色差儀色度空間的發(fā)展史

色譜是色差儀檢測(cè)色彩的理論基礎(chǔ)，以不同色譜研發(fā)的色差儀測(cè)量的色彩數(shù)據(jù)是不同的。為了了解更多關(guān)于顏色檢測(cè)的信息我們現(xiàn)在一起學(xué)習(xí)一下比較通用的色譜知識(shí)。學(xué)習(xí)色譜知識(shí)我們最先的了解一個(gè)組織CIE，色差儀現(xiàn)在使用的色度空間都是CIE制定研發(fā)推出的。

CIE即國(guó)際發(fā)光照明文員會(huì)，英文名稱(chēng)CommissionInternationaledeL'Eclairage（法）或InternationalCommissiononIllumination（英）。這個(gè)委員會(huì)創(chuàng)建的主要目的是建立一套用來(lái)界定和測(cè)量色彩的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)組織起源比較早可以追溯到1930年，CIE制定色彩標(biāo)準(zhǔn)一致沿用到現(xiàn)在，我們目前市場(chǎng)上流通的色差儀標(biāo)準(zhǔn)都是CIE制定的，其中包括日光標(biāo)準(zhǔn)（D65）和陰極射線(xiàn)管（CRT）內(nèi)表面紅、綠、藍(lán)三種磷光理論上的理想顏色。

CIE顏色系統(tǒng)

顏色是一門(mén)抽象而復(fù)雜的學(xué)科，它涉及到很多方面包括物理學(xué)、心理學(xué)和材料學(xué)等等。人們?cè)谟^(guān)察顏色的過(guò)程是大腦對(duì)物體一種主觀(guān)的感覺(jué)，色差儀用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述是比較困難的事，所以在色差儀的研發(fā)過(guò)程中遇到了不同問(wèn)題，但是現(xiàn)在已經(jīng)有很多關(guān)于顏色的理論、測(cè)量技術(shù)和顏色標(biāo)準(zhǔn)為其研發(fā)提供依據(jù)。

1931年時(shí)顏色檢測(cè)行業(yè)一個(gè)里程碑也是色差儀行業(yè)的起始點(diǎn)這一年9月CIE在英國(guó)劍橋市召開(kāi)里具有歷史意義的大會(huì)。推出了從基色出發(fā)定義的一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色模型，CIE的顏色科學(xué)家們利用RGB模型基礎(chǔ)，用數(shù)學(xué)的方法從真實(shí)的基色推出理論的三基色，創(chuàng)建了新的顏色系統(tǒng)，使顏料、染料和印刷等工業(yè)能夠明確指定產(chǎn)品的顏色，這也就是我們現(xiàn)在色差儀使用的顏色空間的比較早模型，也就是我們常說(shuō)的CIE 1931顏色空間。

CIE1931顏色空間定義了標(biāo)準(zhǔn)觀(guān)察者標(biāo)準(zhǔn)：普通人眼睛對(duì)顏色的響應(yīng)。該標(biāo)準(zhǔn)采用X、Y和Z三種基色，用顏色匹配函數(shù)表示。人眼的視野定義為2°。

同時(shí)定義了什么是標(biāo)準(zhǔn)光源：用于比較顏色的光源規(guī)范；

什么是CIEXYZ基色系統(tǒng)：與RGB相關(guān)的想象的基色系統(tǒng)，但適用于工業(yè)顏色的計(jì)算；

什么是CIExyY顏色空間：一個(gè)根據(jù)XYZ導(dǎo)出的顏色空間，它把與顏色屬性相關(guān)的x和y從與明度屬性相關(guān)的亮度Y中分離出來(lái)。

定義了CIE色度圖(CIEchromaticity?diagram)：容易看到顏色之間關(guān)系的一種圖。

后來(lái)，CIE的專(zhuān)家們對(duì)系統(tǒng)做了許多改進(jìn)，在1964年根據(jù)10°視角的實(shí)驗(yàn)有添加了新的觀(guān)察角度，這個(gè)角度對(duì)于色差儀行業(yè)具有里程碑的意義，現(xiàn)在色差儀使用更多就是10°觀(guān)察角。

1976年CIE在次召開(kāi)具有歷史意義的會(huì)議，解決1931年的系統(tǒng)問(wèn)題：

1.該規(guī)范使用明度和色度不容易解釋物理刺激和顏色感知響應(yīng)之間的關(guān)系；

2.XYZ系統(tǒng)和在它的色度圖上表示的兩種顏色之間的距離與顏色觀(guān)察者感知的變化不一致，這個(gè)問(wèn)題叫做感知均勻性(perceptualuniformity)問(wèn)題，也就是顏色之間數(shù)字上的差別與視覺(jué)感知不一致。

為了解決顏色空間的感知一致性問(wèn)題，專(zhuān)家們對(duì)CIE1931XYZ系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行了非線(xiàn)性變換，制定了CIE1976L*a*b*顏色空間規(guī)范。這個(gè)CIE系統(tǒng)大家不陌生，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)色差儀甚至進(jìn)口色差儀使用更多的顏色空間就是CIE1976L*a*b*。因?yàn)槭枪I(yè)顏色檢測(cè)行業(yè)所以對(duì)其他關(guān)注比較少，其實(shí)1976年CIE同時(shí)推出兩種顏色空間，一種是用于非自照明（也就是工業(yè)顏色檢測(cè)）的顏色空間叫做CIE1976L*a*b*，也稱(chēng)CIELAB。另一種是自照明的顏色空間，叫做CIELUV。這兩個(gè)顏色空間與顏色的感知更均勻，并且給了人們?cè)u(píng)估兩種顏色近似程度的一種方法，允許使用數(shù)字量ΔE表示兩種顏色之差。

CIEXYZ是國(guó)際照明委員會(huì)在1931年開(kāi)發(fā)并在1964修訂的CIE顏色系統(tǒng)(CIEColorSystem)，該系統(tǒng)是其他顏色系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它使用相應(yīng)于紅、綠和藍(lán)三種顏色作為三種基色，而所有其他顏色都從這三種顏色中導(dǎo)出。通過(guò)相加混色或者相減混色，任何色調(diào)都可以使用不同量的基色產(chǎn)生。雖然大多數(shù)人可能一輩子都不直接使用這個(gè)系統(tǒng)，只有顏色科學(xué)家或者某些計(jì)算機(jī)程序中使用，但了解它對(duì)開(kāi)發(fā)新的顏色系統(tǒng)、編寫(xiě)或者使用與顏色相關(guān)的應(yīng)用程序都是有用的。

這就是色差儀使用的顏色空間的發(fā)展史，每一種儀器的產(chǎn)生和使用都不是沒(méi)有歷史依據(jù)和理論基礎(chǔ)。色差儀如今被用于各行各業(yè)的顏色檢測(cè)離不開(kāi)顏色空間的研發(fā)和推行，我們相信未來(lái)CIE會(huì)研發(fā)出更多適應(yīng)市場(chǎng)的顏色空間。同時(shí)我們也相信未來(lái)的某一天CIE可以實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)不同廠(chǎng)家儀器通用的CIE 理論。