为了统一颜色测量与计算的方法，CIE规定了多个用于颜色测量与计算的标准色度系统，其中常见的就有CIE1931RGB标准色度系统、CIE1931XYZ标准色度系统和CIE1964XYZ补充标准色度系统。鉴于许多的朋友对CIE1964XYZ补充标准色度系统不是很了解，本文对该测色系统做了介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！
CIE1931标准色度系统建立后，经过多年实践证明，CIE1931标准色度观察者的数据代表了人眼2°视场的色阶平均特性。但是，当观察视场增大到4°以上时，某些研究者从实验中发现光谱三刺激值在波长380～460nm区间内数值偏低。这是由于大面积视场观察条件下，杆体细胞的参与以及中央窝黄色素的影响，颜色视觉会发生一定的变化。日常观察物体时视野经常超过2°范围，因此，为了适应大视场颜色测量的需要，CIE在1964年规定了一组“CIE 1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”简称为“CIE1964补充标准色度观察者”，现改称为“CIE1964标准色度观察者”，这一系统称为“CIE1964标准色度系统”，也称为10°视场X10Y10Z10色度系统。
从色度系统及色差公式的发展历史来看，在1964年以前分别经历1931CIE-RGB标准色度学系统，1931CIE-XYZ色度学系统。但是，随着科学研究水平的不断提高以及应用方面的不断扩展，以上两个色度学系统的缺点逐渐暴露出来，越来越不适应现在工程应用和相应标准的测定。于是CIE在1964年又提出了CIE1964补充标准色度系统，下文将详细介绍其具体内容：
光源发出的光（光源色）或者光源经物体反射或者透射（物体色）之后进入人眼产生颜色感觉的光谱能量，称之为颜色刺激函数，根据CIE的规定，由该颜色刺激函数引起的三刺激值为：
式中 X10、Y10、Z10为CIE1964 补充标准色度系统的三刺激值。x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）为CIE1964补充标准观察者的光谱三刺激值。x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）是由CIE规定的一组数值，用这组数值可以模拟出三条刺激值曲线，如下图所示。
考虑到实际的颜色刺激函数往往难以精确地表述为代数形式，因此实际色度计算中通常用求和的方式来近似地代替上式中的积分，即：
CIE1964补充标准色度系统之所以取代了过去的色度学系统，是因为以前的色度系统1931CIE-RGB、1931CIE-XYZ色度学系统在视场超过4°时，三刺激值在380nm～460 nm光谱区间内的数值偏低，这是因为在大面积视场的观察条件下，杆状细胞的参与以及中央窝色素的影响，使颜色视觉发生了一定的变化。在日常观察物体时的视野通常要超过4°的范围。所以，为了适应大视场颜色测量的需要，CIE推荐了一组适用于10°视场条件的“CIE补充标准色度观察者光谱三刺激值”，这样就形成了“CIE1964补充标准色度系统”，对应的光谱三刺激值曲线分别用Xn、Yn、Zn表示。CIE1964补充标准色度系统构成了大视场测量的标准，并且作为以后发展的一系列色差公式的基础，不断地在各种色差公式中被完善和修正，获得了广泛应用。
CIE1964补充标准色度系统对颜色的测量分为物体色测量和光源色测量两种，物体色和照明条件与物体本身的光谱特性有关，所以实际进入人眼的颜色的刺激函数应该是照明光源的相对光谱功率分布与物体本身的光谱特性函数的乘积，如果为反射物体，则：
式中，ρ（λ）和β（λ）分别为不透明物体的光谱反射比和光谱辐亮度因数，可根据实际测量时的几何条件等选择使用；p（λ）则为照明体相对光谱功率分布，一般采用CIE推荐的标准照明体，具体由被测物体的实际情况决定；φ（λ）为颜色刺激函数。如果在日光下观察时，可以采用标准照明体B、C、D65，在灯光下观察物体时，则应采用标准照明体A。在计算三刺激值的公式中，常数k10称为归一化系数，它的计算公式为：
另外，在上述三刺激值的计算中，波长间隔A的选取，应视被测颜色的光谱特性和所要求的计算精度而决定，一般可以选择的波长间隔有10nm、5nm、1nm等。在大多数情况下，采用△λ为5nm，可以给出精确的结果。如果要求计算的精度不高，则采用△λ=10nm就够了，但是当需要有很精确的计算时，则可以取Δλ=1nm。
国际标准规定测量物体的颜色时，应使物体在CIE推荐的标准照明体D65下测量。CIE标准照明体D65是以地球上不同地方对日光进行光谱辐射检测的大量数据为基础，总结出的一组相对光谱功率分布数据，它的相关色温在6500K。标准照明体D65近似平均自然昼光，与整个天空的散射光和阳光同时照射在一个水平面上的情况有很好的一致性。它的相关色温是在6000 K-7000K范围内的“全球日光”的平均值。而“全球日光”一般认为是在任何地方的日出后两小时到日落前两小时及从多云到晴朗的天空光的平均相对光谱功率分布。目前针对标准照明体D65而研制实际光源的相对光谱功率分布并不理想，但是只要探测物体颜色时光源、光学系统和探测器的总体光谱响应特性符合的标准照明体D65及10°视场色匹配函数下的三刺激值即可。即满足卢瑟（Luther）条件：
式中s（λ是光源的相对光谱功率分布：SD（λ）是D65的相对光谱功率分布；x10（λ）、y10（λ）、z10（λ）为10°视场色匹配函数；kx、ky、kz是与波长无关的常数；γ（λ）为探测器未加修正前的相对光谱灵敏度；τx、τy、τz为仪器特定滤光器的透射比。根据上式中各项的关系，模拟使用D65光源的相对光谱功率函数。即使用标准A光源测得的色度值，与使用标准D65光源测得的色度值相同。
扫一扫添加微信