CIE1931與CIE1976是國際照明委員會(CIE)提出的兩種顏色空間。它們的主要區(qū)別在于:
1. 亮度因素不同:CIE1931的顏色空間是基于對視覺色覺的簡單研究,只考慮了亮度因素,而忽略了顏色的明度變化。因此,它的色度圖是一個二維平面。
而CIE1976的顏色空間則考慮了亮度和明度因素,將色度和亮度的變化合成了一個三維的色度圖。
2. 色差公式不同:CIE1931采用了一種稱為“ΔE”的色差公式,這種公式只能用于描述小范圍內(nèi)的顏色差異,不能準確描述大范圍內(nèi)的差異。
而CIE1976則提出了一種新的色差公式稱為“CIELAB”,該公式能夠準確地描述不同顏色之間的差異,并且可以適用于更廣的范圍。
總而言之,CIE1931與CIE1976都是重要的顏色空間,它們在不同場景下應(yīng)用廣泛。CIE1931適用于一些簡單的色彩問題,而CIE1976則適用于更復(fù)雜、細致的顏色問題,如印刷、紡織、化妝品等領(lǐng)域。
從小到大,我們對色彩都要接觸到三基色、三原色的概念,由此可以看出,色彩是一個三維函數(shù),所以應(yīng)該由三維空間表示。如圖1就是傳統(tǒng)色度學(xué)著作常用來表示顏色的紡錘體,圖2是按人對顏色分辨能力構(gòu)造的三維彩色立體。由于人類思維能力和表現(xiàn)能力的限制,三維的坐標系在實際應(yīng)用中都暴露出了很大的局限性。
顯示器的顯示采用的是色光加色法,色光三原色是紅、綠、藍三種色光。國際標準照明委員會(CIE)1931年規(guī)定這三種色光的波長是:
紅色光(R):700nm
綠色光(G):546.1nm
藍色光(B):435.8nm
自然界中各種原色都能由這三種原色光按一定比例混合而成。
在以上定義的基礎(chǔ)上,人們定義這樣的一組公式:
r=R/(R+G+B)
g=G/(R+G+B)
b=B/(R+G+B)
由于r+g+b=1, 所以只用給出 r和 g的值, 就能惟一地確定一種顏色。這樣就可將光譜中的所有顏色表示在一個二維的平面內(nèi)。由此便建立了1931 CIE-RGB表色系統(tǒng)
但是,在上面的表示方法中,r和g值會出現(xiàn)負數(shù)。由于實際上不存在負的光強,而且這種計算極不方便,不易理解,人們希望找出另外一組原色,用于代替CIE-RGB系統(tǒng),因此,在1931年CIE組織建立了三種假想的標準原色X(紅)、Y(綠)、Z(藍),以便使我們能夠得到的顏色匹配函數(shù)的三值都是正值,而x、y、z的表達方式仍類似上面的那組公式。由此衍生出的便是1931 CIE-XYZ系統(tǒng)(如圖4),這個系統(tǒng)是色度學(xué)的實際應(yīng)用工具,幾乎關(guān)于顏色的一切測量、標準以及其他方面的延伸都以此為出發(fā)點,因而是顏色視覺研究的有力工具。
是一些典型設(shè)備在1931 CIE-XYZ系統(tǒng)中所能表現(xiàn)的色彩范圍(色域)。其中,三角形框是顯示器的色彩范圍,灰色的多邊形是彩色打印機的表現(xiàn)范圍。
從色域圖上可以看到,沿著x軸正方向紅色越來越純,綠色則沿y軸正方向變得更純,最純的藍色位于靠近坐標原點的位置。所以,當(dāng)顯示器顯示純紅色時,顏色值中的x值最大;類似地,顯示綠色時y值最大;根據(jù)系統(tǒng)的定義,在顯示藍色時則是1-x-y的結(jié)果最大。
值得一提的是,x、y值是小數(shù),應(yīng)該表示為0.XXX的形式,但是,為了表達方便和節(jié)約空間,我們的文章中會省略掉“0.”,而使x、y值看起來像一組三位數(shù)。
CIE1976是國際照明委員會(CIE)提出的一種顏色空間,也被稱為CIELAB(L*a*b*)。它是CIE1931顏色空間的擴展,并且在人類視覺模型和色度學(xué)研究中被廣泛采用。
CIELAB顏色空間由3個軸組成: L軸表示明度(黑到白),a軸和b軸分別表示紅綠和黃藍兩個方向的色度(有顏色的)變化。 L*a*b*的顏色值對應(yīng)的坐標可以用于描述目標顏色在三個維度上的顏色屬性,各個軸之間的距離比較準確地表達了顏色之間的差異。
CIELAB顏色空間經(jīng)過多年的發(fā)展和完善,成為了現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于彩色圖像處理、顏色匹配、色度測量、色彩研究等領(lǐng)域的標準顏色空間之一。