色差仪色度空间的发展史


色差仪批发网 / 2016-01-13

色谱是色差仪检测色彩的理论基础,以不同色谱研发的色差仪测量的色彩数据是不同的。为了了解更多关于颜色检测的信息我们现在一起学习一下比较通用的色谱知识。学习色谱知识我们最先的了解一个组织CIE,色差仪现在使用的色度空间都是CIE制定研发推出的。

CIE即国际发光照明文员会,英文名称CommissionInternationaledeL'Eclairage(法)或InternationalCommissiononIllumination(英)。这个委员会创建的主要目的是建立一套用来界定和测量色彩的技术标准。这个组织起源比较早可以追溯到1930年,CIE制定色彩标准一致沿用到现在,我们目前市场上流通的色差仪标准都是CIE制定的,其中包括日光标准(D65)和阴极射线管(CRT)内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜色。

CIE颜色系统

颜色是一门抽象而复杂的学科,它涉及到很多方面包括物理学、心理学和材料学等等。人们在观察颜色的过程是大脑对物体一种主观的感觉,色差仪用数学方法来描述是比较困难的事,所以在色差仪的研发过程中遇到了不同问题,但是现在已经有很多关于颜色的理论、测量技术和颜色标准为其研发提供依据。

1931年时颜色检测行业一个里程碑也是色差仪行业的起始点这一年9CIE在英国剑桥市召开里具有历史意义的大会。推出了从基色出发定义的一种与设备无关的颜色模型,CIE的颜色科学家们利用RGB模型基础,用数学的方法从真实的基色推出理论的三基色,创建了新的颜色系统,使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜色,这也就是我们现在色差仪使用的颜色空间的比较早模型,也就是我们常说的CIE 1931颜色空间。

CIE1931颜色空间定义了标准观察者标准:普通人眼睛对颜色的响应。该标准采用XYZ三种基色,用颜色匹配函数表示。人眼的视野定义为2°。

同时定义了什么是标准光源:用于比较颜色的光源规范;

什么是CIEXYZ基色系统:与RGB相关的想象的基色系统,但适用于工业颜色的计算;

什么是CIExyY颜色空间:一个根据XYZ导出的颜色空间,它把与颜色属性相关的xy从与明度属性相关的亮度Y中分离出来。

定义了CIE色度图(CIEchromaticitydiagram):容易看到颜色之间关系的一种图。

后来,CIE的专家们对系统做了许多改进,在1964年根据10°视角的实验有添加了新的观察角度,这个角度对于色差仪行业具有里程碑的意义,现在色差仪使用更多就是10°观察角。

1976CIE在次召开具有历史意义的会议,解决1931年的系统问题:

1.该规范使用明度和色度不容易解释物理刺激和颜色感知响应之间的关系;

2.XYZ系统和在它的色度图上表示的两种颜色之间的距离与颜色观察者感知的变化不一致,这个问题叫做感知均匀性(perceptualuniformity)问题,也就是颜色之间数字上的差别与视觉感知不一致。

为了解决颜色空间的感知一致性问题,专家们对CIE1931XYZ系统系统进行了非线性变换,制定了CIE1976L*a*b*颜色空间规范。这个CIE系统大家不陌生,现在国内色差仪甚至进口色差仪使用更多的颜色空间就是CIE1976L*a*b*。因为是工业颜色检测行业所以对其他关注比较少,其实1976CIE同时推出两种颜色空间,一种是用于非自照明(也就是工业颜色检测)的颜色空间叫做CIE1976L*a*b*,也称CIELAB。另一种是自照明的颜色空间,叫做CIELUV。这两个颜色空间与颜色的感知更均匀,并且给了人们评估两种颜色近似程度的一种方法,允许使用数字量ΔE表示两种颜色之差。

CIEXYZ是国际照明委员会在1931年开发并在1964修订的CIE颜色系统(CIEColorSystem),该系统是其他颜色系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种基色,而所有其他颜色都从这三种颜色中导出。通过相加混色或者相减混色,任何色调都可以使用不同量的基色产生。虽然大多数人可能一辈子都不直接使用这个系统,只有颜色科学家或者某些计算机程序中使用,但了解它对开发新的颜色系统、编写或者使用与颜色相关的应用程序都是有用的。

这就是色差仪使用的颜色空间的发展史,每一种仪器的产生和使用都不是没有历史依据和理论基础。色差仪如今被用于各行各业的颜色检测离不开颜色空间的研发和推行,我们相信未来CIE会研发出更多适应市场的颜色空间。同时我们也相信未来的某一天CIE可以实现不同型号不同厂家仪器通用的CIE 理论。

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