色度学有哪些色度指标？色度学色差计算公式有哪些？

色度学是颜色科学的重要组成部分，它通过建立外界光刺激和色知觉量的对应关系，提出描述颜色的色空间、色差计算及均匀色空间，它在CIE制定的标准下，采用视觉颜色匹配实验建立起来的学科，主要研究颜色度量及评价。本文对色度学色度指标及色度学色差计算公式做了简要的介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下。

色度学概述：

颜色是通过眼、脑和人们生活经验所产生的一种对光的视觉效应。光经过物体反射或透射后刺激人眼，人眼产生了该物体的光亮度和颜色的感觉信息，并将此信息传至大脑中枢，在大脑中将感觉信息进行处理，形成色知觉。颜色测量包含定性和定量测量。定性测量以比较法为主，即以样品色与标准色在一定条件下由目视评定它们在明度、色调、彩度上的差异，带有主观性，例如钻石的颜色分级评价；定量测量是使用仪器对样品颜色的具体参数进行测定，排除仪器因素，这一测量结果是客观的。

色度学通过建立外界光刺激和色知觉量的对应关系，提出描述颜色的色空间、色差计算及均匀色空间，以Grassmann定律为基础，在CIE制定的标准下，采用视觉颜色匹配实验建立起来的学科，主要研究颜色度量及评价。在研究过程中，所使用的心理物理学方法论目的在于得到物理测量刺激与人对刺激的感觉或者知觉之间的关系。

色度学色度指标：

1.CIE标准色度系统

色度学是为解决颜色度量问题而发展的学科，CIE 为颜色科学研究、用色工业等提供颜色相关标准，并为此制定了一系列标准系统，包括 CIE 1931-RGB 系统、CIE 1931标准色度系统、色度转换系统、CIE 1964补充标准色度系统、CIE标准照明体和标准光源、CIE色度计算方法、均匀颜色空间、同色异谱程度评价和CIE光源显色指数计算方法。这些标准系统的建立，实现了颜色的客观测量与表征。

2.CIE1976 L*a*b*均匀颜色空间

色品坐标常用于颜色描述，具有直观的特点，它是从颜色的三刺激值发展而来用于描述颜色的工具，但色品坐标所用的CIEYxy色度系统本身存在不均匀性，为了解决该色度系统存在的问题，CIE于1976年提出CIEL*u*v*（即CIELUV）和CIEL*a*b*（即CIELAB）两个均匀颜色空间。在原色品坐标的基础上，增加了明度、红色-绿色、黄色-蓝色三个坐标轴。在物体的颜色描述中，大多采用的是描述表面颜色的CIELAB均匀颜色空间。CIELAB空间的计算公式由CIEXYZ非线性变换而得：

在上面公式中，X、Y、Z是颜色的三刺激值；Xn、Yn、Zn是CIE标准照明体在完全漫反射体上照射后反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值。L*为颜色的明度，a*和b*则分别代表色度。CIELAB属于对立色空间：L*由0-100对应于黑色-白色，-a*到+a*表示绿色-红色，-b*到+b*表示蓝色-黄色。可将这三个因素用下图进行表示，在LAB均匀色度坐标图中，由第一象限+a*处开始，逆时针作弧线，与中心相连的直线交圆周的度数为颜色的色调角h*ab。

色度学色差计算公：

国际照明委员会于1931年推荐使用的CIE标准色度系统（包括标准色度观察者光谱三刺激值以及相应的色品图、标准照明体与标准光源），将在统一的标准下进行颜色测量成为了可能，也促进了颜色科学的研究与发展。在使用标准色度系统描述颜色过程中，CIE 1976L*u*v*（即 CIELUV）和CIE 1976L*a*b*（即CIELAB）两个均匀颜色空间的提出，解决了色品图本身存在的不均匀性导致颜色描述欠缺问题，并实现了色彩中的饱和度、明度的视觉知觉颜色的属性完整描述。与此同时，CIE 提出的色差公式，将实际视觉感受与客观测量数据建立起联系，为实际生产生活中的颜色测量及描述问题提供了可行的依据。CIELAB均匀颜色空间中计算两个颜色的色差公式为：

为了应对不同行业的需求，CIE在CIELAB匀色空间色差计算的基础上不断研究完善相关色差公式：1984年提出CMC（l：c）色差公式，引入明度、彩度权重因子l和c，解决了深色、中性色区域计算值与肉眼评价结果相差较大的问题，实验结果表明它在中、小视觉色差评价中没有优势，而主要用于纺织工业中色彩的可接受性评价和涂料塑料行业的产品质量控制，1989年公布CIE94色差模型，制定工业生产中在日光下对物体色差进行评价的标准，适用于标准条件改变时，保证纺织品和印刷产品在视觉评价时的客观性；2000年提出新的色彩评价公式CIEDE2000，大大提高了色差计算的精度，主要用于评价物体表面色的中、小色差。

在色差计算过程中，色差公式的选用和加权因子的确定对色差的计算结果有一定影响。CIEDE2000 在颜色的蓝色区域总体色差预测性能较高；CIELAB匀色空间是国际上主流的色空间，虽然存在不均匀性，但对于红色区域的色差预测性能最好。

根据人眼敏感程度的差异，CIELAB均匀颜色空间中色差△E，将色知觉从不可察觉到极易识别具体划分为6个类别，与人眼实际视觉感受对应如下表所示。