26、色彩科学中的关键概念：比色观测者与色适应变换

色彩科学中的关键概念：比色观测者与色适应变换

一、CIE 标准比色观测者

1.1 基本概念

颜色具有不同的光谱组成，但可能看起来相似，即具有同色异谱性。比色法的一个重要功能就是确定哪些光谱组成呈现同色异谱。然而，使用视觉比色计存在局限性，不同具有正常色觉的观测者做出的颜色匹配存在差异，且视觉比色耗时。因此，长期以来，比色法中常使用平均或标准的颜色匹配函数来计算颜色的三刺激值。

标准比色观测者由其颜色匹配函数定义。根据格拉斯曼定律，一个测试颜色刺激可以通过三种适当选择的匹配原色刺激的加法混合来匹配。测试刺激投射在二分视场的一侧，三种匹配原色刺激的加法混合投射在另一侧。通过调节光衰减器，调整三种匹配刺激的光通量，使两个视场的颜色外观匹配。此时，测试刺激可以用到达观测者眼睛的三种匹配刺激的亮度值来表征，用公式表示为：
[
[C] \sim R[R] + G[G] + B[B]
]
其中，([C]) 是测试刺激，([R])、([G]) 和 ([B]) 是三种匹配刺激的单位值，(R)、(G) 和 (B) 是从 ([R])、([G]) 和 ([B]) 中取出以匹配刺激 ([C]) 的量，“(\sim)” 表示 “匹配”。

1.2 颜色匹配函数的构建

如果使用等功率的单色测试刺激，沿着可见光谱逐波长进行匹配（理论上在 360nm 到 830nm 之间，实际在 380nm 到 780nm 之间），并将这些单色辐射与三种选定的匹配刺激进行匹配，就可以构建颜色匹配函数。使用 700nm 的 1 cd∙m⁻² 单色红光作为 ([R])，546.1nm 的 4.5907 cd∙m⁻² 单色绿光作为 ([G])，435