗中，為了表示R、G、B三原色各自在R+G+B總量中的相對比例，我們引入色度坐標(biāo)r、g、b第四章顏色的描述第四章顏色的描述若待配色為光譜色，則上式可寫為：光譜色度坐標(biāo)第四章顏色的描述入(mm)色度坐標(biāo)

480-0.36670.29061.0761530-0.51591.47610.03987001.00000.000000.00000第四章顏色的描述三、CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)為什么要建立CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)？第四章顏色的描述CIE1931RGB系統(tǒng)向CIE1931XYZ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換所謂1931CIE-XYZ系統(tǒng)，就是在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法，選用三個理想的原色來代替實(shí)際的三原色，從而將CIE-RGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值R、G、B和色度坐標(biāo)r、g、b均變?yōu)檎?。第四章顏色的描?、CIE1931RGB系統(tǒng)向CIE1931XYZ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

所解決的問題使光譜三刺激值R

、G、B

和色度坐標(biāo)r、g、b均變?yōu)檎?。易于理解。注意：XYZ是假想三原色，X表示紅，Y表示綠，Z表示藍(lán)第四章顏色的描述2、CIE1931RGB系統(tǒng)向CIE1931XYZ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

真實(shí)三原色R＝700.0nmG=546.1nmB=435.8nmCIE理想三原色

rgbX:1.275–0.2780.003Y:-1.7592.767–0.028Z:-0.7430.1411.602參照光源：等能白Se第四章顏色的描述CIE1931XYZ系統(tǒng)和CIE1931RGB系統(tǒng)的色度坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為第四章顏色的描述CIE1931RGB系統(tǒng)向CIE1931XYZ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換

第四章顏色的描述3、CIE規(guī)定

1931CIE-XYZ系統(tǒng)中，用于匹配光譜三刺激值的(X)、(Y)、(Z)的數(shù)量，稱為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，也叫做“CIEl931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者顏色匹配函數(shù)”，簡稱“CIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”或“顏色匹配函數(shù)”

，在物體色色度值的計算中代表人眼的顏色視覺特征參數(shù)。記為、、

第四章顏色的描述規(guī)定函數(shù)與明視覺光譜光效率函V(λ)一致，即第四章顏色的描述4、CIE1931XYZ色度圖CIE1931XYZ色度圖第四章顏色的描述CIE1931XYZ色度圖是根據(jù)CIE1931XYZ系統(tǒng)繪制而成的。根據(jù)顏色混合原理，用匹配某一顏色的三原色的比例來確定該顏色。色度坐標(biāo)x相當(dāng)于紅原色的比例，y相當(dāng)于綠原色的比例。圖中沒有z坐標(biāo)，因為x+y+z＝1，所以z＝1-x-y第四章顏色的描述光譜軌跡曲線以及連接光譜軌跡兩端所形成的馬蹄形內(nèi)包括一切物理上能夠?qū)崿F(xiàn)的顏色。然而坐標(biāo)系統(tǒng)的原色點(diǎn)，三角形的三個頂點(diǎn)，都落在該區(qū)域之外，即原色點(diǎn)的假像點(diǎn)，不能夠在物理上實(shí)現(xiàn)，同樣，在馬蹄形之外的所有的顏色均不能夠用物理的辦法實(shí)現(xiàn)。第四章顏色的描述CIE1931XYZ色度圖顏色三角形中心E處是等能白光，又三原色各1/3產(chǎn)生，其色度坐標(biāo)為：x=0.33，y=0.33，z=0.33。C點(diǎn)的CIE標(biāo)準(zhǔn)光源C的色度坐標(biāo)點(diǎn)；第四章顏色的描述CIE1931XYZ色度圖任何顏色在色度圖中都占有一個確定的位置；第四章顏色的描述5、CIE1931Yxy數(shù)字表色方法

色度圖中點(diǎn)的位置可以代表各種色彩的顏色特征。但是，前面曾經(jīng)討論過，色度坐標(biāo)只規(guī)定了顏色的色度，而未規(guī)定顏色的亮度，不能夠唯一地確定一個顏色第四章顏色的描述第四章顏色的描述CIE1931Yxy數(shù)字表色方法

所以若要唯一地確定某顏色，還必須指出其亮度特征，也即是Y的大小。我們知道光反射率ρ=物體表面的亮度/入射光源的亮度=Y/Y0光源亮度Y0=100,所以亮度因數(shù)

Y=100ρ第四章顏色的描述CIE1931Yxy數(shù)字表色方法

由物體三刺激值計算Yxy的公式為：由Yxy計算物體三刺激值：第四章顏色的描述6、CIE1964XYZ補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)

人眼觀察物體細(xì)節(jié)時的分辨力與觀察時視場的大小有關(guān)。與此相似，人眼對色彩的分辨力也受視場大小的影響。實(shí)驗表明：人眼用小視場（<4°）觀察顏色時辨別差異的能力較低，當(dāng)觀察視場從2°增大至10°時，顏色匹配的精度和辨別色差的能力都有增高；但視場再進(jìn)一步增大時，則顏色匹配的精度提高就不大了。第四章顏色的描述CIE1964XYZ補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)

1931CIEXYZ系統(tǒng)是在2°視場下實(shí)驗的結(jié)果。因此，只適用于<4°的視場范圍。由于這一原因，1964年CIE又補(bǔ)充規(guī)定了一種10°視場的表色系統(tǒng)，稱為“CIE1964補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)”。這兩種系統(tǒng)中的三刺激值和色度坐標(biāo)的概念完全相似，只是數(shù)值不同。第四章顏色的描述CIE1964XYZ補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)2°和10°視場的三刺激值曲線第四章顏色的描述CIE1964XYZ補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)2°視場與10°視場xy色度坐標(biāo)圖第四章顏色的描述CIE1964XYZ補(bǔ)充色度學(xué)系統(tǒng)為了區(qū)別起見，在10°視場下的這些物理量均加寫下標(biāo)“10”，可以表示為X10、Y10、Z10、x10、y10、z10。其色度坐標(biāo)的計算式可寫成：且有：x10+y10+z10＝1第四章顏色的描述顏色三刺激值XYZ的計算7CIE色度計算方法(1)確定光源及其相對光譜能量分布。

物體表面的顏色受照射光源的能量分布的影響，因此，在測量物體表面顏色時，應(yīng)首先說明所使用的光源。如，CIE標(biāo)準(zhǔn)光源A、B、C、D50、D65等。第四章顏色的描述標(biāo)準(zhǔn)光源CIE規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)光源照明體A:為完全輻射體在絕對溫度2856K時發(fā)出的光，標(biāo)準(zhǔn)白熾燈，近于40～60W的普通燈。照明體B:表示模擬北方天空的日光的光源，標(biāo)準(zhǔn)直射陽光，4874K；照明體C:代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均陰天日光；照明體D65：代表相關(guān)色溫分別為6500K時的晝光。D50第四章顏色的描述CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體A、B、C、D65光源的光譜功率曲線第四章顏色的描述幾種常見光的光譜功率分布第四章顏色的描述

第四章顏色的描述(3)確定標(biāo)準(zhǔn)觀察者

當(dāng)視場是2°（≤4°）視場時，使用CIE1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)觀察者

若是10°（＞4°）視場，則使用

第四章顏色的描述(4)顏色的三刺激值的計算XYZ色度學(xué)系統(tǒng)中顏色的三刺激值X、Y、Z按下式計算：或第四章顏色的描述在實(shí)際計算時，用上面的積分公式計算起來非常不方便，故用求和公式代替積分：第四章顏色的描述(5)色坐標(biāo)的計算或第四章顏色的描述（6）顏色相加的計算在已知兩種或兩種以上顏色的色品坐標(biāo)和亮度的情況下，可以根據(jù)顏色混合定律得出混合色的色品坐標(biāo)和亮度值，主要有計算法和作圖法兩種方法。第四章顏色的描述

計算法求出混合前各顏色的三刺激值。求混合色的三刺激值第四章顏色的描述求混合色的色品坐標(biāo)第四章顏色的描述四、均勻顏色空間CIE1976Lab顏色空間CIE1976LUV顏色空間第四章顏色的描述CIE1931XYZ表色系統(tǒng)在給人們進(jìn)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(jìn)行了大量的研究。第四章顏色的描述8.1顏色寬容量與Yxy的不均勻性人眼對顏色的恰可分辨范圍

第四章顏色的描述8.1顏色寬容量與Yxy的不均勻性麥克亞當(dāng)?shù)念伾珯E圓形寬容量范圍

第四章顏色的描述1、CIELAB均勻顏色空間

為了進(jìn)一步改進(jìn)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。第四章顏色的描述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(xì)胞的黑－白反映a*心理計量色度錐體細(xì)胞的紅－綠反映b*心理計量色度錐體細(xì)胞的黃－藍(lán)反映第四章顏色的描述

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(lán)色，顏色的明度由L

的百分?jǐn)?shù)來表示。第四章顏色的描述紅綠黃藍(lán)黃綠橙紫藍(lán)綠黑白+a*-a*-b*+b*L*=100L*=0灰LAB顏色空間第四章顏色的描述CIELAB均勻顏色空間優(yōu)點(diǎn)：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!第四章顏色的描述第四章顏色的描述CIELAB均勻顏色空間心理明度心理彩度心理色相角第四章顏色的描述

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：色差第四章顏色的描述明度差：色度差：總色差：第四章顏色的描述在2°標(biāo)準(zhǔn)觀察者和C光源的照明條件下有No.1：L1=87.95a1=－16.36b1＝78.58No.2：L2=87.29a2=－15.02b2＝86.3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*abNo.2-No.1-0.66381.32877.6053

7.7490

第四章顏色的描述色差的意義紅綠黃藍(lán)黃綠橙紫藍(lán)綠黑白+a*-a*-b*+b*L*=100L*=0灰△a*

=a1*-a0*>0表明待測樣比標(biāo)準(zhǔn)樣偏紅；反之，偏綠。△b*＝b1*-b0*>0表明待測樣比標(biāo)準(zhǔn)樣偏黃；反之，偏藍(lán)。△L*

=L1*-L0*>0表明待測樣比標(biāo)準(zhǔn)樣偏亮或偏淺；反之，偏深或偏暗。第四章顏色的描述△E*ab與顏色差別感覺程度

△E*ab感覺色差程度0．0～1.60感覺不出色差1.6～3.2（微小色差）幾乎感覺不出，認(rèn)為同一顏色3.2～6.0（較小色差）能感覺出色差（noticeable），但可以接受6以上（較大色差）感覺很明顯（appreciable），不可接受第四章顏色的描述（2）CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)CIE1976L*u*v*均勻顏色空間實(shí)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。第四章顏色的描述CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)明度指數(shù)色度指數(shù)第四章顏色的描述CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)第四章顏色的描述CIE1976L*u*v*表色系統(tǒng)明度差：色度差：總色差：第四章顏色的描述（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(jī)等工業(yè)部門第四章顏色的描述絕對黑體：如果一個物體能夠在任何溫度下全部吸收任何波長的輻射，那么這個物體稱為絕對黑體。天然的、理想的絕對黑體是不存在的。五、光源及其色溫1、黑體第四章顏色的描述

黑體輻射的發(fā)射本領(lǐng)只與溫度有關(guān)。嚴(yán)格地說，一個黑體若被加熱，其表面按單位面積輻射光譜能量的大小及其分布完全決定于它的溫度。因此我們把任一光源發(fā)出的光的顏色與黑體加熱到一定溫度下發(fā)出的光的顏色相比較，來描述光源的光色。黑體第四章顏色的描述當(dāng)黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時，其相對光譜能量分布的峰值部位將向短波方向變化，所發(fā)的光帶有一定的顏色，其變化順序是紅-黃-白-藍(lán)。黑體第四章顏色的描述第四章顏色的描述

黑體在不同溫度下可見光譜范圍的相對功率分布曲線第四章顏色的描述黑體不同溫度的色度軌跡第四章顏色的描述色溫：當(dāng)某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度。相關(guān)色溫（correlatedcolortemperature）：當(dāng)某一光源的色度與某一溫度下的完全輻射體（黑體）的色度最接近，或在均勻色度圖上的色差距離最小時的完全輻射體（黑體）的溫度。色溫用絕對溫度“K”表示（T(K)=t(oC)+273）

2、光源的色溫(1)定義第四章顏色的描述第四章顏色的描述第四章顏色的描述

色溫是光源的重要指標(biāo)，一定的色光具有一定的相對能量分布第四章顏色的描述

常見光源色溫光源色溫（K）晴天室外光13000全陰天室外光6500白天直射日光555045°斜射日光4800晝光色、熒光燈6500氙燈5600炭精燈5500～6500常見光源色溫第四章顏色的描述根據(jù)光色的舒適感選擇色溫根據(jù)人的生理和心理需求合理運(yùn)用色溫根據(jù)不同的被照場所使用色溫印刷行業(yè)對光源色溫的要求

(2)色溫的應(yīng)用第四章顏色的描述照度水平與色光舒適感的程度很低的照度下采用接近火焰的低色溫的光源；在中等照度下采用色溫接近黎明和黃昏的色溫略高的光色較適宜;而在高的照度下則是采用接近中午陽光或偏藍(lán)的去消天空光色較舒適根據(jù)光色的舒適感選擇色溫第四章顏色的描述人們對自然光的適應(yīng)不僅是色溫感覺問題,并且在光譜的分布上也要求人工光與自然光接近或基本相同,其光譜分布只有一峰值較好,若是兩個峰值且不連續(xù)則易引起人們的視覺疲勞。光譜成分單一的光源,光色質(zhì)量較差，照明效果不好。同一類光源光譜能量分布較寬的光源照明質(zhì)量相對分布較窄的效果要好,舒適度高。第四章顏色的描述根據(jù)人的生理和心理需求合理運(yùn)用色溫紅色使人興奮,藍(lán)色使人沉靜；波長較長的紅黃光使人有近感,波長較短的藍(lán)青光使人有遠(yuǎn)感；重量大小相同的物體深暗色看起來重而小,明亮色看起來輕而大。在心理方面紅系統(tǒng)光可以增加食欲,藍(lán)系統(tǒng)光則會使食欲減退。彩色度高的比彩色度低的光更能使人產(chǎn)生激情。低色溫光給人以溫暖的感覺(稱暖色光),高色溫光給人以冷的感覺(稱冷色光),所以當(dāng)需要一種熱烈激昂的氣氛時可用低色溫的暖色光源,當(dāng)需要冷靜沉穩(wěn)的氣氛時可用高色溫的冷色光源。在溫度較高的熱帶地區(qū),宜用高色溫光源增加涼爽的舒適感,在寒冷地區(qū)宜使用低色溫光源,給人以溫暖祥和的感覺。第四章顏色的描述

在餐廳選用以紅黃為主的光色,可以給人一種燈火輝煌的感覺,使人興奮食欲增強(qiáng).而在緊張繁忙的車間則較適宜采用高色溫的冷色光源,可緩解人們的緊張情緒.在醫(yī)院病人的情