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CIE色度系統中的均勻色空間和色差公式

2010-09-17

                                                CIE色度系統中的均勻色空間和色差公式
     CIE色度系統的X-Y色品圖已被廣泛應用。從理論上說，每一個顏色在Y，X，Y色空間中占有一個特定的位置“點”，而任意兩個顏色點之間的距離應該反映這兩個顏色之間的色差。但是人眼色覺試驗證明，X-y色品圖的顏色分布是很不均勻的，以致主波長與色調與飽和度感覺也不均勻相關。對于色度點的微小變化，人眼往往察覺不出其顏色所發生的相應變化，當人眼能夠分辨出顏色有差異時，其色度的變化范圍稱作人眼對色差的寬容量。萊特和麥克亞當分別研究了人眼對各種光譜色的辨別能力，并在色品圖上各以線段和橢圓的方式表達出來。他們實驗的結果，都說明在X-Y色品圖上各種顏色的分辨率不一樣。

    上圖是麥克亞當的顏色寬容橢圓分布示意圖，由圖可以看到，在此色品圖上不同的位置，顏色的寬容量不同，而且各色區相差懸殊。比如綠色區，人眼恰可分辨的大距離是藍色區小距離的20倍。也就是說，在X-Y色品圖上顏色間的距離不能與人眼實際的視覺色差相對應。這個缺欠使它不能正確反映顏色的視覺效果，也就不能用它來衡量各顏色和計算色差的迫切需要，半個世紀以來，色度工作者一直在努力尋找理想的均勻色空間，即UCS系統，但這是困難的，到目前為止，CIE1976年正式推介兩個UCS色度系統，也只能說是比較均勻的，并非十分理想。
    因為顏色是個三維空間的量，雖然色感可以用來各種色品圖來表示，那也只是近似的。真正的色感覺取決于觀察條件，觀察者的適應性和其他特性。如Ｙxy系統是用亮度因數Y和色品坐標來描述一個顏色，X-Y色品圖是色刺激的關系圖，只表示X，Y，Z三刺激值的比例，而不能表示實際色感覺的大小。在尋找均勻色空間的過程中，首先是要找出亮度因數Y和人眼視覺明度之間的函數關系，建立以個新的色品圖，使圖中每一顏色的寬容量都能近似圓形，并且大小相同。