在顏色的測量過程中，會受到多種主客觀因素的影響，因此CIE為了規(guī)范化顏色測量，對顏色測量的理論做了相應(yīng)的規(guī)定。本文對顏色測量中與色度學(xué)相關(guān)的一些基本顏色理論做了介紹，對此感興趣的朋友不妨了解一下！

光與顏色：

光是人們感知色彩的必要條件。光的波長決定了光的顏色，光的能量決定了光的強(qiáng)度。當(dāng)光源發(fā)射出的光照射在物體上時(shí)，物體選擇吸收特定波長的光，而將其余波長的光反射或透射出來，人眼感知到這些反射出來的光，產(chǎn)生感覺，就得到物體顯示某種顏色的圖像。

可見光的波長范圍為380～780nm，不同波長的光在人們視覺中引起的色彩感覺不同，單一波長的光輻射表現(xiàn)為單一顏色。光源的輻射能量按波長分布的規(guī)律隨著光源的不同而變化，光源的顏色特性取決于在發(fā)出的光線中不同波長上的相對能量比例。

人們經(jīng)常在不同光源下辨認(rèn)顏色。有些燈光的顏色與日光很相似（如熒光燈、汞燈等），但其光譜能量分布與日光卻有很大的差別，這些光譜中缺少某些波長的單色光成分。人們在這些光源下觀察到的顏色與日光下看到的顏色是不同的，這就出現(xiàn)了光源的顯色性問題。不同的光源，由于發(fā)光物質(zhì)不同，其光譜能量分布也不相同。一定的光譜能量分布表現(xiàn)為一定的光色，對光源的光色變化，以色溫進(jìn)行表征。這樣，可用光源的顯色性和色溫來評價(jià)光源的特性。在顏色測量計(jì)算中，為了使其測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化，就要采用CIE（國際照明學(xué)會）標(biāo)準(zhǔn)光源。

標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源：

CIE規(guī)定了4種標(biāo)準(zhǔn)照明體的色溫標(biāo)準(zhǔn)，括號中的數(shù)值為采用CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)測量得到的顏色的三刺激值。三刺激值就是根據(jù)顏色匹配實(shí)驗(yàn)，達(dá)到與待測顏色一致時(shí)所需要的三原色的數(shù)量。

標(biāo)準(zhǔn)照明體A：代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光（X10=09.87，Y10=100.00，Z10=35.59）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體B：代表相關(guān)色溫約為4874K的直射陽光，光色相當(dāng)于中午的日光（X10=99.09，Y10=100.00，Z10=85.32）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體C：代表相關(guān)色溫約為6774K的平均日光，光色近似陰天天空的日光（X10=98.07，Y10=100.00，Z10=118.18）；

標(biāo)準(zhǔn)照明體D：代表各時(shí)間段日光的相對光譜功率分布，也稱作典型日光，其與實(shí)際日光具有很近似的相對光譜功率分布。CIE建議盡量應(yīng)用D65代表日光。標(biāo)準(zhǔn)照明體D65代表相關(guān)色溫約為6504K的日光（X10=95.05，Y10=100.00，Z10=108.91）。

CIE 推薦下列人造光源來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的規(guī)定：

標(biāo)準(zhǔn)光源A：色溫為2856K的充氣螺旋鎢絲燈，其光色偏黃。

標(biāo)準(zhǔn)光源B：A光源加一組B型D-G液體濾光器組成。

標(biāo)準(zhǔn)光源C：A光源加一組C型D-G液體濾光器組成。

標(biāo)準(zhǔn)光源D65：目前以帶濾光器的高壓氙燈的模擬最好。

CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)：

CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)作為色度學(xué)系統(tǒng)，闡述了用數(shù)量表征顏色的方法。為避免采用紅、綠、藍(lán)三原色刺激值在計(jì)算中的負(fù)值問題，在CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)顏色是以三刺激值中的X10、Y10、Z10表示。計(jì)算方法如下：

色品坐標(biāo)以X10、Y10表示：

式中，X10、Y10、Z10分別為CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)10°視場中顏色的三刺激值（下標(biāo)10表示10°視場）。

φ（λ）為色刺激函數(shù)。

x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）分別為CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的色匹配函數(shù)。

△λ為波長間隔。

l和μ分別為可見光譜短波及長波界限的求和界限。

K為歸一化函數(shù)，以完全反射漫射體的三刺激值Y10=100時(shí)求得。其表達(dá)式如下：

式中，s（λ）為相對光譜功率分布。

CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的色匹配函數(shù)是CIE在視場角度為10°的條件下得到的，根據(jù)此色匹配函數(shù)可測量4°～10°視場條件下物體顏色的三刺激值X10、Y10、Z10。視場的適度增大，有利于提高顏色匹配的精度。

在CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中，通過色品坐標(biāo)與三刺激值的關(guān)系，可以由色匹配函數(shù)x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）計(jì)算得到光譜色在色品坐標(biāo)系x10-y10中的坐標(biāo)值，從而得到色品圖，下圖中的曲線為光譜軌跡。CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)規(guī)定以相等數(shù)量的三刺激值匹配出等能白光E，等能白點(diǎn)在色品圖中的位置以色品坐標(biāo)為x10=0.3333、y10=0.3333。

均勻顏色空間：

CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)以定量的數(shù)值表征顏色，并且以兩種顏色在某一光源下對應(yīng)的三刺激值X、Y、Z分別相等作為兩種顏色是否等色的條件。但是，在這種色度學(xué)系統(tǒng)中，兩對顏色以人眼觀察時(shí)，視覺感覺到的顏色基本相同，這兩對顏色在色度學(xué)系統(tǒng)中計(jì)算得到的三刺激值X、Y、Z卻可能相差很多。均勻顏色空間的目的就是將人眼辨色和色度系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果統(tǒng)一，以使在這個(gè)均勻的色差空間中，每個(gè)點(diǎn)能代表一種顏色，空間中兩點(diǎn)之間的距離就代表兩種顏色的色差。

CIE1976（L*a*b*）色空間就是這樣一個(gè)由L*a*b*三個(gè)色坐標(biāo)表示的色度空間，是一個(gè)三維體系，a*、b*軸組成的平面標(biāo)識顏色的色調(diào)，L*標(biāo)識顏色的明度，a*也稱為紅綠值，b*也稱為黃藍(lán)值。

在應(yīng)用CIE1976（L*a*b*）色空間將三刺激值轉(zhuǎn)換為L*a*b*色坐標(biāo)時(shí)，需要注意其應(yīng)用范圍。在測定出色樣的三刺激值X10、Y10、Z10后，需要與CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體（常用D65）、10°視場下，完全反射漫射體的三刺激值Xn、Yn、Zn（標(biāo)準(zhǔn)照明體D65、10°視場時(shí)，Xn=94.81，Yn=100.00，Zn=107.34）進(jìn)行比較，以確定色樣是否屬于極深顏色，具體條件如下：

當(dāng)X10/Xn、Y10/Yn、Z10/Zn均大于0.008856時(shí)，色樣不屬于極深顏色，則：

當(dāng)X10/Xn、Y10/Yn、Z10/Zn均小于等于0.008856時(shí)，色樣屬于極深顏色，則：