第七章 国际匀色坐标制与色差

u
4X X 15Y 3Z
v
6Y X 15Y 3Z
式中，u，v为颜色样品的色度坐标， u0，v0为光源的色度坐标。
E [U * V * W * ]
2 2 2 1/ 2
例：已知颜色1的色度坐标为x=0.4330， y=0.4.92，亮度为30.7尼特；颜色2的色度坐标 为x=0.4238，y=0.4134，亮度为30.2尼特，求 两颜色的色差。
b 1.5 样品色比标准色偏蓝。



彩度差 C 1.61 样品色比标准色彩度高， 含“白光”或“灰成分”少。

色相角差 h 0.19 0 样品色位于标准色 逆时针方向上，偏红色。
三个优点 1.计算简便，简易或小型计算机便可胜任。

2.结果较可靠地符合实际知觉度。
3.算得总色差可以分解为明度差、彩度差和 色相差，可以了解色差的性质。
1/ 3 1/ 3 0 1/ 3 1/ 3
11.65
a样 500 ( X / X 0 )

(Y / Y ) 500( 20.06 / 98) (18.54 / 100)
1/ 3 1/ 3 0 1/ 3 1/ 3
12.30 a a样 a标 12.30 11.65 0.65 b标 200 (Y / Y0 )
3.独立性：在由X、Y、Z空间向U、V、W空间转换时，保 持了原来的亮度因数不变V=Y，这使得颜色的亮度信号 与色度（色相和饱和度）信号分开调节，互不影响。 4.通用性： CIE1960UCS匀色空间是国际照明委员会向世 界各国推荐的 色度表示法， 是一种标准的 被国际上所承 认的方法。 5.方便性：转换 系数简单，计算 方便。
1/ 3


心理计量色度，简称心理色度或色度指数 CIE标准照明体的三刺激值。
颜色样品的三刺激值。
色差及其计算公式 色差：用数值的方式表示两种颜色给人色 彩感觉上的差别。
总色差： 明度差：
E
ab

L a b
2 2
2
L L L

1
2
（二） Yxy 颜色空间的不均匀性
人眼对光谱颜色的差别感受性
人 眼 对 颜 色 围的 恰 可 分 辨 范
色麦 椭克 量圆亚 范 形当 围 宽的 容颜
第二节CIE l960 均匀色度空间（CIE l960UCS）
u = 4X / ( X + 15Y + 3Z ) = 4x / ( -2x + 12y + 3 ) v = 6Y / ( X + 15Y + 3Z ) = 6y / ( -2x + 12y + 3 ) 及V=Y
正值：表示样品比标准色浅，明度高。 L 负值：表示样品比标准色深，明度低。

正值：表示样品色比标准色偏红。 a 负值：表示样品色比标准色偏绿。

正值：表示样品色比标准色偏黄。 b 负值：表示样品色比标准色偏蓝。

正值：表示样品色比标准色彩度高， 含“白光”或“灰成分”少。 Cab 负值：表示样品色比标准色彩度低， 含灰成分多。 正值：样品色位于标准色的逆时针方向上。 hab 负值：样品色位于标准色的顺时针方向上。
彩度差： Cuv Cuv Cuv
色相角差： h h h
色相差： H
uv
uv
uv1

(E ) L
2 uv

2
C
2 uv
2、
CIE1976 L a b



均匀颜色空间及色差公式
均匀颜色空间
L 116(Y / Y0 )
1/ 3
L样 116 Y / Y0） 16 （
1/ 3

116 18.54 / 100） 16 50.1 （
1/ 3
L L样 L标 50.1 49.6 0.5 a标 500 ( X / X 0 )




(Y / Y ) 500( 20.04 / 98) (18.1 / 100)
第三节 CIE1964 (W ,U ,V ) 均匀颜色空间及色差公 式

三维均匀颜色空间的建立
CIE1964 (W ,U ,V )
色度指数 色度指数 明度指数
W * 25Y
1/ 3
17 (1 Y 100 ) V * 13W * (v v0 )
U * 13W * (u u 0 )
L 116(Y / Y0 )1/ 3 16 u 13L (u u0 ) v 13L (v v0 ) u u 4x 2 x 12 y 3 9y 2 x 12 y 3
* 2
Y / Y0 0.01
2 1/ 2
心理色相角： h
uv
180


tg (v / u )
色差公式：
总色差： E
uv
L u v
2 2
2
色度差： L L L 1 2
u u u
1

1
2
2
v v v
uv2

1
2
L* b*
黄绿 -a * 绿
黄 红
橙 a*
蓝绿
蓝
紫
-b *
-L *
3.CIE1976L a b 均匀色空间 E计算举例。

C光源
Y0 100
x0 0.3101,
y0 0.3162
已知：标准色：X=20.04，Y=18.10，Z=68.47 样品色：X=20.66，Y=18.54，Z=71.42 解：
2 1/ 2 2 2 1/ 2 样 样 2
2 1/ 2
54.85
2 1/ 2
56.46
C C样 C标 56.46 54.85 1.61 h标 h样




180


180

tg (b标 / a标 ) tg ( 53.6 / 11.65) 282 16
X0 Z0 x0 y0 z0 y0 Y0 Y0 0.3101 0.3162 1 x0 y0 y0 1 0.3101 0.3162 0.3162 100 118 100 98
L标 116 Y / Y0） 16 （
1/ 3

116 18.10 / 100） 16 49.6 （
解：①将颜色1和眼色的色度坐标值代如公式
u 4X X 15Y 3Z v 6Y X 15Y 3Z
中，可计算出
颜色的u=0.2459， v=0.3485；颜色2的 u=0.2383，v=0.3487 ②选用CIE的D65，则光源的x0=0.3127， y0=0.3291，同样利用上一步骤中的公式求出 相应的u0=0.1978，v0=0.3122。 1/ 3 W * 25Y 17 (1 Y 100 ) ③利用公式 可以分别计算出
1 1 '
1



180

18 ( 55.10 / 12.30) 282 35
' ' 1 '


h h样 h标 282 35 282 16 0.19
'
H ( E ) ( L ) ( C )

(Z / Z ) 200(18.10 / 100) (68.47 / 118.23)
1/ 3 1/ 3 0 1/ 3 1/ 3
53.6
b样 200 (Y / Y0 )

(Z / Z ) 200(18.54 / 100) (71.42 / 118.23)

4X X 15Y 3Z 9Y X 15Y 3Z
* 2 1/ 2
v 1.5v
E [(L ) (u ) (v ) ]
* 2
心理明度：
L 116(Y / Y0 )
uv

1/ 3
16
心理彩度：
C
u

2
v
1
其总和，再对这一值开方，得到的就是颜色1 和颜色2的色差。
(U *) (V *) (W *) 39.6366
2 2 2
则
E
39 .6366 6.2958 ( NBS )
第四节 CIE1976均匀颜色空间及色差公式
1.CIE1976L*u*v*空间 用数学的方法对Y值作非线性转换，使 其与代表视觉等间隔的孟塞尔系统靠拢，然 后将转换后的Y值（即明度指数）与u，v色度 坐标相结合而扩展成为三维均匀颜色空间。
第五节 CIE1976 L a b 比较


与L u v



匀色空间
一、色差单位:NBS
一个NBS色差相当于人的视觉极限分辨力的5 倍。产品的颜色差异要根据具体情况定，一 般为5～6个色差单位的范围比较合适。 L a b 与 Lu v 匀色空间的选 二、 CIE1976 择及使用
U * 13W * (u u 0 ) V * 13W * (v v0 )
U * U *1 U *2 6.2809 V * V *1 V *2 0.0447 W * W *1 W *2 0.4300
*、ΔV*、ΔW*的平方，然后求 ④计算出ΔU
第六节 色差公式的发展
以76年为界,分为两个阶段： 76年以前，无统一的标准和约定。 76年以后，CIE正式推荐两个色差公式。 CIELAB不足之处：计算结果与目测感觉并不 总能保持一致。

1/ 3
16
Y / Y0 0.01
心理计量明度，简称心理明度或明度指数
a 500 X / X 0 b
a ,b :
X 0 , Y0 , Z 0 , :
X ,Y , Z :


200Y / Y
1/ 3
Y / Y0
1/ 3
0

1/ 3
Z / Z 0
2

2
2 1/ 2

(1.7 0.5 1.61 )
2 2
2 1/ 2
1.02
2 1/ 2
E ( L ) ( a ) ( b ) [0.5 0.65 ( 1.4) ]
2 2

2
2

2 1/ 2
1.7
结果：总色差 E 1.7 明度差 L 0.5 样品色比标准色浅，明度高。 色度差a 0.65 样品色比标准色偏红。
色度差： a a1 a2 , b b1 b2 彩度差： Cab Cab Cab 色相角差： hab hab hab
1 2
1 2
色相差：
h

E L C
2 ab 2
2 ab
1/ 3 1/ 3 0 1/ 3 1/ 3
55.10 b b样 b标 55.10 53.6 1.4 C标 ( a标 ) (b标 )
2 2
C样

(11.65) ( 53.6) ( a ) (b ) (12.30) ( 55.10)
第七章 国际匀色坐标制与色差计算 第一节 颜色宽容量与CIE1931XYZ颜色空间的 不均匀性 （一）颜色宽容量 把人眼感觉不出的色彩差别量（变化范 围）叫做颜色宽容量。 颜色之间的差异是明度、色相和饱和度 三者变化的综合结果。 颜色的宽容量的大小在色度图上的反映 就是两各色度点之间距离的大小。 宽容量大小反映出人眼的色度分辨力。
CIE1960UCS匀色空间的特点 1.均匀性好：该颜色空间与Yxy系统相比有较 好的均匀性，在u，v平面上等距的两色度 点颜色外貌的差别与距离的差别大致相等。 所以能正确反映颜色的视觉效果，因而便 于调整和预测人眼看到的颜色变化。 2.等效性：该系统对色彩的判别是以色度学的 颜色匹配理论为基础的，与颜色出现在什 么样的介质上无关，即使是采用不同的油 墨和纸张进行复制，只要有相同的U，V， W值，就必然有相同的视觉效果，因而具有 等效性。