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    根据反射率曲线数据自动计算颜色数据.xlsx

    2021-04-28  宗子说   |  转藏
       

    只要将不同波长的反射率数据填入表格的黄色区域,就能自动计算不同光源下的颜色数据,CIE Lab和xy,但也只能支持两种光谱反射率数据对比。

    下载方式见文末


    其计算原理以前也介绍过:

    前面我一直在强调表面色的颜色感知三要素——光源,物体,观察者——这个概念非常重要,通过这个概念,可以了解我们看到颜色的过程,以及影响看到的颜色的要素。这是颜色的定性描述。然后通过介绍光源,物体,观察者的定量描述的性质,通过他们的性质来度量颜色,这是本篇要介绍的内容。

    颜色感知三要素

    01

    颜色感知三要素的性质

    1)光源的性质——光谱能量分布(SPD)

    常用光源的光谱能量分布曲线

    2)物体的性质——光谱反射率曲线


    常见物体颜色的光谱反射曲线

    3)观察者——CIE 1964标准观察者三刺激值曲线

    02

    CIE xy的计算过程

    对于特定光源下指定物体的颜色观察者看到的颜色,就是将这三个要素(光谱能量分布×光谱反射率曲线×标准观察者)相乘,得到X,Y,Z(大写)

    算出x(小写X),y(小写Y)。

    再根据下图的1931CIE-XYZ色度图找到对应的位置,知道代表的颜色。

    1931CIE-XYZ色度图

    上面是介绍物体颜色(即表面色)的色度学表示的计算方法,其实光源的颜色(光源色)的色度学表示的计算方法类似,只不过比表面色少一个因素——物体的光谱反射曲线。两者的计算公式如下:

    上面公式中,λ是波长;K值是常规因数,计算公式略。

    通过计算得到的X,Y,Z的数值之后,就能运用这个这些数值进行准确交流颜色的需求,而不是仅仅用一些模糊空虚的颜色名词。

    03

    CIE-Lab的计算过程

    1931CIE-XYZ色度空间有一个缺点,就是不容易对颜色差异的判定,无法非常直观的判定这个颜色就是我需要的颜色,不知道这个颜色跟我需要的颜色的差异的大小。所以才会引入非常直观好用CIE 1976均匀颜色空间,即1976 CIE-Lab颜色空间

    CIE L*a*b*颜色空间最大的优势在于接近人类观察视角和非常直观判断颜色的差异

    先了解一下CIE L*a*b*颜色空间,如下图所示:

    from xrite.com

    通过这些图了解到,CIE L*a*b*颜色空间是一个三维空间,这三维分别是

    L*、a*、b*

    纵轴 L* 表示明度,a*、b*轴代表色调(h° ),而空间里的点到纵轴的距离表示饱和度(C* )。(跟孟塞尔系统类似)

    其实CIE Lab可以转化为CIE LCh,这两个颜色空间的转换公式如下:

    上面公式中的Xn、Yn、Zn是光源白点的位置,不同光源(A光源、C光源、D50、D65)白点坐标是不一样的,如下图。

    事实上这两个颜色空间基本都会同时一起使用,下面分别介绍:

    CIE L*a*b*

    • L* 表示明度,范围由0到100,表示颜色从深(黑)到浅(白)。

    • a*表示红绿,数值变化由正到负,表示颜色从红(正)到绿(负)。

    • b*表示黄蓝,数值变化由正到负,表示颜色从黄(正)到蓝(负)。

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