在人們平常的生活中，每個(gè)人對(duì)于顏色的理解會(huì)有比較明顯的差別。為了消除人們對(duì)顏色理解存在的差異，就不能夠僅僅使用“紅”、“綠”、“藍(lán)”、“黃”等這些定性的形象語(yǔ)言來(lái)描述顏色，而是要對(duì)顏色進(jìn)行定量的描述。顏色的顯色系統(tǒng)表示法與混色系統(tǒng)表示法是現(xiàn)在存在的兩類可以對(duì)顏色進(jìn)行定量描述的方法。本文對(duì)這兩種表色方法的定義及混色系統(tǒng)表色法的類型做了介紹。
顏色描述的方式有哪些？
人類對(duì)顏色研究至今其描述的方式大致可分為兩種：顏色的顯色系統(tǒng)表示法（Color appearance system）和顏色的混色系統(tǒng)表示法（Color mixing system）。顯色系統(tǒng)是建立在真實(shí)樣品基礎(chǔ)上，按直觀顏色視覺(jué)的心理感受，將顏色劃分為有系統(tǒng)、有規(guī)律的色序系統(tǒng)。其中，最為典型的顯色系統(tǒng)為美國(guó)的孟塞爾顏色體系、瑞典的自然顏色體系（NCS）、奧斯瓦爾德顏色空間等。這種表色方法受主觀心理影響較大，而且不同的觀察者之間還存在不定的因素，因而無(wú)法準(zhǔn)確地運(yùn)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。混色系統(tǒng)表色法根據(jù)色度學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)證明，任何色彩都可以由色光三原色混合匹配理論建立，它是一種客觀物理量，可用于對(duì)顏色的標(biāo)定和測(cè)量。這種表色系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)前者較快，因?yàn)椴徽撛谟∷⑿袠I(yè)還是紡織染料和涂料工業(yè)中對(duì)顏色的復(fù)制和標(biāo)定是客觀的，只要其三刺激值確定，那么對(duì)顏色的復(fù)制就可規(guī)范化，且不受時(shí)間和地域的影響。國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）自1931年來(lái)推出CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)以來(lái)，世界各國(guó)的顏色工作者對(duì)混色系統(tǒng)顏色空間及色差公式的研究孜孜不倦，至今已得到較為滿意的成果。
顏色混色系統(tǒng)表色法的類型：
為了定量地表示某種顏色，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）于1931年規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)模型CIE-RGB和CIE-XYZ。標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)的建立使得顏色可以用空間中的點(diǎn)來(lái)表示，而兩種顏色的差別即可用空間中的兩點(diǎn)之間的某種距離來(lái)衡量。這兩種色度模型可以定量地確定顏色的屬性，但是這種系統(tǒng)的色度空間是不均勻的，這給客觀評(píng)價(jià)色差帶來(lái)極大的困難，于是有人提出建立了均勻色度坐標(biāo)（Uniform Chromaticity-Scale）簡(jiǎn)稱UCS系統(tǒng)，該系統(tǒng)要求顏色在此空間中的距離與視覺(jué)上的色差成正比，這樣色差可以由UCS空間中的距離計(jì)算出來(lái)，原以為CIE-XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)木€性變換，就可以得出UCS坐標(biāo)系統(tǒng)，事實(shí)上經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)現(xiàn)，均勻色度空間是不存在的，不過(guò)經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換的色度空間，色度相對(duì)要均勻得多。所謂的均勻顏色空間就是：在這個(gè)顏色空間里，各個(gè)不同顏色區(qū)域的數(shù)值變化必須與眼睛對(duì)顏色的感覺(jué)一致，相同的數(shù)值變化對(duì)應(yīng)相同的顏色差別感覺(jué)，滿足這個(gè)條件的顏色系統(tǒng)就稱為顏色感覺(jué)上的均勻顏色空間。色差的計(jì)算就要在這樣的均勻顏色空間中進(jìn)行。
目前的混色系統(tǒng)顏色空間主要有：CIE1931顏色空間、CIE1960均勻顏色空間、CIE1964均勻顏色空間、CIE1976均勻顏色空間以及DIN99顏色空間。下文主要介紹兩種重要的顏色空間。
1.CIE1931顏色空間
國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）對(duì)混色空間的標(biāo)定是從1931年開(kāi)始的。CIE綜合萊特和吉爾德兩項(xiàng)視覺(jué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（把兩人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值）而得到CIE1931-RGB真實(shí)三原色表色系統(tǒng)。圖形為偏馬蹄形，如下圖所示。1931CIE-RGB系統(tǒng)的r、g、b光譜三刺激值是從實(shí)驗(yàn)得出的，本可以用于色度學(xué)計(jì)算標(biāo)定色，但標(biāo)定光譜色的原色出現(xiàn)負(fù)值，計(jì)算起來(lái)不方便，且更不易理解。193ICIE-XYZ 色度圖的建立消除了這一矛盾。它是在1931CIE-RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改用三個(gè)假想的原色（X）、（Y）、（Z）建立起來(lái)的坐標(biāo)。（X）表示紅原色、（Y）表示綠原色、（Z）表示藍(lán)原色。
2.CIE1976 均勻顏色空間
混色系統(tǒng)的表示從CIE1931-RGB系統(tǒng)到CIE1931-XYZ系統(tǒng)，到CIE1960-UCS系統(tǒng)，再到 CIE1976-LAB 系統(tǒng)，一直都在向“均勻化”方向發(fā)展。CIE1931-XYZ 顏色空間只是采用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)比例方法，描繪所要匹配顏色的三刺激值的比例關(guān)系；CIE1960-UCS顏色空間將CIE1931-XYZ色度圖作了線性變換，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。
為了進(jìn)一步統(tǒng)一評(píng)價(jià)顏色差別的方法，1976年CIE又推薦了CIE1976L*u*v*和CIE1976L*a*b*兩種均勻顏色空間及其色差公式。兩者都是反映物體顏色在人眼知覺(jué)上兩物體的色差大小和人眼視覺(jué)感受到的大小相同，即為所謂的均勻顏色空間。下圖為CIE1976顏色空間模型。
（1）CIE1976L*a*b*均勻顏色空間是CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)的非線性變換，它將XYZ直角坐標(biāo)顏色空間轉(zhuǎn)換為柱面極坐標(biāo)，將三刺激值XYZ轉(zhuǎn)換成與眼睛視覺(jué)相一致的明度L*和色度a*、b*，其中a*、b*與色調(diào)、飽和度的感覺(jué)相一致。ClE1976L*a*b*的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)顏色的色差大于視覺(jué)的識(shí)別閾限（恰可察覺(jué)）而又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級(jí)的色差值時(shí)，能較好地反映物體色的心理感受效果。
（2）CIE1976L*u*v*均勻顏色空間實(shí)際上由CIE1931和CIE1964勻色空間改進(jìn)而來(lái)，使其與代表視覺(jué)等間隔的孟塞爾系統(tǒng)靠攏，并將V坐標(biāo)增加50%而改善U、V色度圖的均勻性。
CIE1976L*u*v*和CIE1976L*a*b*色空間都有較好的均勻性，兩者都較廣泛地運(yùn)用于工業(yè)中。由于 CIE1976L*u*v*系統(tǒng)中，u*v*色度圖仍保留了馬蹄形的光譜軌跡，較適合于對(duì)光源色、彩色電視等工業(yè)部門做研究工具；CIE1976L*a*b*主要用于印刷、染料、顏料及油墨等表面顏色工業(yè)部門。
顏色測(cè)量的方法有哪些？
目前，顏色測(cè)量方法有目視法、光電積分法和分光光度法3種。目視法是一種最傳統(tǒng)的顏色測(cè)量方法。具體做法是由標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者在特定的照明條件下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行目測(cè)鑒別，并與CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)色度圖比較，得出顏色參數(shù)。人的眼睛雖有優(yōu)異的視覺(jué)功能，但是不能準(zhǔn)確識(shí)別微細(xì)的色彩差異，常出現(xiàn)色彩判斷失誤。用這種方法測(cè)量的結(jié)果精度低，操作麻煩。光電積分法是在整個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)，通過(guò)積分測(cè)量測(cè)得樣品的三刺激值X、Y、Z，再由此計(jì)算出樣品的色品坐標(biāo)等參數(shù)。分光光度法通過(guò)測(cè)量光源的光譜功率分布或物體反射光的光譜功率，來(lái)計(jì)算顏色三刺激值，進(jìn)而由此計(jì)算出各種顏色參數(shù)。這種測(cè)量方法是客觀的，具有較高的精度。分光光度法分為光電掃描法和光電攝譜法，而光電攝譜法通過(guò)分光系統(tǒng)，用多通道光電探測(cè)器同時(shí)探測(cè)全波段光譜，是目前最先進(jìn)的測(cè)色方法。