第三章 色差及色差计算

色差，就是两个试样在颜色知觉上的差异。它是明度差、彩度差和色相差三个差值的综合效应。凭人的视觉，评价试样之间色差的方法：是将两个评价对象摆放在一起，在规定的照明和观察条件下，靠人的视觉来完成的。这当中存在的问题是显而易见的，这个问题在第一章中已经做过简单的介绍。CIEXYZ表色系统，是为了解决以人的视觉进行颜色评价时存在的问题而建立起来的。在CIEXYZ颜色空间中，每一种颜色都对应一个相应的点，自然界中各种不同的颜色，分布于XYZ颜色空间的不同位置。因此，人们最先想到的，就是以色度点之间的距离来表示试样之间的色差。假如真的能够这样做，那当然是最简单明了的。但通过人们的研究发现，每一种颜色，对于人的视觉来说，实际上是一个范围，因为当某一颜色在色度图中的位置发生改变时，颜色也会随之发生改变。但是，当这种变化没有达到足够大时，人的视觉并不能分辨出颜色的变化。也就是说，在一个小的范围内，所有的颜色，对于人的视觉来说都是等效的。而这样一个小的范围，在CIEXYZ颜色空间的不同位置，范围的大小是不相同的。这一点从莱特（Wright）和麦克亚当（D.L.MacAdam）的研究结果中，可以清楚地看出来。图3-1为莱特的实验结果，他在CIE1931x—y色度图中，以线段的长度代表人眼睛的视觉感受阈限，即线段上的所有的点，对于人的视觉来说都是等效的。从图3-1中可以看到，不同颜色区域的线段长度是不同的。绿色区域的线段显然比较长，而紫色区域的线段长度比绿色区域要短得多。也就是说，在CIE1931x—y色度图上的不同区域中，人眼睛的分辨阈限是不同的。这就意味着，在绿色区域，当两个颜色的色度点之间距离比较大时，眼睛仍然不能分辨出颜色的变化，而在蓝紫色区域，当颜色发生较小变动时，眼睛就能够分辨出颜色的变化。

与莱特的研究方法相似，麦克亚当以二维的椭圆来代替莱特线段，更清晰地展示出，人的眼睛在CIE1931x—y色度图上不同区域分辨阈限的差异。图3-2为麦克亚当实验得到的结果。

在CIE1931x—y色度图的不同区域分布着大小不同的25个椭圆（为方便起见，这些椭圆都是经过放大后描绘于色度图中的）。图3-2中的椭圆，表示人的视觉在各个方向上的恰可分辨的范围。就是说在椭圆所包围的区域内，所有的色度点对应的颜色，与莱特线段上的颜色一样，人眼看起来都是相同的。这些椭圆通常被称为麦克亚当椭圆。由此可知，国际照明委员会推荐的CIE1931—XYZ颜色空间并不是一个均匀的颜色空间。由于颜色空间中，两对相等距离的颜色点，并不一定会给人以相同的颜色感觉，因而在这样一个不均匀的颜色空间中，就不可能以颜色点之间的距离来表示颜色之间的色差。这显然给颜色之间的色差评价带来很大的麻烦。

图3-1 人眼对颜色的恰可分辨范围（莱特线段）

图3-2 麦克亚当椭圆