色差儀是以色度學(xué)為基礎(chǔ)而研制的光電測(cè)色儀器，因此，其內(nèi)部配置了多種CIE規(guī)定的色度系統(tǒng)。不同的色度系統(tǒng)表示顏色的方式是不同的，因此在對(duì)同一顏色信息進(jìn)行比對(duì)時(shí)，就需要進(jìn)行色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。本文對(duì)色差儀色度系統(tǒng)的類型及不同色度系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換方法做了介紹。

色差儀色度系統(tǒng)類型：

目前色度學(xué)采用國(guó)際照明委員會(huì)（簡(jiǎn)稱CIE）所規(guī)定的一套顏色測(cè)量原理、數(shù)據(jù)和計(jì)算方法，稱為CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)是色度學(xué)的基礎(chǔ)，是基于任何一種顏色都能被三原色按比例混合而成的假設(shè)所形成的。下面我們將介紹四種最常用的CIE系統(tǒng)。

1.CIE1931RGB

CIE1931RGB系統(tǒng)是根據(jù)萊特和吉爾德兩人所做實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的，以700nm（R）、546nm（G）、435.8nm（B）作為三原色，并以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光來(lái)確定三刺激值單位。其中三原色亮度的比率分別為1.000：4.5907：0.0601。

2.CIE1931XYZ

在CIE1931RGB畫出色品坐標(biāo)圖時(shí)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了一部分負(fù)值的情況，這導(dǎo)致了色品圖不易理解，也不方便計(jì)算。為了解決這個(gè)問(wèn)題，CIE規(guī)定X和Z只表示色度，而亮度只與Y成比例。經(jīng)過(guò)這樣設(shè)定之后，在XYZ系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正數(shù)。

根據(jù)上式中刺激值和色品坐標(biāo)之間的關(guān)系，可以得到CIE1931xy色品圖的光譜軌跡，如下圖所示。其中，圖中橫坐標(biāo)為x，縱坐標(biāo)y。

3.CIE1960UCS

1960年CIE又提出CIE1960UCS均勻色品圖，通過(guò)將CIE1931xy色度圖作了線形變換，見式2-5，從而使顏色空間的均勻性得到了改善，但亮度因數(shù)沒(méi)有均勻化。

在三維空間顏色中任意一點(diǎn)都代表著一種顏色，不同的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離代表著兩種不同顏色的色差。經(jīng)過(guò)上式轉(zhuǎn)換過(guò)的CIE1960UCS在不考慮亮度的情況下或者亮度相同的情況下，在顏色空間內(nèi)任意兩點(diǎn)相同距離具有相同的色差。下圖即 CIE1960UCS均勻色品圖。

4.CIE1976LAB

為了改進(jìn)和統(tǒng)一顏色評(píng)價(jià)的方法，1976年CIE又提出了一套新的顏色空間系統(tǒng)，即CIE1976LAB。作為國(guó)際通用的測(cè)色標(biāo)準(zhǔn)，在我國(guó)主要用于印刷行業(yè)。從刺激值與L、a、b轉(zhuǎn)換公式中包含立方根可以發(fā)現(xiàn)，見下式，在CIE1931上保留的馬蹄形將不復(fù)存在。

經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后，將采用笛卡爾空間坐標(biāo)系，如下圖所示。在這一坐標(biāo)系中，分別標(biāo)有+a*、-a*、+b*和-b*，分別表示為紅色、綠色、黃色和藍(lán)色。而顏色的明度則由2的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

色差儀CIE色度系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換方法：

隨著色度學(xué)不斷深入研究，并在經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)下，CIE發(fā)布了比較多的色品圖，而色品圖之間又是相互聯(lián)系。下面對(duì)幾種色度系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行介紹。

1.在CIE1931RGB系統(tǒng)中其三刺激值與色品坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換公式如下：

2.在色度計(jì)算中，一般使用CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，下面給出CIE1931RGB與CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中三刺激值的轉(zhuǎn)換公式：

3.在CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中，其三刺激值與色品坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式如下：

這里，X、Z兩個(gè)原色僅代表了色度，并沒(méi)有代表亮度，其光度量只與三刺激值Y成比例。

4.CIE1960UCS常用來(lái)計(jì)算相關(guān)色溫的色品圖，下面我們給出CIE1960UCS與CIE1931xy之間的關(guān)系：

也可以用用三刺激值表示u、v的關(guān)系式如下：

5.CIE1976LAB由CIE1931XYZ系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系：

其中 X、Y、Z 為三刺激值；X0、Y0、Z0為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值；L*表示心理明度；a*和b*為心理色度。