怎么理解颜色？颜色的量化描述方法有哪些？

颜色是人眼对光的一种视觉效应，在色度学和颜色测量中，颜色可以用彩度、色相和明度三个属性来表示。CIE为了对颜色进行量化描述，先后推出了不同的表色系统以对颜色进行量化描述。本文对颜色的含义及颜色量化描述的方法做了简要的介绍，对颜色测量知识感兴趣的朋友可以了解一下！

怎么理解颜色？

国标GB/T5698-1985规定，颜色是光作用于人眼所引起的除本身形象以外的视觉特性，该定义表明，当光作用于人眼时，人的大脑会对视觉系统做出相应的判断，在大脑的作用下，人的视觉也会被其所处的外界环境、自身年龄、阅历以及视力情况等一系列因素所影响。

颜色是一种对光的视觉效应，色光是通过对人眼视网膜上的神经细胞作用产生，物体吸收或反射某种色光，因而表现某种颜色。也就是说，人们所看到的物体是不发光的，正是由于光源照射在物体上，物体表面对光有反射、折射等现象使得物体吸收或反射某种色光，色光对人眼视网膜上相关神经细胞的作用使得该物体呈现某种颜色。光的选择吸收这一特征是物体能表现出不同色彩的根本原因。

颜色的三个基本属性为：彩度、色相和明度。彩度表示色彩强弱，又称饱和度；色相，是颜色最主要的特征，又称色调，表示颜色的类别，如红色、橙色、绿色等；明度，即从黑到白所分的层次，越靠近黑色明度越低。

颜色的量化描述方法：

1.孟塞尔色彩系统表示法

孟塞尔所创立的孟塞尔色彩系统是用色彩立体模型表示表面色的一种方法。它用一个三维空间的类似球体模型把各种表面色的3种基本特性即色调、明度、饱和度全部表示出来。在立体模型中的每一部位各代表一个特定的色彩，并给予一定的标号。目前国际上广泛采用孟塞尔色彩系统作为分类和标定表面色的方法。

在孟塞尔色彩系统中，通过色彩立体模型的色彩分类方法，用纸片制成许多标准色彩样品，汇编成色彩图册。色彩图册包括两套样品，一套是有光泽样品，共包括1450块色彩样品，附有一套由白到黑共37块中性色样品；另一套是无光泽样品，由1150块色彩样品、32块中性色样品组成。每一色彩样品的尺寸大约是1.8cmX2.1cm。

孟塞尔色彩立体如上图所示，自下到上的变化为明度等级V，黑色在底部，白色在顶部。孟塞尔明度值由 0-10，共11个在视觉上等距离的等级，每一明度值对应于日光下色彩样品的一定亮度因数，在实际应用中只用明度值1-9。水平距离的变化为饱和度C，围绕着明度轴的周向变化为色调 H。

H V/C = 色调 明度/饱和度

对于中性色彩，由于饱和度为0，其色彩标号可写成：NV/=中性色明度/（N表示中性的意思）

如果需要对饱和度低于0.3的中性色作精确的标定，一般采用以下形式：NV/（H，C）=中性色明度/（色调，饱和度）

2.XYZ色空间表示法

1931年CIE规定700nm的红、546.1nm 的绿和435.8nm 的蓝为色光三原色，三原色能相加匹配出等能白色（E光源），然后在2°视场观察条件下，采用目视配色仪上匹配出等能光谱色的R、G、B分量，称为1931年CIE-RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值，用r，g，b表示。

根据三刺激值求出光谱色度坐标然后在r、g坐标系中绘出1931CIE-RGB系统色度图。但是由于用来标定光谱色的原色出现负值，不便计算和理解，从而引出了假想三原色的概念，在1931CIE-RGB基础上导出了1931CIE-XYZ系统。

所谓1931CIE-XYZ系统，就是在RGB系统的基础上，用数学方法，选用三个理想的原色来代替实际的三原色，从而将CIE-RGB系统中的光谱三刺激值r，g，b 和色度坐标r、g、b均变为正值。

为方便起见，将X、Y、Z三角形转化为麦克斯韦直角三角形，即得到了目前国际上通用的1931CIE-XYZ色度图，如下图所示。

在上图所示的xy色度图中，x色度坐标相当于红原色的比例，y色度坐标相当于绿原色的比例。由图中的马蹄形的光谱轨迹各波长的位置，可以看到：光谱的红色波段集中在图的右下部，绿色波段集中在图的上部，蓝色波段集中在轨迹图的左下部。中心的白光点E的饱和度最低，光源轨迹线上饱和度最高。如果将光谱轨迹上表示不同色光波长点与色度图中心的白光点E相连，则可以将色度图画分为各种不同的颜色区域。因此，如果能计算出某颜色的色度坐标x、y，就可以在色度中明确地定出它的颜色特征。但是，前面曾经讨论过，色度坐标只规定了颜色的色度，而未规定颜色的亮度，所以若要唯一地确定某颜色，还必须指出其亮度特征，也即，是Y的大小。

3.LAB均匀色空间表示法

人们为了使色彩设计和复制更精确、更完美，为色彩的转换和校正制定合适的调整尺度或比例，减少由于XYZ空间的不均匀而带来的复制误差，在不断寻找一种最均匀的色彩空间，这种色彩空间，在不同位置，不同方向上相等的几何距离在视觉上有对应相等的色差，把易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。

从1931CIE-RGB系统到1931CIE-XYZ系统，再到 CIE1976LAB系统，一直都在向“均匀化”方向发展。1931CIE-XYZ颜色空间只是采用简单的数学比例方法，描绘所要匹配颜色的三刺激值的比例关系。

为了进一步改进和统一颜色评价的方法，1976年CIE推荐了新的非自照明的颜色空间及其有关色差公式，即1976CIELAB（或L*a*b*）系统，现在已成为世界各国正式采纳、作为国际通用的测色标准。它适用于一切光源色或物体色的表示与计算。由于CIE 1976L*a*b*均匀颜色空间中a*、b*依赖于L*，因此，没有等亮度色度图，这样也就没有饱和度的定义。

在CIELAB空间中，若给出物体色的L*、a*、b*值，我们大致就可以想象该物体的色彩，而且可以根据两物体色的△L*、△a*、△b*的大小以及正负，推断两物体色之间偏红（或偏绿）、偏黄（或偏蓝）的状况。