CIEXYZ标准色度系统怎么理解？CIE均匀颜色空间有哪几个？

为了对颜色进行定量的测定，CIE提出了多种用于颜色度量的标准色度系统，其中使用比较普遍的就是CIEXYZ标准色度系统。另外，为了统一颜色评定的标准，色度学提出了多种基于CIE标准色度系统的颜色空间。本文对CIEXYZ标准色度系统及CIE均匀颜色空间做了简单的介绍。

CIEXYZ标准色度系统：

1.CIEXYZ1931标准色度系统

1931CIE-RGB系统匹配一种颜色可能出现负系数，给大量的计算带来了不便。为此，CIE于1931年推荐了一种新的色度学系统-1931CIE-XYZ系统。此系统在1931CIE-RGB 系统的基础上，用线性变换方法，选用一理想的三原色 XYZ代替 RGB三原色，从而将CIE-RGB系统中的光谱三刺激值r（λ）、g（λ）、b（λ）变为正值x（λ）、y（λ）、z（λ），色品坐标r（λ）、g（λ）、b（λ）均变为正值x（λ）、y（λ）、z（λ）。规定1931CIE-XYZ 系统的y（λ）与人眼的明视觉光谱光视效率V（λ）一致，即y（λ）=V（λ）。系统规定X、Z两原色只代表色度，没有亮度，亮度只与三刺激值Y成比例。三刺激值Y成为被测目标的归一化亮度函数。1931CIE-XYZ系统三刺激值曲线如下图所示，y（λ）可以代表颜色的亮度特性。

CIExy色品坐标图如下图所示。

1931CIE-XYZ标准色度观察者光谱三刺激值适用于2°视场的观察条件，也可用于1°-4°视场的颜色测量。它规定了标准色度观察者、标准照明光源以及标准照明和观察条件。

2.CIEXYZ1964补充标准色度系统

当视场大于4°时，由于视网膜上杆体细胞的影响，人眼对颜色的感觉会发生一定的变化。CIE于1964年推荐了CIE1964补充标准色度系统，推荐了一组“CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”和相应的色品图，适用于4-10°视场的颜色测量。

CIE均匀颜色空间类型：

1.CIE1964均匀颜色空间

CIEXYZ色度系统用数量描述颜色，但是它是不均匀的颜色空间。实验证明三刺激值差△X，△Y，△Z相同的两组颜色，引起人的色知觉差异是不同的。工业应用中经常需要用数量来描述颜色的差别，但是在CIE1931色度图上各区域上相等的距离代表不同的感觉色差。因此须研究均匀颜色空间和颜色差异计算问题。为得到一个均匀空间，1960年国际照明委员会制定了一个均匀色度椭圆标尺图，称为CIE1960UCS色度图。此图将CIE1931色度图作了线形变换，相当地改善了xy色度图的不均匀性，但均匀色度图并未涉及有关色的明度的均匀性，色度坐标的均匀性增加了，但明度的均匀性却未变化。

1964年CIE将均匀明度标尺和均匀色品标尺组合起来，推荐了CIE均匀颜色空间，用明度指数W*，色品指数U*、V*三维坐标系统表示。

2.CIE1976 均匀颜色空间

为了更客观更准确地测量和评价颜色的差别，CIE在整理和总结了当时出现的诸多颜色空间的基础上，于1976年正式推荐了两个改进的均匀颜色空间，即CIE1976L*u*v*颜色空间和CIE1976L*a*b*颜色空间。

（1）CIE1976L*u*v*颜色空间

CIE1976L*u*v*颜色空间采用如下的L*、u*、v*作为三维直角坐标，也称为CIELUV颜色空间，主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。在该空间中，L*为明度，u*、v*表示颜色的色品坐标，其计算公式为：

其中，X、Y、Z为色样的三刺激值，Xn、Yn、Z为CIE标准照明体的三刺激值（常数），u'、v'分别为线性变换后色样的色品坐标（上图1所示），un'、vn'分别为线性变换后 CIE 标准照明体的色品坐标（如上图2所示）。

在CIELUV颜色空间中，两个颜色（L1*，u1*，v1*）和（L2*，u2*，v2*）之间的色差ΔE*uv为：

（2）CIE1976 L*a*b*颜色空间

CIE在1976年推荐用于加混色的CIELUV颜色空间的同时，还推荐了主要用于如表面色料工业等减混色的表示和评价的CIE1976L*a*b*颜色空间，也成为CIELAB颜色空间。作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为：

式中，f（I）为上式所示的深色通用公式，X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，然后反射到观察者眼中的三刺激值，其实Yn=100.

在CIELAB颜色空间中，两个颜色（L1*，a1*，b1*）和（L2*，a2*，b2*）之间的色差△Eab*为：

式中ΔL=L1*-L2*，Δa =a1*-a2*，Δb=b1*-b2*。