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1、测 色 与 计 算 机 配 色（第 二 版）第 三 章 色 差 及 色 差 计 算作 者：刘建勇E m a i l:T e l:j i a n y o n g l 9 6 4 1 2 6.c o m0 2 2 T 4 5 2 8 4 3 0测色及计算机配色第三章色差及色差计算过去，工业上使用标准样卡来评定差别，例如3级色差、4级 半（4.5级）色差等。标准色度观察者才、K /三刺激值的建立，解决了用数字表达颜色的问题。能否也用数字来表达色差呢？测色及计算机配色色差的含义口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。口经过视觉估计后，决定出颜色间差异及
2、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。测色及计算机配色CIELab色 度 学 中 的 数 据.4表色示体物示,和表色饱，光、牵19庭，概而明理色、,心面相色差是指个颜色在颜色知觉上的差异，它包括明度差、彩度差和色相差三方面。2V等出海8二；.,*含4 力脚右“,前七第洸米尊小女今a漠等我俵毙7/泣格力把支X 0一电*燎呼*,。0.V r PBc-If如果能够以两点的距离表示色差，就实现了数字脸:.却是可以的但是有两个问题需要解决。卜.测色及计算机配色口问题L色差是知觉色的差异，是以人对物体颜的感觉为基准的。口问题2：C I E推
3、荐的X Y Z系统是以光的混合为基础建立的。那么，在X P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!测色及计算机配色在CIE色度图中，每个点代表一种颜色，但是当这点的坐标变化很小时，人眼仍然认为是原来的颜色。可见，一个颜色在色度图上意味着一个点。但是对于人的视觉而言，一个颜色在色度图中意味着一个范围。这种人眼感觉不出来的颜色变化范围叫做颜色的测色及计算机配色莱 特(W.D.W r i g h t)和彼特(F.H.G.P i t t)通过实验对人眼对光谱色的差别感受性进行了研究。实验方法及结果：口选取不同波长(几)光谱色口视场分两半，一半波长固定，另一
4、半改变波长，直到观察者分辨出颜色不同。口两半视场亮度保持相等。结果是：49 0 n m和60 0 n m一带，视觉分辨颜色能力很高，只有In m变化就可分辨出来。.益 旦4,3O n m和650 n m一带，视觉分辨颜色能力府产端超低;.,A=5 6n m才能分辨出策。次 源4 0 0 4三口 三三,T O U T S O莱特线段:人眼对颜色的恰可分辨范围。口线段的不同长度，表示人眼对光谱不同部位的颜色辨别宽容度。口各线段的相对长度并不代表波长变化（血）绝对值窿 小，因为色度图中光谱:邓 该 片 不 是 等 距 离 的。0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8x测色及
5、计算机配色结论:麦克亚当椭圆椭圆大小不一,色度图的不同位置,宽容度不同。说明在颜色的0.80.60.4椭圆长轴方向不同，说明不同的颜色，引起颜色宽容度变化的因素不同。0.205 21Ar50054 90OOO765444O510经夕夕S乡。夕80O650.2 0.4 0.6xthT主25个椭圆是经过适当放大的（1。倦）属 初 配 色从麦克亚当椭圆和莱特线段可以得出结论：口在Xy色度图中，距离相等的两个颜色,不能以在）颜 同相冬效身例如一对黄色色样和一对黑色色样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，用数字来表示时却相差很多。解决问题的办法是使颜色空间均匀化。图上的视觉口若想用
6、颜色点之间的距离来表示色差，必须对原来的,CTE1931XYZ颜色空间进一步修正为能够适应人眼的均1测色及计算机配色第二节均匀颜色空间与色差计算口为了方便色差的计算，CIE从1960年开始进彳鬲匀 区颜色空间的建立和相应色差式的建立。口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。口行业不同，色相、明度、饱和度差对于总色差的影响大小是不同的。印染行业中，色相和饱和度馥羊艳或暗淡）的影响要大于明度（颜色深浅）的测色及计算机配色色差计算的基础是均匀颜色空间的建立;例如:C IE 1 9 60均匀色度标尺图(C IE 1 9 60U n i f o r m C
7、h r o m a t i c i t y-S c a l eD i a g r a m)简称C IE 1 9 60 U C S图，或称C IE 1 9 60 U C S均匀颜色空间。口C IE 1 9 76L*a*b*均匀颜色空间等。口 产 尸%1小制因学本独二始二 喝、三.测色及计算机配色均匀的色彩空间在不同位置，不同方向上相等的几何距离在视觉上有对应相等的色差，用易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。有了这种均匀颜色空间，颜色匹配和色彩复制（如配色染色）的准确性就得到加强。测色及计算机配色从C IE 1 9 3 1 R G B到 C IE 1 9 3 1 X Y Z系统,只采用简单的数
8、学比例方法，描绘所要匹配颜色的三刺激值的比例关系。从C IE 1 9 3 1 X Y Z到C IE 1 9 60 U C S系 统，将 1 9 3 1x 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。C IE 1 9 76L A B系统一直在向均匀化发展。测色及计算机配色CIE1931颜色空间和CIE1960 UCS均匀颜色空间1931 用 度 图 i960-色度图这个是 CIE1960UCS均 匀 颜 色 空 间 色 度 图，用CIE1931色度图的x,y坐标可以转换为该囱的u,v坐标。同样，也 可导 出 用 于 计 算 机CIE1960UCS 图 标准观察者光
9、谱三刺激值U (X)s V(X)W(人),当然1976的色度图在适用性上有更好的改进。V1 b l)5-这个CIE1931色度图对于人的视觉并不是一个匹配的系统。对于色度图的改变羽1试图修正失真，归整出 一个唯一近似均匀的 色度空间。降I _490460，/5_：_ 45001 44 轨1931 2-degrQe Observer.L _J_L_JU03 0.4 05 0.6测色及计算机配色C IE 1 9 76均匀颜色空间1 9 3 1.y色度图1 9 76 u v色度510卡680-CIE 1931 Chromaticity Diagram1931-degree Obseper 53054
10、0 5500Oli-40.0t0.0 01.560.歌E RCIE 1976 Chromaticity Diagram-n,68c6C0 i620640：其有关色差公式，即1 9 76L A B （或L*a*4804704601931 2-degre Observer45Q/2：440：J 420测色及计算机配色虽然CIE1976(L*u*v*)颜色空间比CIE1960UCS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。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CIE1976LAB（
11、或L*a*b*）空间及其色差公式。_ _*s M iill.测色及计算机配色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，以便与人的视觉有更好的相关性，适应本行藤 业 的 需要。测色及计算机配色色 差 的 表 示 计算颜色间的差异值以（D M A 表示D：希腊字母，表示某方面的差别。E：德语单词E m p f i n d u n g （感觉）的第一个字母。口 D E两个颜色彼此间的差异值。A ：色彩空间内表示两
12、个色样彼此间的测色及计算机配色实际计算时，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、行业特点有重要关系。口 1 93 6 1 97 6 年为一个阶段，有2 0 多个公式，分三类，一是以Mu n s e l l 系统为基础，对C IE 色度图进行非线性变换；二是对C IE 色度图进行线性变换；三是以麦克亚当椭圆为基础。1 97 6 年后为一个阶段，多数以C IE L*a*b*色差公式为基础进行修正，实用性大大提高。测色及计算机配色常见色差公式CIEL*a*b*CMC(/：a l=c=l 或ANLABFMC2JPC79MS89CIE1976LUVCIE941=2)c=11936
13、 19761976后蓝色红色测色A计算机配色常见色差公式的准确性色差公式 误判比率/%CIE 1964 20.9CubeRoot 20.2FMC2 19.5Godlove 24.4(Visual)17.1CIELAB20.214.311.511.2修正过后的M&S色差约为11.8%测色及计算机配色、CIE1976L*a*b*(CIELAB)色差式/TT7 1 nrZ/?T A D /a i,L g、Z b大 I Frl Vr；Z*=H 6(y/yo严 7 6以*=5O OI j(N/XO严-()7 yo产*=2 Oo (y/7 o)1?3-(Z/Zo产式中乂 K Z是物体的三刺激值；为、不、为
14、CIE标准照明体的三刺激值；L*表示心理明度；a*、弓的性：,原b*为心理色度。测色及计算机配色从上面的公式可以看出，由乂 K%变 换为L*、a 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，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间。沟测色及计算机配色如图所示。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,CIEL*a*b*色 空间蓝 黑颜色的明度由t q.测色及计算机配色CIE Cab色空间XX、.曼I器 家 飞 盘nri rnMm：g +a表示红色-a表示绿色+b表示黄色-b表示蓝色测色及计算机
15、配色测色及计算机配色色空间的描述C I E L A B 色彩空间乂 K Z ,C IE LA B 公式 L*a*b*C*H*：明 喑 轴(LIG HT N E S S),指颜色明喑的强度。a*：红 一绿轴一蓝轴彩度，指颜色的鲜艳程度。加：色相，指颜色的相貌。测色及计算机配色CIE L*a*b*颜色空间L*颜 色 越 来 越 亮（L）口*：明暗度口*：愈 接 近0,颜色愈暗。愈 接 近100,颜色愈亮。116 （m-16能 .测包及计算机配色CIE-K颜色空间a=500(X/XpB so。(力匕”3-a 0+a a*：红一绿轴+a*：偏 红（不够绿）口-#:偏 绿（不够红）测色及计算机配色CIE
16、 L*a*b*颜色空间*b=200(17匕尸3-200(Z/Z/i/3+b甘.“：+5*：黄一蓝轴偏黄（不够蓝）偏蓝（不够黄）0-b测色及计算机配色彩 度对于有些明暗度相同的颜色，还得考虑用彩度指标来描述颜色的差异。测色及计算机配色CIELAB 彩度值的制定口 C*：彩度指标口 C*(a *2+1/2口 C*=色样在a*b*色彩图形位置距中心点的距离。口低彩度的颜色（灰色）：略大于Oo口高彩度的颜色；在7 090。彩度越来越高（。）测色及计算机配色口饱和度：C*亮度差：AL*-aA r*永L=?sp测色及计算机配色红绿色度差 A a*色度差：ACc=(+A 5严a/a*=J测色及计算机配色色度差：ACa=(AA2+A 2)1/2黄蓝色度差：Ab*测色及计算机配色口饱和度差：A G =（42+纥p2）l/2.（4/+纥.2）1/2口色相差：A H=(A C -A Q2)1/2或A H=(A E2-A Z2-A Q 2)I/2n测色及计算机配色s颜色空间L*C*心 步its:，一-一 I算机配色5LUM2UI*+口色相口可感知的颜色，如红色、黄色、绿色、蓝色和紫色寸O口无色，如黑色、灰色或
