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色度图CIE1931与CIE1976有什么区别?

浏览次数:8480 更新日期:2023-04-27

摘要:

CIE1931与CIE1976区别在于1.亮度因素不同2.色差公式不同。CIE1931与CIE1976都是重要的颜色空间,它们在不同场景下应用广泛。CIE1931适用于一些简单的色彩问题,而CIE1976则适用于更复杂、细致的颜色问题,如印刷、纺织、化妆品等领域。

CIE1931与CIE1976是国际照明委员会(CIE)提出的两种颜色空间。它们的主要区别在于:

CIE1931与CIE1976色度图对比

1. 亮度因素不同:CIE1931的颜色空间是基于对视觉色觉的简单研究,只考虑了亮度因素,而忽略了颜色的明度变化。因此,它的色度图是一个二维平面。


而CIE1976的颜色空间则考虑了亮度和明度因素,将色度和亮度的变化合成了一个三维的色度图。


2. 色差公式不同:CIE1931采用了一种称为“ΔE”的色差公式,这种公式只能用于描述小范围内的颜色差异,不能准确描述大范围内的差异。


而CIE1976则提出了一种新的色差公式称为“CIELAB”,该公式能够准确地描述不同颜色之间的差异,并且可以适用于更广的范围。


总而言之,CIE1931与CIE1976都是重要的颜色空间,它们在不同场景下应用广泛。CIE1931适用于一些简单的色彩问题,而CIE1976则适用于更复杂、细致的颜色问题,如印刷、纺织、化妆品等领域。

什么是CIE 1931

从小到大,我们对色彩都要接触到三基色、三原色的概念,由此可以看出,色彩是一个三维函数,所以应该由三维空间表示。如图1就是传统色度学著作常用来表示颜色的纺锤体,图2是按人对颜色分辨能力构造的三维彩色立体。由于人类思维能力和表现能力的限制,三维的坐标系在实际应用中都暴露出了很大的局限性。

CIE 1931色度图

显示器的显示采用的是色光加色法,色光三原色是红、绿、蓝三种色光。国际标准照明委员会(CIE)1931年规定这三种色光的波长是:


红色光(R):700nm


绿色光(G):546.1nm


蓝色光(B):435.8nm


自然界中各种原色都能由这三种原色光按一定比例混合而成。


在以上定义的基础上,人们定义这样的一组公式:


r=R/(R+G+B)


g=G/(R+G+B)


b=B/(R+G+B)


由于r+g+b=1, 所以只用给出 r和 g的值, 就能惟一地确定一种颜色。这样就可将光谱中的所有颜色表示在一个二维的平面内。由此便建立了1931 CIE-RGB表色系统


但是,在上面的表示方法中,r和g值会出现负数。由于实际上不存在负的光强,而且这种计算极不方便,不易理解,人们希望找出另外一组原色,用于代替CIE-RGB系统,因此,在1931年CIE组织建立了三种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝),以便使我们能够得到的颜色匹配函数的三值都是正值,而x、y、z的表达方式仍类似上面的那组公式。由此衍生出的便是1931 CIE-XYZ系统(如图4),这个系统是色度学的实际应用工具,几乎关于颜色的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点,因而是颜色视觉研究的有力工具。


是一些典型设备在1931 CIE-XYZ系统中所能表现的色彩范围(色域)。其中,三角形框是显示器的色彩范围,灰色的多边形是彩色打印机的表现范围。


从色域图上可以看到,沿着x轴正方向红色越来越纯,绿色则沿y轴正方向变得更纯,最纯的蓝色位于靠近坐标原点的位置。所以,当显示器显示纯红色时,颜色值中的x值最大;类似地,显示绿色时y值最大;根据系统的定义,在显示蓝色时则是1-x-y的结果最大。


值得一提的是,x、y值是小数,应该表示为0.XXX的形式,但是,为了表达方便和节约空间,我们的文章中会省略掉“0.”,而使x、y值看起来像一组三位数。


什么是CIE1976


CIE1976是国际照明委员会(CIE)提出的一种颜色空间,也被称为CIELAB(L*a*b*)。它是CIE1931颜色空间的扩展,并且在人类视觉模型和色度学研究中被广泛采用。

CIE1976色度图

CIELAB颜色空间由3个轴组成: L轴表示明度(黑到白),a轴和b轴分别表示红绿和黄蓝两个方向的色度(有颜色的)变化。 L*a*b*的颜色值对应的坐标可以用于描述目标颜色在三个维度上的颜色属性,各个轴之间的距离比较准确地表达了颜色之间的差异。


CIELAB颜色空间经过多年的发展和完善,成为了现在广泛应用于彩色图像处理、颜色匹配、色度测量、色彩研究等领域的标准颜色空间之一。