CIE1931标准色度系统什么意思？CIE1976均匀颜色空间怎么理解？

为了使颜色的测量与评定标准化，CIE规定了用于颜色评定的表色系统，其中就包括CIE1931标准色度系统和CIE1964补充标准色度系统。但这些表色系统在进行色差评定时，与人眼之间的差异值不具有一致性，因此CIE于976年又推出了两个均匀颜色系统。本文对CIE1931标准色度系统和CIE1976均匀颜色空间做了介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

CIE1931标准色度系统什么意思？

人眼对物体产生的颜色感觉，取决于两个方面：第一个方面是外界物体对人眼物理刺激的特性；第二个方面是人眼的视觉特性。但是，颜色的最终标定是必须要符合人眼视觉规律的。因此，采用仪器对颜色进行测量，以及用物理量值来表示颜色，这些方法都是建立在人眼色觉的实验规律上的。CIE系统选用的三个虚构原色为X、Y、Z：X代表红原色、Y代表绿原色、Z代表蓝原色。X、Y、Z形成的虚线三角形包含了整个光谱轨迹，色度坐标用 x、y、z 表示，x+y+z=1。将各个光谱色的坐标点连在一起会形成一条马蹄形曲线，此曲线称为CIE1931色品图的光谱轨迹，如下图所示。

如用S代表一种颜色，x、y、z是S的色度坐标。作如下计算：

连接色度点400nm和700nm的直线称为紫红轨迹，也称为紫线。白点C的色品坐标为x=0.3101，y=0.3162。由白点C向色点S引一条直线，延长直线使其与光谱轨迹交于O点，交点O的光谱色波长就是颜色S的主波长。白点C到色点S的距离CS与白点C到主波长点O的距离CO的比值即为该颜色的饱和度。色点越靠近白点C，其颜色的饱和度越低，反之越高。由色点 A 向白点C引一条直线，使其与光谱轨迹曲线相交于Q点，交点Q处的光谱色波长就是颜色A的补色波长，其表示方法为在波长值后面加字母c。

然而主波长是指某一种单色光刺激的波长，用λd表示；但并不是所有的颜色都具有主波长，若色点位于由白点和紫线两个端点围成的三角形区域内时，该色点是不具有主波长的，因此引入补色波长的概念，补色波长是指当试验色刺激和某单一波长光的色到激吸（单色光刺激）以适当的比例混合后，与特定的白光刺激达到颜色匹配时的波长，此单色光刺激的波长，以λc表示，主要用于紫色。在色坐标图上可将紫色轨迹区的颜色的色坐标点和白色点连线，并延长至光谱轨迹，它们的交点所对应的波长为其值。对于大多数红宝石而言，或多或少带些紫色调，在CIE色品图上的点基本落在没有主波长的三角形区域里，故需用补色波长表示。

CIE1976均匀颜色空间怎么理解？

为了能够更好地统一评价颜色差别的方法，1976年CIE又推出了两个均匀颜色系统：CIE1976L*u*v*颜色空间（简称 CIE LUV色空间）和 CIE1976L*a*b*颜色空间（简称 CIE LAB 色空间）。

在CIELUV空间中，L*为明度，u*、v*为色品指数。三者相互垂直构成色空间来描述相对应的亮度和色度量：垂直的轴是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指数 u*和 v*。

在CIELAB色空间（上图）中，L*表示明度，a*和b*表示色度。a*和b*表示不同的色调方向：a*为红-绿色方向，a*为正时表示的是红色方向，a*为负时表示的是绿色方向；b*为黄-蓝色方向，b*为正时表示的是黄色方向，b*为负时表示的是蓝色方向。

式中，X、Y、Z分别代表三刺激值，Xn、Yn、Zn为观察样品时使用照明体的三刺激值。上面公式仅适用于颜色不太暗的情况，即满足X/Xn、Y/Yn和Z/Zn都大于0.008856的情况。一般情况下，大部分颜色都能满足上述这个条件。实际上明度计算公式有更普遍的表达形式：

根据图中的几何关系，该颜色的色调H*可以用该点在a*-b*平面的投影到纵坐标轴连线与a*坐标轴的转角h*ab表示；彩度（或饱和度）C*可以用该点到纵坐标轴的距离来表示。因此，可以得到：

根据a*和b*值的正负，可以判断色调角在0°~360°内的变化：

当a*>0，b*>0，则0°≤h*ab<90°；

当a*<0，b*>0，则90°≤h*ab<180°；

当a*<0，b*<0，则180°≤h*ab<270°；

当a*≥0，b*<0，则270°≤h*ab<360°。

CIE1964补充标准色度系统介绍：

实验发现，CIE1931标准色度系统规定的小视场角观察条件下的观察者数据在观察视场角增大到4°～10°时，其三刺激值在380nm～460nm的波段区间的数值明显比大视场观察条件下的三刺激值要小。所以，为了弥补小视场条件的不足，1964年CIE又推荐了一组“CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”和相应的色品图，称为“CIE1964补充标准色度系统”，其标准观察视场角为10°，为了与1931年规定的XYZ标准色度系统区分，将10°视场下的光谱三刺激值记为X10、Y10、Z10。与CIE1931标准色度系统相比，二者的光谱三刺激值曲线差异如下图所示，y10（λ）在400nm~500nm高于y（λ），这说明人眼用于小视场观察颜色时识别颜色差异的能力较差。

二者的色品图差异如下图所示，虽然光谱轨迹形状很相似，但是相同波长的光谱色在各自光谱轨迹上的位置差异就很大。