CIE色彩空間

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2016-07-23

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日常生活中我們經(jīng)常用以下語言描述色彩：紅色、大紅、檸檬黃、中黃、咖啡色、寶石藍(lán)、天藍(lán)…

其實(shí)這種方式傳遞色彩信息是非常不準(zhǔn)確的，每個人對色彩語言的定義和見解是不同的，恒光電器,照亮您的生活，所有無法保證色彩信息的準(zhǔn)確傳統(tǒng)，此方法也不適用于色彩工業(yè)生產(chǎn)和管理。

還有一種現(xiàn)象在日常生活中也非常常見，就是同樣一幅圖像雖然其各像素RGB或CMYK值相同，照明資質(zhì)，但在不同的顯示器或不同的打印機(jī)輸出的色彩感覺是不同的，恒光，設(shè)計(jì)，經(jīng)常看到廠商拿不同品牌的手機(jī)進(jìn)行對比來證明自己手機(jī)拍照顯示的效果最好，面對這種情況我只想說你把相片導(dǎo)到電腦顯示屏上看看，效果還是那么好么？類似的，你用PS技術(shù)將一幅圖像再某臺顯示器上修的再好看，換一臺顯示器可能就沒那效果了….。真相只有一個就是RGB和CMYK是設(shè)備相關(guān)的（Device-dependent），也就是說顯色效果與載體設(shè)備相關(guān)。

從事配色行業(yè)的人，一定知道相同色料，不同批次之間是有色彩差異的；當(dāng)相同配方在不同工廠之間轉(zhuǎn)移時，室外照明，都需要對配方進(jìn)行微調(diào)以補(bǔ)償色料批次之間的差異來滿足最終色彩要求。同理，顯示器屏幕廠商也會對每臺顯示器的臺間差進(jìn)行管控。大公司較小公司一個較大的優(yōu)勢是可以較好的控制產(chǎn)品批次之間的差異，保持較好的穩(wěn)定性。

那怎么樣才能做到色彩的準(zhǔn)確傳遞？現(xiàn)有的基本有兩種方式：

一為購買色卡作為色彩傳遞的介質(zhì)，辦公照明，比如說瑞典的NCS自然色色卡、德國的RAL色卡、美國的Pantone色卡、中國的CNCS色卡等等；色彩傳遞雙方只需要購買相同的色卡，就可以色卡的標(biāo)號進(jìn)行傳遞，告訴對方色卡標(biāo)號對方就可以找到相應(yīng)的色卡。這種方式有幾大缺點(diǎn)，①需要花錢購買色卡，LED照明工程，且很多不便宜；②色卡用久了會褪色，經(jīng)常看到配色員拿著用了好久已經(jīng)磨損的色卡作為目標(biāo)色進(jìn)行配色；③即使是新的色卡，不同批次之間也是有一定的差異的；④不同色卡系統(tǒng)之間是不相通的，舉個例子就是Pantone的色號與RAL的色號對應(yīng)不起來。當(dāng)然色卡也有好處，一是比較直觀，二是給那些公司創(chuàng)造收入……

第二個方式就是采用CIE色彩空間將色彩數(shù)字化。常用的CIE色彩空間有CIE XYZ、CIE xy、CIE uv、CIE u’v’、和CIELAB色彩空間。CIE色彩空間基于人眼特性，是設(shè)備無關(guān)的（Device-Independent）， led質(zhì)量，其數(shù)值相同就代表色彩相同，例如兩個色樣CIELAB值相同就代表這兩個色樣人眼視覺感知色彩相同。下面就對各個色彩空間進(jìn)行介紹：

CIEXYZ色彩空間

下圖展示了CIE1931和1964 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線，分別對應(yīng)于2°視場和10°視場的色彩觀察，其中1931的Y曲線與明視覺V(λ)一致，故計(jì)算得到的Y值代表亮度信息。標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值曲線是一切顏色計(jì)算和顏色測量儀器設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，其表示了人眼的三種感光細(xì)胞對不同波長的響應(yīng)情況，由圖可知，人眼的響應(yīng)范圍基本在400-700nm，裝修照明，LED-T5一體化燈管，超過400-700nm范圍的光對人眼感知色彩的影響極小， led室內(nèi)照明，國內(nèi)資訊，這也是我在第一篇文章中提到可見光范圍也可以定義為400-700nm。

對于物體色來說，其CIEXYZ值的計(jì)算公式為

S(λ)是光源的光譜功率分布曲線，R(λ)是物體的光譜反射比，x(λ)、y(λ)和z(λ)是CIE1931或1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的光譜三刺激值函數(shù)，其中k為相應(yīng)的歸一化系數(shù)使完全漫反射體的Y值為100。

對于光源色，其計(jì)算公式為

CIE xy, CIE uv 和CIE u’v’色彩空間

有了上面CIEXYZ值，就可以通過以下公式計(jì)算得到CIE色品坐標(biāo)xy，由于CIE xy色品圖是不均勻的，即CIE xy圖上不同區(qū)域內(nèi)的相同色距離不表示相同的色光差異。

為改進(jìn)CIE xy色品圖的不均勻性，1960年CIE正式推薦了CIE1960 均勻色品標(biāo)尺圖（Uniform Color Space, UCS），節(jié)能與環(huán)保，即uv色品圖，計(jì)算公式如下：

為進(jìn)一步改善色品圖的均勻性，CIE于1976年又發(fā)布了1976 UCS圖，即u’v’圖，計(jì)算如下：

這幾個色彩空間常用于光源或顯示屏色彩描述，例如很多顯示屏廠商常常用RGB三基色在這幾個色彩空間的位置以顯示自己顯示屏的色域大，其實(shí)這是很片面的評價，也極具誤導(dǎo)性，顯示器性能包括很多方面，醫(yī)院led照明，下次寫篇文章好好說說這事。

CIELAB色彩空間