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^察顏色的過(guò)程是大腦對(duì)物體一種主觀的感覺(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，專家們對(duì)CIE1931XYZ系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行了非線性變換，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)不同廠家儀器通用的CIE 理論。