為了使顏色的測(cè)量與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)化，CIE規(guī)定了用于顏色評(píng)定的表色系統(tǒng)，其中就包括CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)和CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。但這些表色系統(tǒng)在進(jìn)行色差評(píng)定時(shí)，與人眼之間的差異值不具有一致性，因此CIE于976年又推出了兩個(gè)均勻顏色系統(tǒng)。本文對(duì)CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)和CIE1976均勻顏色空間做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！

CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)什么意思？

人眼對(duì)物體產(chǎn)生的顏色感覺，取決于兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是外界物體對(duì)人眼物理刺激的特性；第二個(gè)方面是人眼的視覺特性。但是，顏色的最終標(biāo)定是必須要符合人眼視覺規(guī)律的。因此，采用儀器對(duì)顏色進(jìn)行測(cè)量，以及用物理量值來表示顏色，這些方法都是建立在人眼色覺的實(shí)驗(yàn)規(guī)律上的。CIE系統(tǒng)選用的三個(gè)虛構(gòu)原色為X、Y、Z：X代表紅原色、Y代表綠原色、Z代表藍(lán)原色。X、Y、Z形成的虛線三角形包含了整個(gè)光譜軌跡，色度坐標(biāo)用 x、y、z 表示，x+y+z=1。將各個(gè)光譜色的坐標(biāo)點(diǎn)連在一起會(huì)形成一條馬蹄形曲線，此曲線稱為CIE1931色品圖的光譜軌跡，如下圖所示。

如用S代表一種顏色，x、y、z是S的色度坐標(biāo)。作如下計(jì)算：

連接色度點(diǎn)400nm和700nm的直線稱為紫紅軌跡，也稱為紫線。白點(diǎn)C的色品坐標(biāo)為x=0.3101，y=0.3162。由白點(diǎn)C向色點(diǎn)S引一條直線，延長直線使其與光譜軌跡交于O點(diǎn)，交點(diǎn)O的光譜色波長就是顏色S的主波長。白點(diǎn)C到色點(diǎn)S的距離CS與白點(diǎn)C到主波長點(diǎn)O的距離CO的比值即為該顏色的飽和度。色點(diǎn)越靠近白點(diǎn)C，其顏色的飽和度越低，反之越高。由色點(diǎn) A 向白點(diǎn)C引一條直線，使其與光譜軌跡曲線相交于Q點(diǎn)，交點(diǎn)Q處的光譜色波長就是顏色A的補(bǔ)色波長，其表示方法為在波長值后面加字母c。

然而主波長是指某一種單色光刺激的波長，用λd表示；但并不是所有的顏色都具有主波長，若色點(diǎn)位于由白點(diǎn)和紫線兩個(gè)端點(diǎn)圍成的三角形區(qū)域內(nèi)時(shí)，該色點(diǎn)是不具有主波長的，因此引入補(bǔ)色波長的概念，補(bǔ)色波長是指當(dāng)試驗(yàn)色刺激和某單一波長光的色到激吸（單色光刺激）以適當(dāng)?shù)谋壤旌虾?，與特定的白光刺激達(dá)到顏色匹配時(shí)的波長，此單色光刺激的波長，以λc表示，主要用于紫色。在色坐標(biāo)圖上可將紫色軌跡區(qū)的顏色的色坐標(biāo)點(diǎn)和白色點(diǎn)連線，并延長至光譜軌跡，它們的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長為其值。對(duì)于大多數(shù)紅寶石而言，或多或少帶些紫色調(diào)，在CIE色品圖上的點(diǎn)基本落在沒有主波長的三角形區(qū)域里，故需用補(bǔ)色波長表示。

CIE1976均勻顏色空間怎么理解？

為了能夠更好地統(tǒng)一評(píng)價(jià)顏色差別的方法，1976年CIE又推出了兩個(gè)均勻顏色系統(tǒng)：CIE1976L*u*v*顏色空間（簡稱 CIE LUV色空間）和 CIE1976L*a*b*顏色空間（簡稱 CIE LAB 色空間）。

在CIELUV空間中，L*為明度，u*、v*為色品指數(shù)。三者相互垂直構(gòu)成色空間來描述相對(duì)應(yīng)的亮度和色度量：垂直的軸是明度L*，位于水平面且互相垂直的是色品指數(shù) u*和 v*。

在CIELAB色空間（上圖）中，L*表示明度，a*和b*表示色度。a*和b*表示不同的色調(diào)方向：a*為紅-綠色方向，a*為正時(shí)表示的是紅色方向，a*為負(fù)時(shí)表示的是綠色方向；b*為黃-藍(lán)色方向，b*為正時(shí)表示的是黃色方向，b*為負(fù)時(shí)表示的是藍(lán)色方向。

式中，X、Y、Z分別代表三刺激值，Xn、Yn、Zn為觀察樣品時(shí)使用照明體的三刺激值。上面公式僅適用于顏色不太暗的情況，即滿足X/Xn、Y/Yn和Z/Zn都大于0.008856的情況。一般情況下，大部分顏色都能滿足上述這個(gè)條件。實(shí)際上明度計(jì)算公式有更普遍的表達(dá)形式：

根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，該顏色的色調(diào)H*可以用該點(diǎn)在a*-b*平面的投影到縱坐標(biāo)軸連線與a*坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角h*ab表示；彩度（或飽和度）C*可以用該點(diǎn)到縱坐標(biāo)軸的距離來表示。因此，可以得到：

根據(jù)a*和b*值的正負(fù)，可以判斷色調(diào)角在0°~360°內(nèi)的變化：

當(dāng)a*>0，b*>0，則0°≤h*ab<90°；

當(dāng)a*<0，b*>0，則90°≤h*ab<180°；

當(dāng)a*<0，b*<0，則180°≤h*ab<270°；

當(dāng)a*≥0，b*<0，則270°≤h*ab<360°。

CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)介紹：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)規(guī)定的小視場角觀察條件下的觀察者數(shù)據(jù)在觀察視場角增大到4°～10°時(shí)，其三刺激值在380nm～460nm的波段區(qū)間的數(shù)值明顯比大視場觀察條件下的三刺激值要小。所以，為了彌補(bǔ)小視場條件的不足，1964年CIE又推薦了一組“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”和相應(yīng)的色品圖，稱為“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”，其標(biāo)準(zhǔn)觀察視場角為10°，為了與1931年規(guī)定的XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)區(qū)分，將10°視場下的光譜三刺激值記為X10、Y10、Z10。與CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)相比，二者的光譜三刺激值曲線差異如下圖所示，y10（λ）在400nm~500nm高于y（λ），這說明人眼用于小視場觀察顏色時(shí)識(shí)別顏色差異的能力較差。

二者的色品圖差異如下圖所示，雖然光譜軌跡形狀很相似，但是相同波長的光譜色在各自光譜軌跡上的位置差異就很大。