色差儀有哪些色度系統(tǒng)?不同色度系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2023-10-11

標準色度系統(tǒng)是一個表色系統(tǒng),可以理解為一種表示顏色的工具和方法。借助該工具來量化表示顏色,對色差進行計算。色差儀作為顏色評定的工具,其在測量顏色時是以CIE標準色度學系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。那么,色差儀有哪些色度系統(tǒng)?不同色度系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點?本文為大家作了介紹,對此感興趣的朋友不妨了解一下!

色差儀色度系統(tǒng)

CIE1931RGB色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)的建立

1931年,來特、吉爾德兩人用三原色R(700nm),G(546.1nm),B(435.8nm),又選用了317位正常色覺者,測得三刺激值,該值是顏色測量和計算的原始數(shù)據(jù)。并轉(zhuǎn)化為色品坐標,如下圖所示。

CIERGB系統(tǒng)色度圖19

2.系統(tǒng)的評價

來-吉二位建立該系統(tǒng)的思想是成功的,并且對表示顏色的這種工具用一個馬蹄形曲線的幾何形狀表示出來了。

缺陷是扁馬蹄形曲線存在負值,用負值表示顏色不方便,也不易理解;馬蹄形曲線到底不是一個大家熟悉的幾何形狀,所以將其包圍在一個三角形中,但三角形是一個普通三角形。


CIE1931XYZ色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)的建立

用假想的三原色X、Y、Z,X代表R,Y代表G,Z代表B,解決了負值問題。通過麥克斯韋轉(zhuǎn)化為直角三角形。如下圖所示。

1931CIE-XYZ系統(tǒng)色品圖

2.系統(tǒng)評價

成功的解決了負值;馬蹄形曲線包含在一個直角三角形中。不足之處是CIE光譜三刺激值數(shù)據(jù)適用于2視場的中央視覺觀察條件(視場范圍1°~4°),當大于4°視場范圍無法準確表達顏色。


CIE1964XYZ色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)的建立

為適應大于10°視場的色度測量,CIE1964XYZ又規(guī)定了補充色度學系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立的思想與CIE1931XYZ基本相同,只是視場作用范圍擴大到1°~10°范圍。如下圖所示。

CIE1964色度圖與CIE1931色度圖的比較

2.系統(tǒng)評價

成功之處是將視場范圍擴大了,能比較全面表示顏色;缺陷是顏色空間是不均勻的,即空間中相同的距離帶來的視覺差異是不相同,影響到顏色匹配和色彩復制的準確性。這主要是人眼存在顏色寬容量的現(xiàn)象。

所以要引入一個空間使空間幾何距離大小能代表的色差與視覺的色差效果成正比的CIE1960UCS色度圖。


CIE1960UCS色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)建立

通過三刺激值U、V的引入建立了均勻顏色空間,如下圖所示。

CIE1960UCS圖

2.系統(tǒng)評價

成功之處是在UCS圖中,人眼視覺上差別相同的不同顏色,在圖中也大致是等距離的;不足的是UCS繪制的是兩維U、V特性,對于明度Y值還需要單獨標注,即沒有明度的信息,而顏色是由H,V,C三重屬性決定的。


CIE1964U*V*W*色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)建立

在CIE1960UCS基礎(chǔ)上引入了明度指數(shù)W*。

2.系統(tǒng)評價

成功之處是引入顏色明度參數(shù),顏色空間擴展為三維空間。符合顏色三屬性;可以計算兩個顏色W1*、U1*、V1*,和W2*、U2*、V2*,在視覺上的差異△E,即:

CIE1964WUV均勻顏色空間色差公式

不足的是該系統(tǒng)表示顏色方法不夠優(yōu)化,測的結(jié)果誤差較大。


CIE1976L*U*V*色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)建立

CIE1976L*U*V*均勻顏色空間用三維坐標系統(tǒng)明度指數(shù)L*和色品指數(shù)u*、v*來表示顏色,引入了更優(yōu)化的算法。

2.系統(tǒng)評價

成功之處是測的色差結(jié)果比CIE1964U*V*W*完善和準確了??捎孟铝泄接嬎闵睿?/p>

CIE1976Luv顏色空間的色差公式

該色度空間保留了馬蹄形曲線的光譜軌跡,比較適合于對光譜原色,彩色視覺等工業(yè)部門作為研究工具。

不足的是顏色在知覺上的均勻性未周全考慮。因為顏色是一種知覺上的心理顏色。


CIE1976L*a*b*色度系統(tǒng):

1.系統(tǒng)建立

CIE1976L*a*b*均勻顏色空間考慮了心理顏色的特點。CIEL*a*b*在三維色空間的各個坐標軸上均具有視覺和顏色心理感知的等距性,并且細分了明度坐標和色品坐標的級差。同時,CIEL*a*b*空間中當顏色的色差大于視覺的識別閱值(恰可察覺)而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級色差時,可以較好地反映物體色的心理感受效果。

2.系統(tǒng)評價

可以利用下列公式計算出色差:

總色差計算公式29

這是目前推薦的最好用的量化分析顏色的均勻空間,當顏色的色差大于視覺識別閾限而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩顏色的色差時,能較好的反映物體色心理感受效果;算得色差可以分解為深淺差,艷色差和色相差,可分析色差性質(zhì);適合于染料、顏料及油墨等顏色工業(yè)部門。

在各個系統(tǒng)中可用色差計算公式來量化計算。目前在色彩領(lǐng)域中用的最多的是CIE1976L*a*b*均勻顏色空間。