53、色彩测量与表示体系详解

色彩测量与表示体系详解

1. CIE三刺激值

1.1 定义

三刺激值是指在给定的三色系统中，用于匹配所考虑刺激颜色所需的3种参考颜色刺激的量，也被称为XYZ值。

1.2 色彩感知的关键元素

色彩感知主要有三个关键元素：
- 人类视觉系统
- 光线
- 物体

若缺少其中任何一个元素，我们将无法感知颜色。国际照明委员会（CIE）将这些元素定义为颜色匹配函数，即针对2°和10°视野分别定义的$x(λ)$、$y(λ)$和$z(λ)$，或者$x_{10}(λ)$、$y_{10}(λ)$和$z_{10}(λ)$，用于代表具有正常色觉的人群。

1.3 相关标准与测量

CIE在以下方面进行了标准化：
- 依据光谱功率分布（SPD）对一些光源进行了标准化。
- 规定了测量反射表面的照明和观察几何条件。每个表面由光谱反射率$R(λ)$定义，它是样品反射光与相同照明下完美漫射体反射光的比率。测量光谱反射率的典型仪器是分光光度计。

任何颜色都可以用一组称为三刺激值或XYZ值的三元数来表示，具体计算公式如下：
[
\begin{align }
X &= k\int_{\lambda} S(\lambda)R(\lambda)x(\lambda)d\lambda\
Y &= k\int_{\lambda} S(\lambda)R(\lambda)y(\lambda)d\lambda\
Z &= k\int_{\lambda} S(\lambda)R(\lambda)