細說色彩量度
發布時間：2024-06-20 點擊：94
一、從三刺激值向勻色系統轉換
彩色視覺三色理論為色彩的每個知覺假定了一個坐標，分別給出了色彩的紅、綠、藍量，因為達到視網膜的光量取決于有效光量，這三個坐標值[三刺激值x（λ）、y（λ）、z（λ）就是用照明的三刺激值加權的反射率值，計算時通常把照明的y（λ）刺激值整規化為100。
三刺激值中的y（λ）值是視覺亮度響應的度量（根據大約200個觀察者得到的平均值），三刺激值中的x（λ）值和z（λ）值分別表達紅量和藍量。
因為電視技術主要跟光的加色混合有關，所以電視工程師會解釋道：三刺激值是用熒光屏上的紅、綠、藍熒光粉模擬的。就像任何一個色彩（熒光屏的色域內）可以通過正確選擇紅、綠、藍熒光粉的組合強度產生一樣，任何一個色彩可以用三個刺激值的適量組合產生。但可惜的是，三刺激值是想象的，因為三刺激值必須比光譜色彩更飽和。
三刺激值x（λ）、y（λ）和z（λ）的視覺感受沒有均勻的距離，在亮區產生的5個單位色差比暗區產生5個單位色差要小得多。我們可以回憶一下過去學過的知識，三刺激值是與反射率值成正比的，所以反射率值給視覺的感受也不是均勻分布的，即使對于中性色也是這樣。正因為如此，對三刺激值的轉換方法作了許多的研究。
因為反射率值相對于眼睛不是等距分布的，為了得到一個相對均勻的亮度標度，可以將y（λ）刺激值加以變換。第一個均勻亮度標度是孟塞爾值標度，它把三刺激值y（λ）的平方根作為亮度，1943年它又被重新定義，亮度不再作為y的函數對待。
立方根亮度標度是由拉德和皮尼提出，后又經哥拉塞等人重新定義，其表達式為：
l＝116/y(λ)/y(λ)0－16
式中：l——亮度；
y（λ）0——照明的三刺激值（通常為100）。
通過上式可以使亮度變成一個視覺均勻的彩色空間坐標，另外兩個刺激值x（λ）、z（λ）也必須變成視覺均勻的坐標。
亞當斯考慮到反射率不形成均勻的視覺標度，他建議對x（λ）、z（λ）刺激值也像y（λ）值那樣進行變換以便得到孟塞爾值，把轉換后的值記為vx、vy和vz。為了用赫林的對立色模型進行轉換，亞當斯建議從vx中減去vy以得到紅－綠坐標，從vz中減去vy以得到黃-藍坐標，黑-白坐標用vy定義，就是亮度，這就是亞當斯彩色空間。在經歷了一系列的修正之后（主要是用坐標軸的相對標度和立方根修正向孟塞爾值近似），cie采用了1976（lab）色彩空間，簡記為cielab，第一個坐標l大約是孟塞爾值的10倍，這樣l=0時是理想的黑色，l=100時是絕對白色，a坐標是紅-綠坐標，b是黃-藍坐標。
亞當斯建議通過數值變換修正色度留，以使色度（從一個物體的色彩中減去亮度成分）更均勻的排列。然后用亮度去乘均勻色度，以便從色度空間除去亮度坐標和標度色度，亞當斯稱其為彩色化合價空間（color valence space）。后來亞當斯色彩空間又被亨特和威斯辛基重新定義。亨特的色彩空間是以亞當斯的均勻色度空間為基礎，亮度采用平方根公式；而威斯辛基的色彩空間是基于均勻色度標度和采用立方根亮度公式。后者又經改進后，于1976年被cie采用，并稱為cie1976（l，u，v），簡記為cieluv，這里l參數跟cielab色彩空間一樣是視覺亮度,坐標u表示紅度（與綠度比較），坐標v表示黃度（與藍度比較），這些坐標相對比較均勻。
cielab和cieluv坐標還可以被轉換成直觀的坐標，因為坐標l已經具有直觀的意義，不再需要轉換，而a、b或u、v可以被轉換成極坐標形式。
根據cieluv坐標可以計算飽和度值，用色品除以亮度即得飽和度，但不能由，cielab坐標計算飽和度。
在均勻色彩空間內不僅可以比較絕對色彩，而且可以比較色差。因此，不僅可以用色度測量技術測量油墨的色彩，而且還可以評價印刷色彩的色差。在cielab和產eluv色空間中的任一方向上，一個單位的色差近似等于標準觀察者所能感覺的最小差，兩個物體間的色差是其坐標的歐氏距離，并用符號δe表示。
斯當研究了色彩公差范圍，他發現6個色差單位是可接受的。因為δe值來自于一個距離標度，所以它們的大小是可以比較的。例如有一個印刷樣張跟打樣樣張比較時色差為4，另一印刷樣張其色差為2，則可以認為后者離完全匹配比前者近1倍。用這種方法可以評價匹配的接近度。
色度檢測法可以用視覺上均勻的和精確的標度評價物體的色彩，所以在印刷工業中有廣泛的用途。用色度檢測方法可以確定一個印刷面的絕對色彩或以一定的公差提供一個樣本，還可以通過色差比較對不同的工藝過程進行評價。[next]
二、常用表色系統比較
在cie表色系統中，任何一個色彩可以根據其三刺激值進行識別，同一個色彩在不同的表色系統中卻是用不同參數表達的，但這些參數都可由三刺激值經簡單的數學轉換得到。
現在至少有20種表色系統存在。大多數表色系統是以獲得被測參數與視覺色彩之間的直接關系為目標，但各種表色系統都沒有完全成功地達到這個目標。各種表色系統都有自己特有的長處，因而不同的表色系統有不同的應用領域。對于印刷工業來說，感興趣的是下述5種表色系統（見圖2－1、圖2－2、圖2－3）。
（圖2－1）
（圖2－2）
（圖2－3）
1．孟塞爾（1929）系統。這是一個最古老的表色系統，經歷過多次改進。對于相等的色差，孟塞爾系統給出一個相等的視覺感受差異，但該系統只限于c光源照明的情況。即使采用計算機把三刺激值轉換成盈塞爾值也是很復雜的。孟塞爾系統可作為比較其它表色系統的標準方法使用。
2．cie（1931）rgb系統。當采用不同的標準光源a、b、c和d65時，該系統都能很好地把色彩加以分類，但它不是一個視感均勻的空間系統，這一點是與孟塞爾系統不同的。該系統是為定義遵循加色法定律的彩色光而設計，而不是為識別一個反射表面上遵循減色法定律的色料而設計，可以在軟打樣及彩色桌面出版系統中應用。
3．亨特（l，a，b）（1947）系統。它是cie（1931）表色系統的一種轉換形式，是一種優良的視覺色彩空間系統，它對飽和色彩的區分比對淡色的區分要好，也使某些色差的度量得到改善，除印刷工業之外，該系統的應用領域是廣泛的。
4.cielab（cie 1976 l，a，b）系統。該系統類似于亨特系統但有一些改進，國際照明委員會希望它在某些應用領域取代亨特系統并成為標準的表色系統。若對一個色彩的位置求出各個方向上的標準偏差，結果將表明，求得的標準偏差所處線段的各端點的連線與其它表色系統相比，在標準色度圖上更接近于圓形。所以這個系統在印刷工業中得到廣泛應用。[next]
5．cieluv（cie 1976l，u，v）系統。此系統與cieiab系統類似，但在心理色度圖中，組分色與其混合色的連線更接近于一條直線。在標準色度圖中，視覺感受的色差比其它系統表現得更均勻，在印刷工業中，這些特性都是重要的。
心理色度圖2－4、圖2－5和圖2—6是根據同一組色塊的測量值經換算后給制的，所用的數據列于表2－1中。由圖可以看到亨特lab系統與cielab系統圖中的連線不管方向和曲率都很相似，而cieluv系統則跟前二種的情況很不相同，連線顯得更直一些。
（圖2－4）
（圖2－5）
（圖2－6）
表2－1 色別 x（λ） y（λ） z（λ） l
l
l l
l
l δa
δu
δv δb
δa
δb 青 19.2 24.9 72.3 56.8 46.7 －18.3 －53.2 60.6 46.7 -59.5 －75.8 62.5 46.7 －23.8 －46.1 品紅 73.4 20.7 26.3 42.3 41.4 67.5 -4.7 55.9 41.4 107.9 －20.9 57.9 41.4 67.4 -5.0 黃 67.9 74.6 20.8 93.3 91.4 -20.5 51.1 94.4 91.4 25.9 106.5 94.5 91.4 -10.5 89.1 紅 33.6 19.4 8.1 51.0 39.6 59.0 18.0 54.5 39.6 129.3 26.0 56.5 39.6 60.6 31.8 綠 8.5 18.5 7.6 49.8 38.4 －39.7 17.4 53.3 38.4 －63.3 52.0 55.4 38.4 －62.9 31.5 藍紫 7.1 4.9 22.5 29.0 13.7 18.7 -46.9 28.5 13.7 －3.6 －61.7 31.7 13.7 25.9 －44.2 三色 3.9 4.2 4.0 27.2 11.8 －1.2 0.6 26.2 11.8 -0.6 5.1 29.5 11.8 －2.1 2.5 四色 2.7 2.7 2.9 23.6 7.3 0.6 －1.4 20.3 7.3 1.2 0.6 24.0 7.3 0.9 －0.7 黑 6.7 6.7 7.7 22.7 18.0 0.9 －1.7 33.4 18.0 1.1 -0.6 36.3 18.0 1.2 -1.5 紙 84.77 86.61 98.85 99.4 99.2 0.9 1.1
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三刺激值中的y（λ）值是視覺亮度響應的度量（根據大約200個觀察者得到的平均值），三刺激值中的x（λ）值和z（λ）值分別表達紅量和藍量。
因為電視技術主要跟光的加色混合有關，所以電視工程師會解釋道：三刺激值是用熒光屏上的紅、綠、藍熒光粉模擬的。就像任何一個色彩（熒光屏的色域內）可以通過正確選擇紅、綠、藍熒光粉的組合強度產生一樣，任何一個色彩可以用三個刺激值的適量組合產生。但可惜的是，三刺激值是想象的，因為三刺激值必須比光譜色彩更飽和。
三刺激值x（λ）、y（λ）和z（λ）的視覺感受沒有均勻的距離，在亮區產生的5個單位色差比暗區產生5個單位色差要小得多。我們可以回憶一下過去學過的知識，三刺激值是與反射率值成正比的，所以反射率值給視覺的感受也不是均勻分布的，即使對于中性色也是這樣。正因為如此，對三刺激值的轉換方法作了許多的研究。
因為反射率值相對于眼睛不是等距分布的，為了得到一個相對均勻的亮度標度，可以將y（λ）刺激值加以變換。第一個均勻亮度標度是孟塞爾值標度，它把三刺激值y（λ）的平方根作為亮度，1943年它又被重新定義，亮度不再作為y的函數對待。
立方根亮度標度是由拉德和皮尼提出，后又經哥拉塞等人重新定義，其表達式為：
l＝116/y(λ)/y(λ)0－16
式中：l——亮度；
y（λ）0——照明的三刺激值（通常為100）。
通過上式可以使亮度變成一個視覺均勻的彩色空間坐標，另外兩個刺激值x（λ）、z（λ）也必須變成視覺均勻的坐標。
亞當斯考慮到反射率不形成均勻的視覺標度，他建議對x（λ）、z（λ）刺激值也像y（λ）值那樣進行變換以便得到孟塞爾值，把轉換后的值記為vx、vy和vz。為了用赫林的對立色模型進行轉換，亞當斯建議從vx中減去vy以得到紅－綠坐標，從vz中減去vy以得到黃-藍坐標，黑-白坐標用vy定義，就是亮度，這就是亞當斯彩色空間。在經歷了一系列的修正之后（主要是用坐標軸的相對標度和立方根修正向孟塞爾值近似），cie采用了1976（lab）色彩空間，簡記為cielab，第一個坐標l大約是孟塞爾值的10倍，這樣l=0時是理想的黑色，l=100時是絕對白色，a坐標是紅-綠坐標，b是黃-藍坐標。
亞當斯建議通過數值變換修正色度留，以使色度（從一個物體的色彩中減去亮度成分）更均勻的排列。然后用亮度去乘均勻色度，以便從色度空間除去亮度坐標和標度色度，亞當斯稱其為彩色化合價空間（color valence space）。后來亞當斯色彩空間又被亨特和威斯辛基重新定義。亨特的色彩空間是以亞當斯的均勻色度空間為基礎，亮度采用平方根公式；而威斯辛基的色彩空間是基于均勻色度標度和采用立方根亮度公式。后者又經改進后，于1976年被cie采用，并稱為cie1976（l，u，v），簡記為cieluv，這里l參數跟cielab色彩空間一樣是視覺亮度,坐標u表示紅度（與綠度比較），坐標v表示黃度（與藍度比較），這些坐標相對比較均勻。
cielab和cieluv坐標還可以被轉換成直觀的坐標，因為坐標l已經具有直觀的意義，不再需要轉換，而a、b或u、v可以被轉換成極坐標形式。
根據cieluv坐標可以計算飽和度值，用色品除以亮度即得飽和度，但不能由，cielab坐標計算飽和度。
在均勻色彩空間內不僅可以比較絕對色彩，而且可以比較色差。因此，不僅可以用色度測量技術測量油墨的色彩，而且還可以評價印刷色彩的色差。在cielab和產eluv色空間中的任一方向上，一個單位的色差近似等于標準觀察者所能感覺的最小差，兩個物體間的色差是其坐標的歐氏距離，并用符號δe表示。
斯當研究了色彩公差范圍，他發現6個色差單位是可接受的。因為δe值來自于一個距離標度，所以它們的大小是可以比較的。例如有一個印刷樣張跟打樣樣張比較時色差為4，另一印刷樣張其色差為2，則可以認為后者離完全匹配比前者近1倍。用這種方法可以評價匹配的接近度。
色度檢測法可以用視覺上均勻的和精確的標度評價物體的色彩，所以在印刷工業中有廣泛的用途。用色度檢測方法可以確定一個印刷面的絕對色彩或以一定的公差提供一個樣本，還可以通過色差比較對不同的工藝過程進行評價。[next]
二、常用表色系統比較
在cie表色系統中，任何一個色彩可以根據其三刺激值進行識別，同一個色彩在不同的表色系統中卻是用不同參數表達的，但這些參數都可由三刺激值經簡單的數學轉換得到。
現在至少有20種表色系統存在。大多數表色系統是以獲得被測參數與視覺色彩之間的直接關系為目標，但各種表色系統都沒有完全成功地達到這個目標。各種表色系統都有自己特有的長處，因而不同的表色系統有不同的應用領域。對于印刷工業來說，感興趣的是下述5種表色系統（見圖2－1、圖2－2、圖2－3）。
（圖2－1）
（圖2－2）
（圖2－3）
1．孟塞爾（1929）系統。這是一個最古老的表色系統，經歷過多次改進。對于相等的色差，孟塞爾系統給出一個相等的視覺感受差異，但該系統只限于c光源照明的情況。即使采用計算機把三刺激值轉換成盈塞爾值也是很復雜的。孟塞爾系統可作為比較其它表色系統的標準方法使用。
2．cie（1931）rgb系統。當采用不同的標準光源a、b、c和d65時，該系統都能很好地把色彩加以分類，但它不是一個視感均勻的空間系統，這一點是與孟塞爾系統不同的。該系統是為定義遵循加色法定律的彩色光而設計，而不是為識別一個反射表面上遵循減色法定律的色料而設計，可以在軟打樣及彩色桌面出版系統中應用。
3．亨特（l，a，b）（1947）系統。它是cie（1931）表色系統的一種轉換形式，是一種優良的視覺色彩空間系統，它對飽和色彩的區分比對淡色的區分要好，也使某些色差的度量得到改善，除印刷工業之外，該系統的應用領域是廣泛的。
4.cielab（cie 1976 l，a，b）系統。該系統類似于亨特系統但有一些改進，國際照明委員會希望它在某些應用領域取代亨特系統并成為標準的表色系統。若對一個色彩的位置求出各個方向上的標準偏差，結果將表明，求得的標準偏差所處線段的各端點的連線與其它表色系統相比，在標準色度圖上更接近于圓形。所以這個系統在印刷工業中得到廣泛應用。[next]
5．cieluv（cie 1976l，u，v）系統。此系統與cieiab系統類似，但在心理色度圖中，組分色與其混合色的連線更接近于一條直線。在標準色度圖中，視覺感受的色差比其它系統表現得更均勻，在印刷工業中，這些特性都是重要的。
心理色度圖2－4、圖2－5和圖2—6是根據同一組色塊的測量值經換算后給制的，所用的數據列于表2－1中。由圖可以看到亨特lab系統與cielab系統圖中的連線不管方向和曲率都很相似，而cieluv系統則跟前二種的情況很不相同，連線顯得更直一些。
（圖2－4）
（圖2－5）
（圖2－6）
表2－1 色別 x（λ） y（λ） z（λ） l
l
l l
l
l δa
δu
δv δb
δa
δb 青 19.2 24.9 72.3 56.8 46.7 －18.3 －53.2 60.6 46.7 -59.5 －75.8 62.5 46.7 －23.8 －46.1 品紅 73.4 20.7 26.3 42.3 41.4 67.5 -4.7 55.9 41.4 107.9 －20.9 57.9 41.4 67.4 -5.0 黃 67.9 74.6 20.8 93.3 91.4 -20.5 51.1 94.4 91.4 25.9 106.5 94.5 91.4 -10.5 89.1 紅 33.6 19.4 8.1 51.0 39.6 59.0 18.0 54.5 39.6 129.3 26.0 56.5 39.6 60.6 31.8 綠 8.5 18.5 7.6 49.8 38.4 －39.7 17.4 53.3 38.4 －63.3 52.0 55.4 38.4 －62.9 31.5 藍紫 7.1 4.9 22.5 29.0 13.7 18.7 -46.9 28.5 13.7 －3.6 －61.7 31.7 13.7 25.9 －44.2 三色 3.9 4.2 4.0 27.2 11.8 －1.2 0.6 26.2 11.8 -0.6 5.1 29.5 11.8 －2.1 2.5 四色 2.7 2.7 2.9 23.6 7.3 0.6 －1.4 20.3 7.3 1.2 0.6 24.0 7.3 0.9 －0.7 黑 6.7 6.7 7.7 22.7 18.0 0.9 －1.7 33.4 18.0 1.1 -0.6 36.3 18.0 1.2 -1.5 紙 84.77 86.61 98.85 99.4 99.2 0.9 1.1
北京天際廣告牌大清理行動遭網友熱議
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Own-x Widestar 2000將使寬幅噴繪市場競爭更加激烈
凸版印刷的堅守與改變
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大族冠華與意大利客商簽訂激光器模切設備合作協議
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