测色及计算机配色(第三章)

a *：
红—绿轴
+a*：偏红(不够绿)
-a*： 偏绿(不够红)
CIE L a b 颜色空间 * * *
b = 200 (Z/Zn)1/3
*
1/3 (Y/Yn)
- 200
+b
b* ： 黄—蓝 轴
+b* ：偏黄(不够蓝)
-b* ：偏蓝(不够黄)
0
-b
彩
度
对于有些明暗度相同的颜色, 还得考虑用彩度指标

1936～1976年为一个阶段，有20多个公式，分三类，一是以
Munsell系统为基础，对CIE色度图进行非线性变换；二是对
CIE色度图进行线性变换；三是以麦 克亚当椭圆为基础。

1976年后为一个阶段，多数以CIE L*a*b*色差公 式为基础进 行修正，实用性大大提高。
常见色差公式
CIEL*a*b* CMC(l:c) l=c=1 或 l=2，c=1 ANLAB FMC—2 1936 ～ 1976 蓝色 JPC79 1976后 红色 MS89 CIE1976—LUV CIE94
HUNTERLab
常见色差公式的准确性
色差公式
CIE 1964 Cube—Root FMC—2 Godlove (Visual) CIELAB M&S JPC79
误判比率／ %
20.9 20.2 19.5 24.4 17.1 20.2 14.3 11.5 11.2 修正过后的 M&S 色差约为 11.8%
λ±Δ λ
λ
莱特线段:人眼对颜色的恰
可分辨范围。
线段的不同长度，表示人
眼对光谱不同部位的颜色辨
别宽容度。
各线段的相对长度并不代
表波长变化（dλ）绝对 值
的大小，因为色度图中光谱 轨迹的波长不是等距离的。
麦克亚当椭圆
结论：

椭圆大小不一，说明在
色度图的不同位置，颜色的
宽容度不同。
椭圆长轴方向不同，说
来描述颜色的差异。
CIELAB
C
* * *
彩度值的制定
*2
： 彩度指标
C
C
= (a
+ b*2)1/2
= 色样在 a* b* 色彩图形位置距中心点的距离。
*
低彩度的颜色 (灰色)： C
高彩度的颜色; C
*
略大于 0。
在 70 ～ 90。
彩
度
越
来
越
高
( C )
饱和度：C
*
标准样
-a *
+b* +a *
-b 表示蓝色
* +L
+b* C* -a *
+h*
+a *
-b*
色空间的描述 CIELAB 色彩空间
X 、 Y 、Z
CIELAB公式
L*a*b*C*H*
L*：明暗轴 (LIGHTNESS)，指颜色明暗的强度。
a*：红 —绿轴
b*：黄 —蓝轴
C*：彩度，指颜色的鲜艳程度。
H*：色相，指颜色的相貌。
明不同的颜色，引起颜色宽
容度变化的因素不同。
注 25个椭圆是经过适当放大的（10倍）。
从麦克亚当椭圆和莱特线段可以得出结论：
在x—y 色度图中，距离相等的两个颜色，
在人的颜色感觉上，不一定有同等的色差。因此不能以
例如一对黄色色样和一对黑色色样 颜色点之间的距离来表示色差。 在人眼睛看来色差级别大致差不多， 但是在不均匀的色度空间中，用数字 同时说明，CIE1931-XYZ颜色空间是不均匀的。图上 来表示时却相差很多。解决问题的办 相等的空间在视觉上不等差，不能正确反映颜色的视觉 法是使颜色空间均匀化。
﹕ CMC(2 1)
一、CIE1976—L*a*b*(CIELAB)色差式
CIE1976—LAB（或L*a*b*）系统，现在 已被世界各国正式采用并作为国际通用的测色标准。 它适用于一切光源色或物体色的表示与计算方法。 CIE1976—L*a*b* 色彩空间由CIEXYZ系统通过数学
方法转换得到，转换公式为：
表达。 理论上是可以的颜色
的感觉为基准的。
问题2：CIE推荐的XYZ系统是以光的混合为基础建
立的。
那么，在x—y 色度图中距离相等的两个颜色，在 人的颜色感觉上，是否能够有同等的色差呢？ 让实验来证明吧！
在CIE色度图中，每个点代表一种颜色，但是当这点的坐标
*
标准品
-a
*
-b
*
+b +a*
*
样品
b* =b* –b * sp std
b*
饱和度差： Cs = (Asp2+ Bsp2)1/2 - (Astd2+ Bstd2)1/2
色相差： H = (CC2- CS2)1/2
或H = (E2- L2 - Cs2)1/2
+b
颜色空间 L*C*H
CIE1976均匀颜色空间
1931 x—y色度图
1976 u'—v'色度图
为了进一步改进和统一颜色评价的方法，1976
年CIE推荐了新的颜色空间及其有关色差公式，即
CIE1976（L*u*v* ）空间、CIE1976—LAB（或L*a* b* ）
空间和相对应的色差公式。
虽然CIE1976（L*u*v*）颜色空间比CIE1960—UCS颜色 空间更加均匀，但是在计算物体色的色差时，仍然不能与 人的知觉相匹配。
式中X、Y、Z是物体的三刺激值；X0、Y0、Z0为
CIE标准照明体的三刺激值；L* 表示心理明度；a* 、
b* 为心理色度。
从上面的公式可以看出，由X、Y、Z变 换为Ｌ*、
a *、b* 时包含有立方根的函数变换，经过这种非线
形变换后，原来的马蹄形光谱轨迹不再保持。
转换后的空间用笛卡儿直角坐标体 系 表示，形
第三章 色差及色差计算
过去，工业上使用标准样卡来评定颜色的差别，
例如3级色差、4级半（4.5级）色差等。
标准色度观察者X、Y、Z三刺激值的建立, 了用数字表达颜色的问题。 能否也用数字来表达 解决
色差呢？
色差的含义
通常色差是指两个颜色经测色仪器测量后，再经色差
公式计算出这两个颜色的差异值, 称之为色差。 经过视觉估计后, 决定出颜色间差异及方向, 但并不 是指颜色间等级上的差距。 比色法：颜色间的差异值。 色差值可提供色彩品管、配方计算及修色的应用。
刺激值的比例关系。
从CIE1931—XYZ到CIE1960—UCS系 统，将 1931
x—y色度图作了线形变换，从而使颜色空间的均匀性
得到改善，但亮度因数没有均匀化。
CIE1976—LAB系统一直在向均匀化发展。
CIE1931颜色空间和CIE1960 UCS均匀颜色空间 1931 x—y色度图 1960 u—v色度图 这个CIE1931色度图对 这个是CIE1960—UCS 于人的视觉并不是一个匹 均匀颜色空间色 度 图， 配的系统。对于色度图的 用CIE1931色度图的x， 改变将试图修正失真，归 y坐标可以转换为该图的 整出一个唯一近似均匀的 u，v坐标。同样，也 可 色度空间。 导 出 用 于 计 算 机 CIE1960—UCS 图 标 准观察者光谱三刺激值 u（λ）、v（λ）、w （λ） ，当然1976 的 色度图在适用性上有更 好的改进。
效果。
若想用颜色点之间的距离来表示色差，必须对原来的 CIE1931—XYZ颜色空间进一步修正为能够适应人眼的均 匀颜色空间。
第二节 均匀颜色空间与色差计算
为了方便色差的计算，CIE从1960年开始进行均匀
颜色空间的建立和相应色差式的建立。
均匀颜色空间建立途径不同，计算色差的公式就
不同，计算出来的色差和视觉的相关性也不同。
为了获得物体色在知觉上均匀的空间，并能够反映准
确的色差，1976年CIE还推荐了第二个均匀颜色空间和与之 相对应的色差的计算方法。即CIE1976—LAB（或L*a*b*）空 间及其色差公式。
常见色差公式简介
以上介绍了几种均匀颜色空间，一般颜色空间均匀性
好，计算出来的色差与视觉的相关性就好。 研究表明，行业不同，色相、明度、饱和度对总色差 的影响是不同的。因此各个行业都对建立在均匀颜色空间 基础上的色差公式进 行 了“加权”处理，以便与人的视
成了对立色坐标表述的心理颜色空间。
如图所示。 在坐标系统中 +a 表示红色， -a 表示绿色， +b 表示黄色， -b 表示蓝色， 颜色的明度由
CIE L*a*b* 色 彩 空 间
.
L 的百分数表示。
CIE L a b
* * *
色
彩空间
*

*
色 相
.
+a 表示红色 -a 表示绿色 +b 表示黄色
选取不同波长（λ ）光谱色
视场分两半，一半波长固定，另一半改 变波长，直到观察者分辨出颜色不同。 两半视场亮度保持相等。 结果是： 490nm和600nm一带，视觉分辨颜色能力 很高，只有1nm变化就可分辨出来。 430nm和650nm一带，视觉分辨颜色能力 很低，Δ λ =5～ 6nm才能分辨出来。
觉有更好的相关性，适应本行业的需要。
色
差
的
表 示
计算颜色间的差异值以（DE或Δ E）表示
D：希腊字母，表示某方面的差别。 E：德语单词Empfindung(感觉）的第一 个字母。 DE：两个颜色彼此间的差异值。 ΔE：色彩空间内表示两个色样彼此间的 距离差距。
实际计算时，色差公式有许多种， 且各具优缺点，实际使用中与习惯和经济发展水平以及 行业特点有重要关系。
C* ab