彩色視覺三色理論為色彩的每個知覺假定了一個坐標,分別給出了色彩的紅、綠、藍量,因為達到視網膜的光量取決于有效光量,這三個坐標值[三刺激值x(λ)、y(λ)、z(λ)就是用照明的三刺激值加權的反射率值,計算時通常把照明的y(λ)刺激值整規(guī)化為100。
三刺激值中的y(λ)值是視覺亮度響應的度量(根據大約200個觀察者得到的平均值),三刺激值中的x(λ)值和z(λ)值分別表達紅量和藍量。
因為電視技術主要跟光的加色混合有關,所以電視工程師會解釋道:三刺激值是用熒光屏上的紅、綠、藍熒光粉模擬的。就像任何一個色彩(熒光屏的色域內)可以通過正確選擇紅、綠、藍熒光粉的組合強度產生一樣,任何一個色彩可以用三個刺激值的適量組合產生。但可惜的是,三刺激值是想象的,因為三刺激值必須比光譜色彩更飽和。
三刺激值x(λ)、y(λ)和z(λ)的視覺感受沒有均勻的距離,在亮區(qū)產生的5個單位色差比暗區(qū)產生5個單位色差要小得多。我們可以回憶一下過去學過的知識,三刺激值是與反射率值成正比的,所以反射率值給視覺的感受也不是均勻分布的,即使對于中性色也是這樣。正因為如此,對三刺激值的轉換方法作了許多的研究。
因為反射率值相對于眼睛不是等距分布的,為了得到一個相對均勻的亮度標度,可以將y(λ)刺激值加以變換。第一個均勻亮度標度是孟塞爾值標度,它把三刺激值y(λ)的平方根作為亮度,1943年它又被重新定義,亮度不再作為Y的函數對待。
立方根亮度標度是由拉德和皮尼提出,后又經哥拉塞等人重新定義,其表達式為:
L*=116/y(λ)/y(λ)0-16
式中:L*——亮度;
y(λ)0——照明的三刺激值(通常為100)。
通過上式可以使亮度變成一個視覺均勻的彩色空間坐標,另外兩個刺激值x(λ)、z(λ)也必須變成視覺均勻的坐標。
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