CIE色度系统中的均匀色空间和色差公式

2010-09-17

                                                CIE色度系统中的均匀色空间和色差公式
     CIE色度系统的X-Y色品图已被广泛应用。从理论上说，每一个颜色在Y，X，Y色空间中占有一个特定的位置“点”，而任意两个颜色点之间的距离应该反映这两个颜色之间的色差。但是人眼色觉试验证明，X-y色品图的颜色分布是很不均匀的，以致主波长与色调与饱和度感觉也不均匀相关。对于色度点的微小变化，人眼往往察觉不出其颜色所发生的相应变化，当人眼能够分辨出颜色有差异时，其色度的变化范围称作人眼对色差的宽容量。莱特和麦克亚当分别研究了人眼对各种光谱色的辨别能力，并在色品图上各以线段和椭圆的方式表达出来。他们实验的结果，都说明在X-Y色品图上各种颜色的分辨率不一样。

    上图是麦克亚当的颜色宽容椭圆分布示意图，由图可以看到，在此色品图上不同的位置，颜色的宽容量不同，而且各色区相差悬殊。比如绿色区，人眼恰可分辨的大距离是蓝色区小距离的20倍。也就是说，在X-Y色品图上颜色间的距离不能与人眼实际的视觉色差相对应。这个缺欠使它不能正确反映颜色的视觉效果，也就不能用它来衡量各颜色和计算色差的迫切需要，半个世纪以来，色度工作者一直在努力寻找理想的均匀色空间，即UCS系统，但这是困难的，到目前为止，CIE1976年正式推介两个UCS色度系统，也只能说是比较均匀的，并非十分理想。
    因为颜色是个三维空间的量，虽然色感可以用来各种色品图来表示，那也只是近似的。真正的色感觉取决于观察条件，观察者的适应性和其他特性。如Ｙxy系统是用亮度因数Y和色品坐标来描述一个颜色，X-Y色品图是色刺激的关系图，只表示X，Y，Z三刺激值的比例，而不能表示实际色感觉的大小。在寻找均匀色空间的过程中，首先是要找出亮度因数Y和人眼视觉明度之间的函数关系，建立以个新的色品图，使图中每一颜色的宽容量都能近似圆形，并且大小相同。