颜色怎么理解？颜色量化描述的色度系统有哪些？

颜色是光作用于人眼所产生的一种视觉感受，不同的观察者对颜色的感受程度是不同的。为了对颜色进行客观定量的描述，CIE规定了用于颜色描述的色度系统。本文的颜色定义及颜色量化描述的色度系统类型做了介绍，对此感兴趣的朋友不妨了解一下！

颜色怎么理解？

人眼对光的视觉感受称为颜色，通常我们所能看见的不同颜色光线是由不同波长的电磁波产生，对颜色的区分是人眼受到电磁波刺激后的一种视觉感受。颜色是反映物体表面特征的一种最直观方式，它是由人眼在光线照射和环境因素的影响下对物体表面特征产生的视觉综合效应。颜色不仅反映了物体的表面特征，而且还会因为空间状态和周围环境因素的影响发生改变，并且与人自身的主观性因素有关。

颜色特征可以描述图像区域内对象表面的特征信息，是一种全局特征，这些特征信息通过不同特征的像素点连接起来形成彩色图像。

亮度、色调和饱和度是用来描述颜色特征的量，亮度是描述颜色的明暗程度，亮度越低，图像会越暗；色调决定了颜色本质的基本特征，是指一幅图像的彩色外观倾向；饱和度是描述图像颜色的色彩度，饱和度越低，图像就会呈现为灰色，失去原本存在的颜色特征信息。国际照明学术研究机构CIE在1931年提出了CIE1931-RGB标准色度系统，其将红（R）、绿（G）、蓝（B）定义为三原色值，用来表现任何一种特定的颜色。如下图所示：

从图中可以看到R，G，B 三个颜色的刺激值曲线在不同的交点处形成不同的颜色特征，其颜色匹配方程为：

C=rR+gG+bB

其中，C为混合而成的颜色，R，G，B为三原色，r，g，b为比例系数且r+g+b=1，表示为：

颜色量化描述的色度系统的类型：

1.1931CIE-XYZ表色系统

1931年CIE将三参照色刺激正式制定为700nm（R），546.1nm（G），435.8nm（B），以等能光谱为基本刺激，经过坐标变换并对两组实验数据求平均值，确定了光谱三刺激值，用r（λ）、g（λ）、b（λ）表示，称为“CIE1931-RGB表色系标准色度观察者光谱三刺激值”。通过光谱三刺激值计算光谱色度坐标r（λ）、g（λ）、b（λ），绘出了色度图，这就是1931CIE-RGB系统色度图，所形成的表色系即是1931 CIE-RGB表色系。是CIE所建立的最早的表色系。1931CIE-RGB表色系存在着如下问题：1.仅适用于小视场的颜色测量：2.色度坐标出现负值；3.色度分布的不均匀性；4.是二维表色系，且表示的是心理颜色，无明度指标。为了克服它所存在的上述问题，CIE不断发展了其他表色系。

第一个问题在视场表色系中得到解决，这里不做阐述。为了解决第二个问题即色度坐标出现负值问题（色度坐标出现负值，不利于计算，也不易理解），CIE对 1931CIE-RGB表色系进行数学转换建立了1931 CIE-XYZ 表色系。并把XYZ三角形转换成麦克斯韦直角三角形而得。

1931CIE-XYZ系统与1931CIE-RGB系统的转换关系式如下所示：

1931CIE-XYZ色度系统又称CIE1931标准色度系统，它的特点是X、Z刺激值仅表示色度而不表示亮度，Y值既代表色度也代表亮度。此色度图是比较重要的色度图。

2.1976CIE-LAB表色系统

CIE1976L*a*b*均匀颜色空间是CIE1931标准色度学系统的非线性变换，它将XYZ直角坐标颜色空间转换为柱面极坐标，将三刺激值X、Y、Z 转换成与眼睛视觉有一致的明度L*和色度a*、b*，其中a*、b*与色调、饱和度的感觉相一致。它也是三维的均匀色空间，由Adams-Nickerson建立的ANLAB表色系改进而来，其心理明度指数L*为Munsell明度值的10倍。Y=Y0=100时，L*=100，公式如下所示：

X0、Y0、Z0是CIE标准照明体的三刺激值。不带0下标的是待测色的三刺激值。