色彩理論知識（四）

2010-08-26

                                                               色彩理論知識（四）

標準光源

CIE 標準光源初始在 1931 年建立，有三個，分別為 A、B 和 C:

光源 A 代表白熾光條件，色溫大約為2856°K。

光源 C 代表間接日光，色溫大約為6774°K。

后來，CIE 又增加光源 D 系列、理想的 E 光源和光源 F 系列。D 光源表示不同的日光條件，以色溫表示。兩個光源，D50 和 D65，是圖像藝術觀察箱中常用的標準光源（"50"和 "65"分別表示 5000°K 和 6500°K 的色溫）。

當我們用 CIE 顏色模型表示或測量顏色時，我們使用標準觀察者和標準光源之一來計算測量。這種方法在控制下保留顏色要素中兩個不穩定因素，光源和觀察者。

光源無關性

反射光譜數據提供了的與光源無關的顏色模型。當我們測量反射光譜數據時，我們按照每個波長下的反射能量的百分比定義物體改變光的方法。因為反射光譜數據是建立在這些百分比基礎之上的，并不是在人眼或特定設備中的顯示顏色。

顏色測量

我們已經討論了交流和描述顏色的許多尺度： 如顏色的三原色屬性、感知屬性及實際反射光譜數據。這些模型為我們提供了類似“英寸”和“盎司”的度量單位。我們所需要的是能夠以定量形式測量顏色的一套“尺子”，如 CIE L*a*b*。現在，測量顏色常用的是積分球式分光光度儀、色度儀以及密度儀。

了解顏色測量

顏色測量儀器用和人眼感知顏色的同樣方法“接收”顏色： 將從某物體反射的光的主波長收集、濾光。先前，我們曾證實了光、物件（以一朵玫瑰為例）和觀察者如何混合而形成對一朵“紅”玫瑰的感覺。當一臺儀器是觀察者的時候，它以一個定量的數值“接收”反射的波長，這個數值是： 簡單的密度數值（密度儀）、三刺激數據（色度儀）或反射光譜數據（積分球式分光光度儀）。

顏色數值化

每種顏色測量儀器都能夠做出人眼不能做到的事情： 給顏色標以特定的值，因此可以以數值標準和誤差加以分析（在設計和制造時類似）。每種儀器所做的這種轉換是不同的：

測量反射光譜數據 - 在可見光譜范圍內，沿不同區間內物體反射的光量。

色度儀也能測量色光，但它將光分成RGB三種成分，按照同人眼、掃描儀或顯示器相似的方法。某一顏色的數值就用 CIE XYZ 色空間或其轉換空間，如 CIE L*a*b* 或 CIE L*u*v* 來表示。

在這些儀器中，密度儀是常使用的。它測量從一個物體透射或反射的光量大小。密度儀主要用在印刷中來測量感光膠片和油墨密度、點面積、點增益和陷波百分比的。

顏色匹配

我們已經討論了顏色模型是如何描述顏色的，以及顏色的測量方法。通過顏色模型的數值來表示顏色，我們可以客觀地描述顏色。這在描述顏色（例如，印刷商或生產商的重要顏色）的交流時是非常有幫助的。我們可以通過數值進一步利用這些性能來評估一些物體的顏色。我們可以通過目測外觀和與已有標準顏色的匹配程度來比較它們。

差值 E 容差數值

當機械部分被設計和繪制，它們的設計中有在整個制造過程中的每一步都必須遵守的“容差”。例如，以英寸為單位的部分可能會指定 ±1/64" 容差。遵守這些容差保證所有生產出的部分彼此匹配，并在可接受的誤差范圍內。

我們也可以應用這些限制到物體的顏色中。我們使用數值DE（或 DE），這是“差值誤差”的符號，來代替英寸。DE 是色空間中的兩個顏色間的距離。DE 差值數據可以使用不同方法來計算，包括 CIE L*a*b* 和 CMC。

CIELAB 容差方法

CIELAB 計算是建立在 L*a*b* 色空間上的。L*a*b* 色空間是發展均勻顏色空間的初始嘗試之一，均勻顏色空間是指綠色范圍內的顏色差值單位和紅色或藍色范圍的顏色差值單位相似，等等。

L*a*b* 色空間是三維的。當我們在該色空間中定位標準顏色時，我們可以在顏色周圍繪制“容差盒”。該盒代表標準顏色和所有其它測量樣品的可接受的差值范圍。位于容差框內的樣品顏色是合格的；未落在框內的是不合格的。

容差盒的尺寸由 DE 間隔的指定大小控制。DE 數值越高，匹配顏色“誤差極限”越高。下表是在兩個顏色間建立 DE 容差的指示：

DE 容差

值得注意的差值

0 - .25 DE

非常小或沒有；理想匹配

.25 - .5 DE

微小；可接受的匹配

.5 -1.0 DE

微小到中等；在一些應用中可接受

1.0 -2.0 DE

中等；在特定應用中可接受

2.0 - 4.0 DE

有差距；在特定應用中可接受

4.0 DE 以上

非常大；在大部分應用中不可接受

人眼對于顏色的敏感性在顏色空間呈橢球體狀，而不是CIELAB容差方法中所采用的立方體。換句話說，實際上我們的眼睛并不象容差方法中模擬的一樣變方。由于這個原因，用 CIELAB 方法判斷經常會提供誤導的結果。例如，落入 CIELAB 容差可接受范圍中的“合格”顏色實際上落在橢球體之外，在人眼的判斷下是不合格的。

CMC 容差方法

CMC 容差方法，用“橢球體”作為視覺對色差的范圍，因而許多工業認為 CMC 對色差的表示方法比 CIELAB 更精確合理。

CMC 不是新的顏色空間，而是建立在 L*a*b* 顏色空間上的容差系統。CMC 計算方法數字化地定義了顏色空間中，在一個包圍標準顏色的橢球體。這個橢球體由三條半軸組成，分別代表色相、色度和明度。它代表了與標準相比合格的區域，這與 CIELAB 的“立方體”定義合格樣品的方法類似。在 CMC 系統中，橢圓的大小隨著它在色空間中的位置變化；例如，在橙色范圍內橢圓是窄的，而在綠色范圍內橢圓是寬的。而且，高色度范圍內的橢圓大于低色度范圍內的橢圓。