色度基本知识
色度基础知识
黄度是指颜色与标准白的偏差，广泛地被塑胶业采用。
llluminantC(C光源)?
模拟平均日光的钨丝灯为代表的标准光源，如蓝色，与之相关的色温为6774°K。
llluminantD(D光源)?
以日光灯为代表的CIE标准光源，以日光的真实测量光谱为依据，与之相关的色温为6504°K。D50，D65，以及D75，等是最常用的几种色温。
Colorimeter(色度仪)
模拟人眼对红、绿、蓝光响应的光学测量仪器。
Reflectancecurve/Spectralcurve(反射光谱曲线)
一幅描绘物体对于不同波长的光线的反射率的图表。
D50
表示色温为5000°K的CIE标准照明体。在印刷工业中，这色温较广泛地用于制作观察灯箱。
Reflectance(反射率)
CIELCH
CIELCH颜色模型采用了同L*a*b*一样的颜色空间，但它采用L表示明度值；C表示饱和度值及H表示色调角度值得柱形坐标。
??三维空间坐标与明度的变化
??是否可以接受的颜色匹配？
反射光谱曲线
不同的物体表面呈现出不同的颜色——这是因为对不同的光波的反射率不同。离开物体后波长的表现形式是物体的光谱数据，光谱数据可以绘制成光谱曲线，光谱曲线可表示颜色中各特性的关系，通常我们称之为颜色的“指纹”。
利用积分球仪器测量物件时，物件的镜面反射会一并测量，因此测量包含镜面反射数据时，仪器只会测量物件的色素对颜色的数据，而不理会表面纹理。
Hue(色调)
物体的基本色，如红色、绿色、紫色等，可用圆柱形色空间角度位置或在色轮上的位置确定色相。
Strength(力度)
力度是计算颜料与颜料之间的批差。
光学基础之色度——三原色及CIE标准色度系统知识介绍
1.5 色度色度学中所应用的方法和工具，都是以目视颜色匹配定律和国际上一致采用的标准为基础的。
国际照明委员会（CIE ），通过其色度学委员会，推荐了色度学方法和基本的标准。
1.5.2 三原色三原色：（红R 、绿G 、兰B ）或（品红、绿、兰）三原色不能由其他色混合得到，三原色的波长如下：红：700nm ，绿：546.1nm ，兰：435.8nm由RGB 构成白光，得亮度比为L R =L G :L B =1:4.5907:0.0601 Lm/(s r ·m 2)色度坐标和色品坐标三原色坐标：R ，G ，B ，是三维色度坐标。
色品坐标(归一化坐标)：r=R R+G+B , g= G R+G+B ,b= B R+G+B, 并有 r+g+b=1光谱三刺激值（色匹配函数） )(λr ,)(λg ,)(λb 代表匹配一种颜色，需要R 、G 、B 的比例。
即取 )(λc = B b G g R r )()()(λλλ++，就可以匹配出所要求的)(λc 颜色.并且)(λr ,)(λg ,)(λb 是有表可查的，其规律可参见图1.5－1。
图1.5－1 色匹配函数（6）色度图及色品图三原色坐标见图1.5－2a,色品坐标见图1.5－2b,实际色谱的色品则示于图1.5－2c 中。
由图1.5－2c 可见，三原色系统的色品图中有很大部分出现负值，使用很不方便，为此，国际照明委员会建立了CIE 标准色度系统，解决了这一问题。
图1.5－2 色度及色品图1.5.4 CIE 标准色度系统设立标准光源和标准观察者,建立假想色度坐标 ),,(Z Y X ，归一化坐标),,(z y x 和色匹配函数),,(z y x ，以此来建立CIE 标准色度系统。
1） CIE1931标准色度系统这一色度系统是在观测视场为2°的情况下制订出来的。
（1）标准色度坐标的变换CIE1931标准色度系统的变换关系为：[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡B G R B G R Z Y X 5943.50565.000601.05907.40002.11302.17517.17689.299.001.000106.08124.01770.02.03100.04900.06508.5 及⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡Z Y X Z Y X B G R 1786.00025.00009.00157.02524.00912.00828.01587.04185.00092.10144.00052.00888.04264.15152.04681.08966.03646.26508.512） CIE1964标准色度系统 因为CIE1931标准色度系统的观测视场为2°，不能概括所有情况，所以又制订出CIE1964标准色度系统，它的观测视场是10°，其定义式、数据及曲线略有变化。
色度学知识大全
颜色苹果是红的，柠檬是黄的，天是蓝的，这就是我们大家以日常用语对颜色的判断。
我们用色调这一术语在色彩世界里把颜色区分为红、黄、蓝等类别。
还有，虽然黄和红是两种截然不同的色调，但是把黄和红混合在一起就产生了橙色（有时称之为黄-红）：混合黄和绿产生黄-绿；混合蓝和绿则产生蓝-绿，等等。
把这些色调衔接排列，就形成如图1所示的色环。
当比较各种颜色的亮度（颜色的明亮程度如何）时，颜色就有明亮和深暗之分。
例如，将柠檬的黄色和葡萄柚的黄色来说，毫无疑问，柠檬的黄色就比较明亮。
把柠檬的黄色和欧洲甜樱桃的红色相比，显然，也是柠檬黄比较明亮。
可见，颜色亮度的测量与色调无关。
现在，让我们来看一看图2。
图2是图1沿A（绿）B（紫红）直线切开的剖面图。
可以看出，亮度沿垂直方向变化，越往上去，色彩越明亮，越往下去，则越深暗。
再来说说黄色。
柠檬的黄色和梨的黄色相比较又如何？你可能会说柠檬的黄色更明亮一些，但除此以外还有一个大的差别就是柠檬的黄色显得鲜艳，而梨的颜色则显得阴晦。
这种差别称之为色饱和度或鲜艳度。
从图2可以看出，紫红和绿两色的饱和度分别由中心向两侧随水平距离的增加而变化。
离中心越近，色彩越阴晦；离中心越远，则越鲜艳。
图3标出了一些常用的描述色彩亮度和色饱和度的形容词。
至于这些形容词表达了什么，请再看一下图2。
色调、亮度、和色饱和度为颜色的三个属性。
将此三属性放在一起，可以组成一个三维立体，如图4。
色调形成该立体的外缘，亮度作为中央主轴，而色饱和度作为水平横辐。
世界上一切的颜色均分布于如图4所示的主体周围，于是形成了如图5所示的色立体，由于色饱和度各梯级的大小对每一种颜色色调和亮度来说都是不等的，因此色立体的形状为复杂，但却能把色调、亮度、色饱和度的关系以直观的方式来表达得清清楚楚。
色彩和光的知识测量仪器如果我们测量苹果的颜色，我们得到下列结果：过去已有好几个人想出多种方法，常常是通过复杂的公式用数量来表示颜色，其目的是使每个人能够更容易地和更准确地做色彩信息交流。
色度学基础知识
色度学基础知识什么是色度学？色度学是研究色彩的科学，也被称为颜色学。
它涉及颜色的感知、产生、测量和应用等各个方面。
色度学不仅仅关注颜色的外观，还研究颜色的物理和化学特性以及其在人类生活和工业中的应用。
主观与客观颜色在色度学中，我们经常讨论主观和客观颜色。
主观颜色是指人们通过视觉系统感知到的颜色，它受到个体的视觉特性和观察条件的影响。
相比之下，客观颜色是测量和描述颜色特性的科学方法。
在主观颜色的研究中，我们了解了人类视觉系统的工作原理。
视觉系统通过不同类型的感光细胞和神经传递来识别和解释外部光线的不同波长。
这些信息被传递到大脑中的视觉皮层，并被解释为不同的颜色。
客观颜色的研究则使用了各种仪器和方法来测量和描述颜色。
光谱仪是一种常用的工具，可以将光线分解为其组成的不同波长。
通过测量各个波长的强度，可以确定光线的颜色。
色彩空间色彩空间是用来描述颜色的一种系统。
它由不同的坐标轴组成，每个坐标轴表示颜色的一个特定属性。
常见的色彩空间有RGB、CMYK和HSB等。
•RGB色彩空间是由红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）三个原色组成的。
这种色彩空间常用于电子设备和计算机上的颜色显示。
•CMYK色彩空间是由青色（Cyan）、品红色（Magenta）、黄色（Yellow）和黑色（Black）四个颜色组成的。
它常用于印刷行业，用于混合油墨来产生不同的颜色。
•HSB色彩空间代表色相（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Brightness）。
色相表示颜色的种类，饱和度表示颜色的纯度，亮度表示颜色的明暗程度。
不同的色彩空间可以用来描述不同的颜色特性，选择适合的色彩空间可以更准确地表示和处理颜色。
颜色的应用在生活和工业中，颜色有许多应用。
颜色可以通过情绪而产生不同的影响，对于个人和品牌来说具有重要的影响力。
在设计领域，颜色可以用来传达特定的情感和理念。
例如，在广告中使用红色可以引起人们的注意力和兴奋感，而使用蓝色则可以传达平静和安全的感觉。
色度的名词解释
色度的名词解释色度（Chroma）是描述颜色鲜艳程度或纯度的概念。
它是颜色在色轮上离开灰度轴的程度，即颜色的高饱和度。
色度是构成色彩的三个属性之一，其余两个是亮度和色调。
色度的名词解释将围绕着色彩理论、光学原理和心理学等方面展开。
在色彩理论中，色度是指颜色与灰度的差异。
当一种颜色的饱和度高，即离灰度轴远，其色度就越强烈。
相反，当饱和度低，颜色接近于灰度，则色度较弱。
例如，纯净的红色与灰色相比就有较高的色度；而接近于灰色的红色则具有较低的色度。
色度的形成是由光的散射过程决定的。
当光线经过一种透明的物质时，其中不同波长的光将以不同程度散射，形成不同的颜色。
这种散射过程中，波长较长的光线会比波长较短的光线更强烈地分散，从而增加了颜色的饱和度，也就是色度的强度。
色度的观感和主观感受也与人类心理学关系密切。
研究发现，人类对于饱和度高、色度强烈的颜色更容易引起注意。
这主要因为色彩对于人类的视觉系统有强烈的刺激作用，能够更快速地引起人们的关注和兴趣。
因此，在设计、广告和艺术等领域中，通过增强色度来吸引人们的注意力是常见的手法。
除了起着视觉吸引的作用外，色度也在不同领域中有着重要的应用。
在摄影和电影制作中，调整色度可以改变影像的氛围和情感效果。
高色度的照片或电影画面往往给人一种鲜艳活泼的感觉，而低色度则给人一种朴素、沉静的感受。
因此，摄影师和电影导演经常借助色度的变化来传达自己想要表达的情感。
此外，色彩的研究也在医学和心理学领域具有重要意义。
色彩治疗（Color Therapy）被认为能够通过调整色彩的饱和度、明度和色调来改善人们的身心健康。
根据色彩疗法的理论，不同的颜色对应着不同的能量和情绪，因此可以通过选择特定的颜色来促进身体的愈合和心理的平衡。
总结而言，色度是描述颜色鲜艳程度或纯度的概念。
它是色彩的一个重要属性，能够通过光的散射过程、心理学效应以及在各个领域的应用来解释。
理解色度的概念和作用，不仅有助于我们更好地理解色彩，还能够为我们在艺术、设计、心理学等方面提供启示。
色度学的基本知识
视觉原理
进入眼睛的光线通过瞳孔后到达水晶体凸透镜﹐在周围睫状肌 的作用下﹐透镜可以适当地调节它的形状﹐使一定远近范围内(约 从无穷远到15cm)的物体都能分别成像于视网膜上﹐两种感光细 胞把像的讯号经过视神经通道传送到大脑。 水晶体是折射率不均匀的物体﹐其外层折射率为1.38﹐内层 折射率接近1.41﹐水晶体的焦距可以靠其表面曲率的变化来改变。 随着物体离眼睛距离的不同﹐水晶体焦距作相应的变化﹐因而 在视网膜上可以得到物体清晰的像﹐这个过程称为调焦。 正常的眼睛处于没有调节的自然放松状态时﹐无穷远物体正好 成像在视网膜上﹐即眼睛的像放焦点正好与视网膜重合﹐所以眼睛 观察远处物体不容易疲劳﹐故目视仪器的调节应使像成于无限远处。 观察近距物体时﹐水晶体周围的睫状肌向内收缩﹐使水晶体曲 率半径变小﹐这时眼睛的焦距缩短﹐像方焦点由网膜上向前移动﹐ 使有限距离处的物体成像在视网膜上。
国际照明委员会(CIE)
国际照明委员会(Commission Internationale ed I'Eclairage-CIE) 主要研究照明的专业术语、光度学和色度学的国际学术研究机 构。设在巴黎。早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究， 1931年根据莱特(W.D.Wright)在1928-1929年和吉尔德(J. Guild) 在1931年研究三原色的角度观察效果，加以平均，规定了CIE 1931 标准色度观察者光谱三刺激值，并据以绘制出偏马蹄形曲线的*色度 图，称为“1931 CEL-RGB系统色度图”，后经修改被推荐为1931 CIE-XYZ系统，为国际通用色度学系统，称为“CIE标准色度学系 统”，所作的图则称“CIE 1931色度图”。1964年又综合斯泰尔斯 (W.S. Stiles)和伯奇(J.M.Bruch)以及斯伯林斯卡娅 (N.I.Speranskaya)1959年发表的研究结果，制定了CIE1964补充 色度学系统以及相应的色度图，为世界各国广泛采用，据以进行色度 计算和色差计算。1964年又提出了“均匀颜色空间”的三维空间概 念，1976年加以修订，并正式被采用。CIE为此还提出了确定的参照 光源，称“CIE标准光源”。
第二节 色度学的基本知识
四、显像三基色与亮度方程
1．显像三基色 显像三基色：彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉在电子束轰击下分别 发出红、绿、蓝三种基色光。 不同荧光物质所呈现的亮度和色度各不相同，我们可以通过配色实验 得出任一彩色光所需的红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色的量值， 从定性的角度得到各种颜色的混色规律，得到亮度方程。 2．亮度方程 我们可以通过配色实验得到白光，并可确定红、绿、蓝三种基色光的 混合比例。白光的强度不同就会产生不同的亮度感觉，如果用Y表示 亮度信号，则Y也可用配色方程写出： Y = R [R] + G [G] + B [B] 不同的彩色电视制式(具体含义后面讨论)的显像三基色是有差异的， 所用的标准光也不一样。现以NTSC制为例确定显像三基色配出白光 的数量关系式： Y = 0.299 [Re] + 0.59 [Ge] + 0.114 [Be]
式中的[Re]、[Ge]、[Be]分别为显像三基色单位、为方便起见可 直接写作R、G、B。故上式可近似地写作 Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B 这是彩色电视技术中一个非常重要的公式。 我国采用的是PAL制、它的显像三基色和标准白光与前者略有不同、 因而亮度方程也有差异，如下式所示 Y = 0.222 R十0.707 G十0.071 B 由于PAL是在NTSC制的基础上改进而来，而且实践证明沿用NTSC 制的亮度方程进行设计，重现图像的亮度误差并不大，基本上可以满 足人眼视觉对亮度的要求。 小结：在本次课中对可见光的光谱、彩色三要素和亮度方程等光学知 识进行了初步学习，并运用这些知识解答了相关的问题。
第二节 色度学的基本知识
一、彩色三要素
1．亮度 是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。对于发光物体来说， 它所含的能量大则显得亮，反之则暗。 2．色调 是指光的颜色。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色分别 表示不同的色调，是彩色的重要属性。 3．色饱和度 色饱和度又称色浓度，是指彩色所呈现的深浅程度。色饱和度 越高，颜色越深，反之则越浅。 色调和色饱和度又合称为色度。它既反应了颜色的类别，又反 应了颜色的深浅程度。
色度学基础(色温)
r
X
1.275
Y
-1.739
Z
-0.743
g -0.278 2.767 0.141
b 0.003 -0.028 1.602
CIE-RGB与CIE-XYZ系统的转换关系:
三刺激值关系:
X = 0.490 0.310 0.200
R
Y = 0.177 0.812 0.011
摄影用钨丝灯 早晨及午后阳光 摄影用石英灯 平常白昼 220V日光灯 晴天中午太阳 普通日光灯 阴天 HMI灯 晴天时的阴影下 水银灯 雪地 电视萤光幕 蓝天无云的天空
3200K 4300K 3200K 5000~6000K 3500~4000K 5400K 4500~6000K 6000K以上 5600K 6000~7000K 5800K 7000~8500K 5500~8000K 10000K以上
CIE表色系统 CIE1931RGB CIE1931XYZ CIE1976 L*a*b* CIE1960 L*u*v*
孟塞尔表色系统
竖直方向 中央轴代表明度，它在底盘位置的明度为0，代表黑色；而在中央轴的顶端的照度为102，代表白色；在此 二位置的中间则均分为10等分。由此，照度轴上共有11个刻度。 水平方向 孟塞尔立体的剖面还用横竖线分成很多小格,离中央轴的水平距离则用饱和度表示。饱和度C的竖直有2、4、 6.8、10、12、14。 底盘弧度方向 底盘有五个主要色相：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和五个中间色调：黄红（YR）、 绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。
4.00
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作为颜色三要素之一的光源,由于日常生活中存在许多种的光源，如日光、月光、白炽光等，每种光都有唯一的分光谱的能量分布图，光的分光谱的能量分布图定义了由光源中各种波长光发射的能量相对大小。有些光源发出的光中占有大量的蓝色光，有些光源发出的光中占有大量的黄色光，而日光中含有大量波长400-500 nm的高能量光。不同的光源含有不同颜色光的量不同，因此，在不同的光源下，物体显示出的色调(颜色)不同。
为了较为准确和规范地描述色调，CIE(国际照明委员会)制定了4种标准光源，以统一色调值。这4种标准光源的名称见下表，在这4种标准光源中，常用的Ｃ光源和Ｄ65光源，我国以Ｄ65为标准光源。
标准光源名称
定义
Ａ
白炽光
Ｂ
正午的阳光
Ｃ
阴天的日光
Ｄ65
平均的白天日光
最广泛的运用于测量物体色调的方式是CIE1976L*、a*、b*颜色空间(即CIELAB色度空间)。CIELAB色颜色空间，把色调的颜色空间转化为立体的数学模型。如下图:
颜色可分为彩色和非彩色两类。非彩色指白色、黑色及它们之间过渡的灰色系列，称为白黑系列。纯白色反射比为100%，纯黑色为0。非彩色只有明度的差异。彩色是指白黑系列以外的各种颜色。彩色除了有明度差异，还有色调和饱和度的差异。明度是人眼对物体表面的明暗感觉，光反射比越高，明度越高。色调是彩色彼此相互区分的特性，即：红、黄、绿、蓝、紫等。饱和度是指彩色的纯洁性，彩色合灰的成份越多，则饱和度越低。实验证明，每一种颜色都能用三个选定的原色按适当比例混合而成，称颜色匹配。三原色可以任意选定。与待测色达到颜色匹配时所需要的三原色的数量，称三刺激值。
测色仪主要分为两类：分光测色仪和色度计。分光测色仪是通过测量物体的光谱辐亮度因数或光谱透射比，再选用CIE推荐的标准照明体和标准观察者，经积分计算求得颜色的三刺激值。色度计是通过直接测得与颜色的三刺激值成出例的仪器响应数值，直接换算出颜色的三刺激值。测色仪器又分为接触式和非接触式，接触式测色仪对环境条件没有限制。
1976年国际照明委员会(CommissionInernation-aled’Edairage简称CIE)确定L*a*b*颜色空间，称之为CIELAB系统，所有的颜色可用L*、a*、b*三个轴的坐标来定义。L*为垂直轴，代表明度，其值从底部0(黑)到顶部100(白)。a*代表红绿轴上颜色的饱和度，其中，-a*(绿)，+a*(红)。b*代表蓝黄轴上颜色的饱和度，其中-b*(蓝)，+b*(黄)。a*、b*都是水平轴。两个颜色之间的总色差ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。
[赵成文,林世海,施元春.颜色反射比测量的探讨.照明，1999，20（3）：21-24]
L*—明度指数，表示三维坐标物体的明度坐标，L为0时表示物体为对光完全吸收的黑体；L为100时表示物体对光完全反射的纯白物体。
a*—为红绿色度指数坐标，+a时表示红的程度，-a时表示绿的程度。
b*—为黄蓝色度指数坐标，+b时表示黄的程度，-b时表示蓝的程度。
参考文献：
[苏朝锐.颜色的机理和新闻纸色调.造纸科学与技术，2002，21（4）：]
色度学基本知识
颜色测量理论与技术是色度学的组成部源自．它是本世纪发展起来的一门以物理光学、视觉生理、视觉心理、光电子学、电子计算技术为基础的综合性科学技术。彩色电视、彩色摄影、彩色录像、彩色图像电话、彩色视觉机器人、彩色印刷以及染料、涂料、纺织、造纸、交通信号、照明技术、美化环境、工农业生产、科学技术和文化事业等各种产品、各个部门，都要涉及到颜色学和颜色测量。颜色测量成为评价人们生活的氛围．评定产品质量的重要依据和手段。这就要求颜色测量能在人眼视察能力的基础上、满足工业中精确测量和控制颜色的需要，实现获得巨大经济效益和社会效益的目的。
颜色是眼睛和神经系统对光源的感觉，它是光源在眼睛的视网膜上形成的讯号刺激大脑皮层产生的反应，这种生理的反应就是颜色的感觉。颜色的三要素是：光源、观察物体和观察者(器)。可见光是一种电磁波,不同类型的电磁波是按照其波长的不同来区分其光谱的类型的。可见光只占自然界中光谱的一小部分，由于波长在380-760nm之间的光,可以被人的肉眼看见，物理学上把之称为可见光，在可见光谱中,蓝光的波长在400-480nm之间,红光的波长在630-760nm。当物体受到光源的照射时，会产生三种情况:穿透、吸收和反射。如果我们把物体对光的反射和吸收功能结合起来研究，我们就会明白颜色是如何产生的。我们知道，所有的物体对光有一定的吸收和反射的功能。物体由于本身的物理或化学的特性,物体将会吸收某些波长的光而同时反射其他波长的光，其本身所显示出来的颜色决定于吸收了哪些波长的光和反射哪些波长的光。如：当物体把波长在630-760nm的大多数光反射出来，那么物体就显示出红色；对于白色，由于所有波长的光都被反射出来，没有哪种波长的光占主导地位，所以看不到任何的颜色，物体显示为白色；对于黑色，由于物体吸收了大多数的光，所以显示为黑色。