色差仪CIEXYZ和CIEYxy有什么不同？

CIEXYZ和CIEYxy是色差仪测色中常用的颜色空间，这两个颜色空间都是CIE于1931年确立的标准表色系，且CIEYxy颜色空间是在CIEXYZ颜色空间基础上导出的一个色度系统。那么，色差仪CIEXYZ和CIEYxy有什么不同？本文对此做了介绍。

色差仪CIEXYZ颜色空间介绍：

CIEXYZ颜色空间也称作CIE1931XYZ颜色空间，是CIE色彩空间中一个最先采用数学方法来定义颜色的标准空间，1931年国际照明委员会在进行了大量正常人视觉测量和统计建立了“标准色度观察者”，并通过对比计算机视觉系统和人眼视觉系统对颜色感知后建立的一套与人眼视觉感知光谱相一致的三原色颜色空间。

不同的人对颜色的感知判断略有不同，为对色度学中的评价标准有一个客观、理性的统一认识，国际照明委员会（CIE）于1931年通过对大量参与者进行颜色观察实验，定义了一个采用数学方式表达的色彩空间，即CIEXYZ色彩空间。当我们需要用较为客观的方式来描述人眼对色彩的感知结果时，需要用到三色刺激值。具体的说，就是需要使用三种基本的颜色值，通过将三种基本颜色进行叠加，即可得到各种不同的颜色，通过不同的基色及基色间的组合方式就构成了色彩空间。在此，我们需要注意，三种基本的颜色并不一定是我们可以识别的真正的颜色，即可以是无法客观显示出来，但可以通过数学方式描述的。在此色彩空间，我们也可通过对三基色的不同叠加融合得到其他颜色。若人眼感知的实际颜色标准中的这种颜色和三种基色叠加得到的结果相同，则这三种基本颜色的不同比例值就是这种颜色的三色刺激值。在XYZ空间，用X、Y、Z来表示三色刺激值。

XYZ空间的三色刺激值并不是受人眼的对光的感受产生的值，而是从红、绿、蓝三种颜色色中导出的一组参数值，被规定成为三个值，这些值不是真的颜色，并使用CIE1931XYZ色彩匹配函数计算。这三种基色并不对应于任何一种具体的可见颜色，且我们可见的全部色彩均可表示成这三种基本色的线性函数组合。根据相关实验数据，CIE委员会在1931年规定了CIE1931XYZ色彩匹配函数，如下图所示。

CIEXYZ色彩空间是其他色彩空间的基础。在上图中，横向坐标代表光谱的波长，竖向坐标代表X、Y、Z的对应值，其中三条不同颜色的曲线表示X、Y、Z三色刺激值通过不同的函数组合方式可以产生可见光中的几乎所有颜色。

一般情况下，颜色信息是包含有两部分信息的：亮度信息和色度信息。例如，我们可以认为白色是比较明亮的颜色，而灰色则是不太明亮的白色，即我们认为白色和灰色的色度信息是一样的，只是亮度信息不一样。根据对XYZ空间中的规定，颜色的亮度信息用Y表示，色度信息则用x、y参量表示，x、y是用X、Y、Z为参量的计算结果，另一个结果z我们在这里不使用，如下式所示：

色差仪CIEYxy颜色空间介绍：

Yxy表色系是CIE（国际照明委员会）1931年确立的标准表色系。它是其他各种表色系的基础。其色度图如下图所示。

在色度图中，色度横座栎x从0～1.0，纵座标y亦从0～1.0，两者组成一等边三角形，等边三角形中一形似斜吊钟图形的轮廓线为光谱轨迹，从380nm～700nm。图形中央有一“。”点为CIE标准白色光源C，任何颜色都在色度图中占一确定的位置在Yxy表色系中，Y为物体的反射率，用%数表示，它对应于色三要素的明度，其值就等于三刺激值的Y值。色度座标值x、y对应于色三要素的色调和彩度。例如今有一颜色Q（见色度图中的标记），由C点过Q作一直线至光谱轨迹，在510nm处与光谱轨迹相交，那么Q颜色的主波长就是510nm，此处光谱轨迹所对应的色（绿色）就是Q的色调，Q离开C点接近光谱轨迹的程度则表明色的纯度。相当于彩度，Q愈靠近C愈不纯，彩度愈小，反之愈靠近光谱轨迹愈纯，彩度愈大。x、y色度座标值可由下式算得：

x=X/（X+Y+Z）；y=Y/（X+Y+Z），其中X、Y、Z为三刺激值

在Yxy表色系的色度图中，虽然每一个点代表一确定的颜色，但对视觉来讲，当某一颜色的座标位置变化很小时，人眼仍认为它是同一颜色，而感觉不出它的变化，因此CIE1931色度图不是一个理想色度图，图上的色度空间在视觉上是不均匀的，因此直接依靠Yxy表色系无法正确比较两个色的色差。为了克服上述缺点，1976年CIE又推出两种均匀颜色空间，其中之一就是目前最常用的L*a*b*均匀颜色空间即L*a*b*表色系统。因此在测色中一般不直接使用Yxy表色系。

色差仪CIEXYZ和CIEYxy的区别：

CIEXYZ颜色空间，也称CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量（X，Y，Z）能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色，其中X和Z定义为颜色的色度，Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于测色仪和数字颜色分析器等分析仪器，它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛，但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致，导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此，该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。

三刺激值XYZ对定义颜色非常有用，但却不易直接目视其结果，为此CIE于1931年规定了Yxy色空间，它是在二维图上描述颜色，但与亮度无关。Y为物体的反射比，用%数表示（与反射比为100%的理想漫反射相比较）。它对应于颜色三要素的明度其值就等于三刺激值的Y值。色度坐标x、y对应于色三要素的色调和彩度。x、y色度坐标可由下式算得：x=X/（X+Y+Z）y=Y/（X+Y+Z）（其中X、Y、Z为三刺激值）X轴色度坐标相当于红基色的比例；Y轴色度坐标相当于绿基色的比例，图中没有Z轴色度坐标（即蓝基色所占的比例）。因为比例系数x+y+z=1，Z的坐标值可以推算出来，即z=1-x-y。