一、從三刺激值向勻色系統(tǒng)轉(zhuǎn)換
彩色視覺三色理論為色彩的每個(gè)知覺假定了一個(gè)坐標(biāo)，分別給出了色彩的紅、綠、藍(lán)量，因?yàn)檫_(dá)到視網(wǎng)膜的光量取決于有效光量，這三個(gè)坐標(biāo)值[三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ）就是用照明的三刺激值加權(quán)的反射率值，計(jì)算時(shí)通常把照明的y（λ）刺激值整規(guī)化為100。
三刺激值中的y（λ）值是視覺亮度響應(yīng)的度量（根據(jù)大約200個(gè)觀察者得到的平均值），三刺激值中的x（λ）值和z（λ）值分別表達(dá)紅量和藍(lán)量。
因?yàn)殡娨暭夹g(shù)主要跟光的加色混合有關(guān)，所以電視工程師會(huì)解釋道：三刺激值是用熒光屏上的紅、綠、藍(lán)熒光粉模擬的。就像任何一個(gè)色彩（熒光屏的色域內(nèi)）可以通過正確選擇紅、綠、藍(lán)熒光粉的組合強(qiáng)度產(chǎn)生一樣，任何一個(gè)色彩可以用三個(gè)刺激值的適量組合產(chǎn)生。但可惜的是，三刺激值是想象的，因?yàn)槿碳ぶ当仨毐裙庾V色彩更飽和。
三刺激值x（λ）、y（λ）和z（λ）的視覺感受沒有均勻的距離，在亮區(qū)產(chǎn)生的5個(gè)單位色差比暗區(qū)產(chǎn)生5個(gè)單位色差要小得多。我們可以回憶一下過去學(xué)過的知識(shí)，三刺激值是與反射率值成正比的，所以反射率值給視覺的感受也不是均勻分布的，即使對(duì)于中性色也是這樣。正因?yàn)槿绱耍瑢?duì)三刺激值的轉(zhuǎn)換方法作了許多的研究。
因?yàn)榉瓷渎手迪鄬?duì)于眼睛不是等距分布的，為了得到一個(gè)相對(duì)均勻的亮度標(biāo)度，可以將y（λ）刺激值加以變換。第一個(gè)均勻亮度標(biāo)度是孟塞爾值標(biāo)度，它把三刺激值y（λ）的平方根作為亮度，1943年它又被重新定義，亮度不再作為y的函數(shù)對(duì)待。
立方根亮度標(biāo)度是由拉德和皮尼提出，后又經(jīng)哥拉塞等人重新定義，其表達(dá)式為：
l＝116/y(λ)/y(λ)0－16
式中：l——亮度；
y（λ）0——照明的三刺激值（通常為100）。
通過上式可以使亮度變成一個(gè)視覺均勻的彩色空間坐標(biāo)，另外兩個(gè)刺激值x（λ）、z（λ）也必須變成視覺均勻的坐標(biāo)。
亞當(dāng)斯考慮到反射率不形成均勻的視覺標(biāo)度，他建議對(duì)x（λ）、z（λ）刺激值也像y（λ）值那樣進(jìn)行變換以便得到孟塞爾值，把轉(zhuǎn)換后的值記為vx、vy和vz。為了用赫林的對(duì)立色模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，亞當(dāng)斯建議從vx中減去vy以得到紅－綠坐標(biāo)，從vz中減去vy以得到黃-藍(lán)坐標(biāo)，黑-白坐標(biāo)用vy定義，就是亮度，這就是亞當(dāng)斯彩色空間。在經(jīng)歷了一系列的修正之后（主要是用坐標(biāo)軸的相對(duì)標(biāo)度和立方根修正向孟塞爾值近似），cie采用了1976（lab）色彩空間，簡(jiǎn)記為cielab，第一個(gè)坐標(biāo)l大約是孟塞爾值的10倍，這樣l=0時(shí)是理想的黑色，l=100時(shí)是絕對(duì)白色，a坐標(biāo)是紅-綠坐標(biāo)，b是黃-藍(lán)坐標(biāo)。
亞當(dāng)斯建議通過數(shù)值變換修正色度留，以使色度（從一個(gè)物體的色彩中減去亮度成分）更均勻的排列。然后用亮度去乘均勻色度，以便從色度空間除去亮度坐標(biāo)和標(biāo)度色度，亞當(dāng)斯稱其為彩色化合價(jià)空間（color valence space）。后來亞當(dāng)斯色彩空間又被亨特和威斯辛基重新定義。亨特的色彩空間是以亞當(dāng)斯的均勻色度空間為基礎(chǔ)，亮度采用平方根公式；而威斯辛基的色彩空間是基于均勻色度標(biāo)度和采用立方根亮度公式。后者又經(jīng)改進(jìn)后，于1976年被cie采用，并稱為cie1976（l，u，v），簡(jiǎn)記為cieluv，這里l參數(shù)跟cielab色彩空間一樣是視覺亮度,坐標(biāo)u表示紅度（與綠度比較），坐標(biāo)v表示黃度（與藍(lán)度比較），這些坐標(biāo)相對(duì)比較均勻。
cielab和cieluv坐標(biāo)還可以被轉(zhuǎn)換成直觀的坐標(biāo)，因?yàn)樽鴺?biāo)l已經(jīng)具有直觀的意義，不再需要轉(zhuǎn)換，而a、b或u、v可以被轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)形式。
根據(jù)cieluv坐標(biāo)可以計(jì)算飽和度值，用色品除以亮度即得飽和度，但不能由，cielab坐標(biāo)計(jì)算飽和度。
在均勻色彩空間內(nèi)不僅可以比較絕對(duì)色彩，而且可以比較色差。因此，不僅可以用色度測(cè)量技術(shù)測(cè)量油墨的色彩，而且還可以評(píng)價(jià)印刷色彩的色差。在cielab和產(chǎn)eluv色空間中的任一方向上，一個(gè)單位的色差近似等于標(biāo)準(zhǔn)觀察者所能感覺的最小差，兩個(gè)物體間的色差是其坐標(biāo)的歐氏距離，并用符號(hào)δe表示。
斯當(dāng)研究了色彩公差范圍，他發(fā)現(xiàn)6個(gè)色差單位是可接受的。因?yàn)棣膃值來自于一個(gè)距離標(biāo)度，所以它們的大小是可以比較的。例如有一個(gè)印刷樣張跟打樣樣張比較時(shí)色差為4，另一印刷樣張其色差為2，則可以認(rèn)為后者離完全匹配比前者近1倍。用這種方法可以評(píng)價(jià)匹配的接近度。
色度檢測(cè)法可以用視覺上均勻的和精確的標(biāo)度評(píng)價(jià)物體的色彩，所以在印刷工業(yè)中有廣泛的用途。用色度檢測(cè)方法可以確定一個(gè)印刷面的絕對(duì)色彩或以一定的公差提供一個(gè)樣本，還可以通過色差比較對(duì)不同的工藝過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。[next]
二、常用表色系統(tǒng)比較
在cie表色系統(tǒng)中，任何一個(gè)色彩可以根據(jù)其三刺激值進(jìn)行識(shí)別，同一個(gè)色彩在不同的表色系統(tǒng)中卻是用不同參數(shù)表達(dá)的，但這些參數(shù)都可由三刺激值經(jīng)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換得到。
現(xiàn)在至少有20種表色系統(tǒng)存在。大多數(shù)表色系統(tǒng)是以獲得被測(cè)參數(shù)與視覺色彩之間的直接關(guān)系為目標(biāo)，但各種表色系統(tǒng)都沒有完全成功地達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。各種表色系統(tǒng)都有自己特有的長(zhǎng)處，因而不同的表色系統(tǒng)有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于印刷工業(yè)來說，感興趣的是下述5種表色系統(tǒng)（見圖2－1、圖2－2、圖2－3）。
（圖2－1）
（圖2－2）
（圖2－3）
1．孟塞爾（1929）系統(tǒng)。這是一個(gè)最古老的表色系統(tǒng)，經(jīng)歷過多次改進(jìn)。對(duì)于相等的色差，孟塞爾系統(tǒng)給出一個(gè)相等的視覺感受差異，但該系統(tǒng)只限于c光源照明的情況。即使采用計(jì)算機(jī)把三刺激值轉(zhuǎn)換成盈塞爾值也是很復(fù)雜的。孟塞爾系統(tǒng)可作為比較其它表色系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法使用。
2．cie（1931）rgb系統(tǒng)。當(dāng)采用不同的標(biāo)準(zhǔn)光源a、b、c和d65時(shí)，該系統(tǒng)都能很好地把色彩加以分類，但它不是一個(gè)視感均勻的空間系統(tǒng)，這一點(diǎn)是與孟塞爾系統(tǒng)不同的。該系統(tǒng)是為定義遵循加色法定律的彩色光而設(shè)計(jì)，而不是為識(shí)別一個(gè)反射表面上遵循減色法定律的色料而設(shè)計(jì)，可以在軟打樣及彩色桌面出版系統(tǒng)中應(yīng)用。
3．亨特（l，a，b）（1947）系統(tǒng)。它是cie（1931）表色系統(tǒng)的一種轉(zhuǎn)換形式，是一種優(yōu)良的視覺色彩空間系統(tǒng)，它對(duì)飽和色彩的區(qū)分比對(duì)淡色的區(qū)分要好，也使某些色差的度量得到改善，除印刷工業(yè)之外，該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域是廣泛的。
4.cielab（cie 1976 l，a，b）系統(tǒng)。該系統(tǒng)類似于亨特系統(tǒng)但有一些改進(jìn)，國(guó)際照明委員會(huì)希望它在某些應(yīng)用領(lǐng)域取代亨特系統(tǒng)并成為標(biāo)準(zhǔn)的表色系統(tǒng)。若對(duì)一個(gè)色彩的位置求出各個(gè)方向上的標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果將表明，求得的標(biāo)準(zhǔn)偏差所處線段的各端點(diǎn)的連線與其它表色系統(tǒng)相比，在標(biāo)準(zhǔn)色度圖上更接近于圓形。所以這個(gè)系統(tǒng)在印刷工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。[next]
5．cieluv（cie 1976l，u，v）系統(tǒng)。此系統(tǒng)與cieiab系統(tǒng)類似，但在心理色度圖中，組分色與其混合色的連線更接近于一條直線。在標(biāo)準(zhǔn)色度圖中，視覺感受的色差比其它系統(tǒng)表現(xiàn)得更均勻，在印刷工業(yè)中，這些特性都是重要的。
心理色度圖2－4、圖2－5和圖2—6是根據(jù)同一組色塊的測(cè)量值經(jīng)換算后給制的，所用的數(shù)據(jù)列于表2－1中。由圖可以看到亨特lab系統(tǒng)與cielab系統(tǒng)圖中的連線不管方向和曲率都很相似，而cieluv系統(tǒng)則跟前二種的情況很不相同，連線顯得更直一些。
（圖2－4）
（圖2－5）
（圖2－6）
表2－1 色別 x（λ） y（λ） z（λ） l
l
l l
l
l δa
δu
δv δb
δa
δb 青 19.2 24.9 72.3 56.8 46.7 －18.3 －53.2 60.6 46.7 -59.5 －75.8 62.5 46.7 －23.8 －46.1 品紅 73.4 20.7 26.3 42.3 41.4 67.5 -4.7 55.9 41.4 107.9 －20.9 57.9 41.4 67.4 -5.0 黃 67.9 74.6 20.8 93.3 91.4 -20.5 51.1 94.4 91.4 25.9 106.5 94.5 91.4 -10.5 89.1 紅 33.6 19.4 8.1 51.0 39.6 59.0 18.0 54.5 39.6 129.3 26.0 56.5 39.6 60.6 31.8 綠 8.5 18.5 7.6 49.8 38.4 －39.7 17.4 53.3 38.4 －63.3 52.0 55.4 38.4 －62.9 31.5 藍(lán)紫 7.1 4.9 22.5 29.0 13.7 18.7 -46.9 28.5 13.7 －3.6 －61.7 31.7 13.7 25.9 －44.2 三色 3.9 4.2 4.0 27.2 11.8 －1.2 0.6 26.2 11.8 -0.6 5.1 29.5 11.8 －2.1 2.5 四色 2.7 2.7 2.9 23.6 7.3 0.6 －1.4 20.3 7.3 1.2 0.6 24.0 7.3 0.9 －0.7 黑 6.7 6.7 7.7 22.7 18.0 0.9 －1.7 33.4 18.0 1.1 -0.6 36.3 18.0 1.2 -1.5 紙 84.77 86.61 98.85 99.4 99.2 0.9 1.1


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