第1章颜色的度量体系 (征求意见稿) 清华大学计算机科学与技术系 智能技术与系统国家重点实验室 林福宗 2001年9月10日 在开拓颜色科学的历史上,人们付出了巨大的努力,因此才有今天再现真实世界的电视 栩栩如生的彩色图片和五彩缤纷的多媒体世界。颜色是一门很复杂的学科,它涉及到物理学、 生物学、心理学和材料学等多种学科。许多人都同意这种看法,颜色是人的大脑对物体的 种反映,是人的一种感觉,而这种感觉又是带有极端的主观性,因此用数学方法来描述这种 感觉可能是一件很困难的事。现在已经有许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准,但好 像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被接受,因此还需要我们继续努力 由于颜色科学的历史比较长,随着科学技术的进步,度量颜色的方法也越来越多,而且 也经常遇到使用多个字面上不同的术语来描述同一个颜色特性,初学者(包括笔者)在阅读这 类文献时往往感到比较混乱。因此本章将人们对颜色的认识和度量等方面所取得的进步作 些简单的介绍,目的是为读者阅读英文文献提供一些背景材料 1.1颜色科学简史 在166年,23岁的 Isaac newton(1642-1727)就开始研究颜色。在光和颜色的实验中, 牛顿认识到了每一种颜色和它相邻颜色之间的关系,把红色和紫色首尾相接就形成了一个 圆,这个圆称为色圆( color circle)或者称为色轮( color wheel),如图1-01所示。人们为纪念他 所作的贡献,把这种颜色圆称为牛顿色圆( Newton color circle)。牛顿色圆为揭示红(red,R)、 绿(gren,G)和蓝(bue,B)相加混色奠定了基础 c 图1-01牛顿色圆 牛顿发明的颜色圆是度量颜色的一种方法。牛顿颜色圆用圆周表示色调,圆的半径表示 饱和度,它可方便地用来概括相加混色的性质(见1.2)。例如,RGB是相加基色,而它们的 互补色是CM,Y,图1-01显示了它们之间的关系。通过实验,牛顿还揭示了一个重要的事实 白光包含所有可见光谱的波长,并用棱镜演示了这个事实。 在1802年, Thomas young(1773-1829)认为人的眼睛有三种不同类型的颜色感知接收 器,大体上相当于红、绿和蓝三种基色的接收器。19世纪60年代, Maxwell. James Clerk (1831-1879)探索了三种基色的关系,并且认识到三种基色相加产生的色调不能覆盖整个感 知色调的色域,而使用相减混色产生的色调却可以。他认识到彩色表面的色调和饱和度对眼 睛的敏感度比明度低。 Maxwell F的工作可被认为是现代色度学的基础
1 第1章 颜色的度量体系 (征求意见稿) 清华大学计算机科学与技术系 智能技术与系统国家重点实验室 林福宗 2001 年 9 月 10 日 在开拓颜色科学的历史上，人们付出了巨大的努力，因此才有今天再现真实世界的电视、 栩栩如生的彩色图片和五彩缤纷的多媒体世界。颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、 生物学、心理学和材料学等多种学科。许多人都同意这种看法，颜色是人的大脑对物体的一 种反映，是人的一种感觉，而这种感觉又是带有极端的主观性，因此用数学方法来描述这种 感觉可能是一件很困难的事。现在已经有许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但好 像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被接受，因此还需要我们继续努力。 由于颜色科学的历史比较长，随着科学技术的进步，度量颜色的方法也越来越多，而且 也经常遇到使用多个字面上不同的术语来描述同一个颜色特性，初学者(包括笔者)在阅读这 类文献时往往感到比较混乱。因此本章将人们对颜色的认识和度量等方面所取得的进步作一 些简单的介绍，目的是为读者阅读英文文献提供一些背景材料。 1.1 颜色科学简史 在 1666 年，23 岁的 Isaac Newton(1642-1727)就开始研究颜色。在光和颜色的实验中， 牛顿认识到了每一种颜色和它相邻颜色之间的关系，把红色和紫色首尾相接就形成了一个 圆，这个圆称为色圆(color circle)或者称为色轮(color wheel)，如图1-01 所示。人们为纪念他 所作的贡献，把这种颜色圆称为牛顿色圆(Newton color circle)。牛顿色圆为揭示红(red, R)、 绿(green, G)和蓝(blue, B)相加混色奠定了基础。 图 1-01 牛顿色圆 牛顿发明的颜色圆是度量颜色的一种方法。牛顿颜色圆用圆周表示色调，圆的半径表示 饱和度，它可方便地用来概括相加混色的性质(见 1.2)。例如，R,G,B是相加基色，而它们的 互补色是 C,M,Y, 图 1-01 显示了它们之间的关系。通过实验，牛顿还揭示了一个重要的事实： 白光包含所有可见光谱的波长，并用棱镜演示了这个事实。 在 1802 年，Thomas Young(1773–1829)认为人的眼睛有三种不同类型的颜色感知接收 器，大体上相当于红、绿和蓝三种基色的接收器。19 世纪 60 年代，Maxwell, James Clerk (1831–1879)探索了三种基色的关系，并且认识到三种基色相加产生的色调不能覆盖整个感 知色调的色域，而使用相减混色产生的色调却可以。他认识到彩色表面的色调和饱和度对眼 睛的敏感度比明度低。Maxwell 的工作可被认为是现代色度学的基础
人们发现 Young的看法非常重要。根据这种看法,使用三种基色相加可产生范围很宽的 颜色。其后, Hermann von helmholtz(1821-1894)把这个想法用于定量研究,因此有时把他们 的想法称为 Young- Helmholtz理论。 在20世纪20年代,人们对科学家们提出的看法进行了详细的实验。实验表明,红、绿 和蓝相加混色的确能够产生某个色域里的所有可见颜色,但不能产生所有的光谱色(单一波 长构成的颜色),尤其是在绿色范围里。后来已经发现,如果加入一定量的红光,所有颜色 都可以呈现,并用三色激励值( tristimulus values)表示R,G,B基色,但必须允许红色激励值 为负值。 在1931年,国际照明委员会( ommission Internationale de l'clairage/ International Commission on illumination,CIE)定义标准颜色体系时,规定所有的激励值应该为正值,并 且都应该使用x和y两个颜色坐标表示所有可见的颜色。现在大家熟悉的CIE色度图CE chromaticity diagram)就是用xy平面表示的马蹄形曲线,它为大多数定量的颜色度量方法奠 定了基础。 长期以来,眼睛中的不同锥体对颜色的吸收性能一直是一种猜想,直到1965年前后人 们才做详细的生理学实验进行验证。实验的结果验证了 Thomas young的假设,在眼睛中的 确存在三种不同类型的锥体 颜色是一门很复杂的学科,它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。许 多人都同意这种看法,颜色是人的大脑对物体的一种反映,是人的一种感觉,而这种感觉又 是带有极端的主观性,因此用数学方法来描述这种感觉可能是一件很困难的事。现在已经有 许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准,但好像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被 接受,因此还需要我们继续努力 1.2描述颜色的几个术语 1.2.1什么是颜色 从物理学这个角度来说,人们认为颜色是人的视觉系统对可见光的感知结果,感知到的 颜色由光波的频率决定。光波是一种具有一定频率范围的电磁辐射,其波长覆盖的范围很广。 电磁辐射中只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而被感觉,其波长在380~780nm的范围里。 眼睛感知到的颜色和波长之间的对应关系如图6-02所示。纯颜色通常使用光的波长来定 义,用波长定义的颜色叫做光谱色( spectral colors)。人们已经发现,用不同波长的光进行组 合时可以产生相同的颜色感觉 虽然人们可以通过光谱功率分布来精确地描述颜色,也就是用每一种波长的功率(占总 功率的一部分)在可见光谱中的分布来描述,但因为眼睛对颜色的采样仅用相应于红、绿和 蓝三种锥体细胞,因此这种描述方法就产生了很大冗余。这些锥体细胞采样得到的信号通过 大脑产生不同颜色的感觉,这些感觉由国际照明委员会(CIE)作了定义,用颜色的三个特性 来区分颜色。这些特性是色调,饱和度和明度,它们是颜色所固有的并且是截然不同的特性 2
2 人们发现 Young 的看法非常重要。根据这种看法，使用三种基色相加可产生范围很宽的 颜色。其后，Hermann von Helmholtz(1821-1894)把这个想法用于定量研究，因此有时把他们 的想法称为 Young-Helmholtz 理论。 在 20 世纪 20 年代，人们对科学家们提出的看法进行了详细的实验。实验表明，红、绿 和蓝相加混色的确能够产生某个色域里的所有可见颜色，但不能产生所有的光谱色(单一波 长构成的颜色)，尤其是在绿色范围里。后来已经发现，如果加入一定量的红光，所有颜色 都可以呈现，并用三色激励值(tristimulus values)表示 R，G，B基色，但必须允许红色激励值 为负值。 在 1931 年，国际照明委员会(Commission Internationale de l'clairage / International Commission on Illumination ，CIE)定义标准颜色体系时，规定所有的激励值应该为正值，并 且都应该使用 x 和 y 两个颜色坐标表示所有可见的颜色。现在大家熟悉的 CIE色度图(CIE chromaticity diagram)就是用 xy 平面表示的马蹄形曲线，它为大多数定量的颜色度量方法奠 定了基础。 长期以来，眼睛中的不同锥体对颜色的吸收性能一直是一种猜想，直到 1965 年前后人 们才做详细的生理学实验进行验证。实验的结果验证了 Thomas Young 的假设，在眼睛中的 确存在三种不同类型的锥体。 颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。许 多人都同意这种看法，颜色是人的大脑对物体的一种反映，是人的一种感觉，而这种感觉又 是带有极端的主观性，因此用数学方法来描述这种感觉可能是一件很困难的事。现在已经有 许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但好像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被 接受，因此还需要我们继续努力。 1.2 描述颜色的几个术语 1.2.1 什么是颜色 从物理学这个角度来说，人们认为颜色是人的视觉系统对可见光的感知结果，感知到的 颜色由光波的频率决定。光波是一种具有一定频率范围的电磁辐射，其波长覆盖的范围很广。 电磁辐射中只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而被感觉，其波长在 380～780 nm 的范围里。 眼睛感知到的颜色和波长之间的对应关系如图 6－02 所示。纯颜色通常使用光的波长来定 义，用波长定义的颜色叫做光谱色(spectral colors)。人们已经发现，用不同波长的光进行组 合时可以产生相同的颜色感觉。 虽然人们可以通过光谱功率分布来精确地描述颜色，也就是用每一种波长的功率(占总 功率的一部分)在可见光谱中的分布来描述，但因为眼睛对颜色的采样仅用相应于红、绿和 蓝三种锥体细胞，因此这种描述方法就产生了很大冗余。这些锥体细胞采样得到的信号通过 大脑产生不同颜色的感觉，这些感觉由国际照明委员会(CIE)作了定义，用颜色的三个特性 来区分颜色。这些特性是色调，饱和度和明度，它们是颜色所固有的并且是截然不同的特性
射x射线紫外续红外续」 可见光谱 波长/n600 频率较高 频率较低 波长(nm) 图1-02光谱色 1.2.2色调 色调(hue)又称为色相,指颜色的外观,用于区别颜色的名称或颜色的种类。色调是视 觉系统对一个区域呈现的颜色的感觉。对颜色的感觉实际上就是视觉系统对可见物体辐射或 者发射的光波波长的感觉。这种感觉就是与红、绿和蓝三种颜色中的哪一种颜色相似,或者 与它们组合的颜色相似。色调取决于可见光谱中的光波的频率,它是最容易把颜色区分开的 一种属性。 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫等术语来刻画。苹果是红色的,这“红色”便 是一种色调,它与颜色明暗无关。色调的种类很多,如果要仔细分析,可有一千万种以上, 但普通颜色专业人士可辨认出的颜色大约可达三百至四百种。黑、灰、白则为无色彩。 色调有一个自然次序:红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫(red, orange, yellow, green, cyan,blue, indigo, violet,ROYG.BlV)。在这个次序中,当人们混合相邻颜色时,可以获 得在这两种颜色之间连续变化的色调。色调在颜色圆上用圆周表示,圆周上的颜色具有相同 的饱和度和明度,但它们的色调不同如图1-03所示 用于描述感知色调的一个术语是色彩( colorfulness)色彩是视觉系统对一个区域呈现的 色调多少的感觉,例如,是浅蓝还是深蓝的感觉 白 色调 绿 品红 图1-03圆周表示色调 123饱和度 饱和度( saturation)是相对于明度的一个区域的色彩,是指颜色的纯洁性,它可用来区别 颜色明暗的程度。当一种颜色渗入其它光成分愈多时,就说颜色愈不饱和。完全饱和的颜色 是指没有渗入白光所呈现的颜色,例如仅由单一波长组成的光谱色就是完全饱和的颜色。饱
3 图 1-02 光谱色 1.2.2 色调 色调(hue)又称为色相，指颜色的外观，用于区别颜色的名称或颜色的种类。色调是视 觉系统对一个区域呈现的颜色的感觉。对颜色的感觉实际上就是视觉系统对可见物体辐射或 者发射的光波波长的感觉。这种感觉就是与红、绿和蓝三种颜色中的哪一种颜色相似，或者 与它们组合的颜色相似。色调取决于可见光谱中的光波的频率，它是最容易把颜色区分开的 一种属性。 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫等术语来刻画。苹果是红色的，这“红色”便 是一种色调，它与颜色明暗无关。色调的种类很多，如果要仔细分析，可有一千万种以上， 但普通颜色专业人士可辨认出的颜色大约可达三百至四百种。黑、灰、白则为无色彩。 色调有一个自然次序：红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫(red，orange, yellow，green， cyan，blue，indigo，violet，ROY G. BIV)。在这个次序中，当人们混合相邻颜色时，可以获 得在这两种颜色之间连续变化的色调。色调在颜色圆上用圆周表示，圆周上的颜色具有相同 的饱和度和明度，但它们的色调不同,如图 1-03 所示。 用于描述感知色调的一个术语是色彩(colorfulness)。色彩是视觉系统对一个区域呈现的 色调多少的感觉，例如，是浅蓝还是深蓝的感觉。 图 1-03 圆周表示色调 1.2.3 饱和度 饱和度(saturation)是相对于明度的一个区域的色彩，是指颜色的纯洁性，它可用来区别 颜色明暗的程度。当一种颜色渗入其它光成分愈多时，就说颜色愈不饱和。完全饱和的颜色 是指没有渗入白光所呈现的颜色，例如仅由单一波长组成的光谱色就是完全饱和的颜色。饱
和度在颜色圆上用半径表示,如图1-04(a)所示。沿径向方向上的不同颜色具有相同的色调 和明度,但它们的饱和度不同。例如在图1-04(b)所示的七种颜色,它们具有相同的色调和 明度,但具有不同的饱和度,左边的饱和度最浅,右边的饱和度最深。 图1-04半径大小表示饱和度的深浅 在英文文献中,有一个叫做“ chroma”的术语,这个术语有时也指“ saturation(饱和度)”。 例如在 Munsell i颜色制中,就是用“ saturation”代替“ chroma”。在中文科技术语中,“ chroma”, chromaticity”和“ chrominance”都被译成“色度”—一色彩的浓度。在CIE文献(CI45-25-225) 中,“ chroma”定义为视觉感知属性,用于衡量呈现的纯颜色的量。因此“色度”是用来区 分颜色色彩的浓度和纯洁度,换句话说,“色度”的含义既含色调和又含饱和度。例如,毫 无白色渗入的颜色就是饱和色,叫做纯色;纯色与黑、灰、白或其它颜色混合以后,色度就 会降低:粉红色、粉蓝色、粉绿色等颜色就是低色度的颜色:黄色的色度最高,橙、红、青、 紫次之 124亮度 在许多中文书籍和英汉词典工具书中, brightness,, lightness, luminance都被翻译成“亮 度”。在英文科技文献中,这些术语是有差别的。为了反映它们所表达的不同含义,在本教 材中我们分别用“明度”表示 brightness,用“亮度”表示 luminance,用“光亮度”表示 lightness. 1.明度 根据国际照明委员会的定义,明度( brightness)是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少 的感知属性。例如,一根点燃的蜡烛在黑暗中看起来要比白炽光下亮。虽然明度的主观感觉 值目前还无法用物理设备来测量,但可以用亮度( luminance)即辐射的能量来度量。颜色中的 明度分量不同于颜色即色调(hue),也不同于饱和度( saturation)即颜色的强度( Intensity) 有色表面的明度取决于亮度和表面的反射率。由于感知的明度与反射率不是成正比,而 认为是一种对数关系,因此在颜色度量系统中使用一个比例因子(例如,0-10)来表示明度。 人们也己经发现,对于用不同光谱特性但发射流明数量相同的两个表面,它们被认为有相同 的明度。明度的一个极端是黑色(没有光),另一个极端是白色,在这两个极端之间是灰色。 在许多颜色系统中,明度常用垂直轴表示,如图1-05(a)所示。例如在图1-05(b)所示的 七种颜色它们具有相同的色调和饱和度,但它们的明度不同,底部的明度最小,顶部的明 度最大
4 和度在颜色圆上用半径表示，如图 1-04(a)所示。沿径向方向上的不同颜色具有相同的色调 和明度，但它们的饱和度不同 。例如在图 1-04(b)所示的七种颜色，它们具有相同的色调和 明度，但具有不同的饱和度，左边的饱和度最浅，右边的饱和度最深。 (a) (b) 图 1-04 半径大小表示饱和度的深浅 在英文文献中，有一个叫做“ chroma”的术语，这个术语有时也指“ saturation(饱和度)”。 例如在 Munsell 颜色制中，就是用“saturation”代替“chroma”。在中文科技术语中，“chroma”， “chromaticity”和“chrominance”都被译成“色度”——色彩的浓度。在 CIE文献(CIE 45-25-225) 中，“chroma”定义为视觉感知属性，用于衡量呈现的纯颜色的量。因此“色度”是用来区 分颜色色彩的浓度和纯洁度，换句话说，“色度”的含义既含色调和又含饱和度。例如，毫 无白色渗入的颜色就是饱和色，叫做纯色；纯色与黑、灰、白或其它颜色混合以后，色度就 会降低；粉红色、粉蓝色、粉绿色等颜色就是低色度的颜色；黄色的色度最高，橙、红、青、 紫次之。 1.2.4 亮度 在许多中文书籍和英汉词典工具书中，brightness，lightness，luminance都被翻译成“亮 度”。在英文科技文献中，这些术语是有差别的。为了反映它们所表达的不同含义，在本教 材中我们分别用“明度”表示 brightness，用“亮度”表示 luminance，用“光亮度”表示 lightness。 1. 明度 根据国际照明委员会的定义，明度(brightness)是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少 的感知属性。例如，一根点燃的蜡烛在黑暗中看起来要比白炽光下亮。虽然明度的主观感觉 值目前还无法用物理设备来测量，但可以用亮度(luminance)即辐射的能量来度量。颜色中的 明度分量不同于颜色即色调(hue)，也不同于饱和度(saturation)即颜色的强度(intensity)。 有色表面的明度取决于亮度和表面的反射率。由于感知的明度与反射率不是成正比，而 认为是一种对数关系，因此在颜色度量系统中使用一个比例因子(例如，0－10)来表示明度。 人们也已经发现，对于用不同光谱特性但发射流明数量相同的两个表面，它们被认为有相同 的明度。明度的一个极端是黑色(没有光)，另一个极端是白色，在这两个极端之间是灰色。 在许多颜色系统中，明度常用垂直轴表示，如图 1-05(a)所示。例如在图 1-05(b)所示的 七种颜色,它们具有相同的色调和饱和度，但它们的明度不同，底部的明度最小，顶部的明 度最大
色调 饱和度 ○●●●●● 图1-05垂直轴表示明度 2.亮度 如前所述,明度( brightness)是视觉系统对可见物体发光多少的感知属性,它和人的感知 有关。由于明度很难度量,因此国际照明委员会定义了一个比较容易度量的物理量,称为亮 度( luminance)。根据国际照明委员会的定义,亮度是用反映视觉特性的光谱敏感函数(参看《多 媒体技术基础》中的图5-1)加权之后得到的辐射功率( (radiant power),并在555mm处达到了 峰值,它的幅度与物理功率成正比。从这个意义上说,可以认为“亮度就像光的强度”。在 英文科技文献中,光的强度用“ IntensIty”表示,但在许多中文工具书和科技文献中把 “ Intensity”和“ luminance”都翻译成“亮度”,这是我们在阅读文献时需要注意的地方。在 CIE XYZ系统中,亮度用Y表示。亮度的值是可度量的,它用单位面积上反射或者发射的光 的强度表示。 随便指出,明度和亮度的关系不是线性关系,它们不是同义词。此外,严格地说,亮度 应该使用像烛光/平方米(cd/m2)这样的单位来度量,但实际上是用指定的亮度即白光作参考, 并把它标称化为1或者100个单位。例如,监视器用亮度为80cdm2的白光作参考,并指定 Y 3.光亮度 根据国际照明委员会的定义,光亮度是人的视觉系统对亮度( luminance)的感知响应值 并用L*表示。CIE把L*定义为亮度的立方根:L*=116×y/y-16。其中 (Y/n)≤0008856,Y是CXYZ系统中定义的亮度,Yn是参考白色光的亮度。光亮度 ( lightness)用作颜色空间的一个维,而明度 brightness9则仅限用于发光体该术语用来描述反 射表面或者透射表面。对计算机显示器显示的颜色,除使用明度( brightness之外,也可使用 光亮度( lightness)。因为虽然监视器是发射光的物体,但显示的颜色是相对于监视器的白光 而言的 12.5颜色空间 颜色空间是表示颜色的一种数学方法,人们用它来指定和产生颜色,使颜色形象化。对 于人来说,我们可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色:对于显示设备来说,人们使用红、 绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色;对于打印或者印刷设备来说,人们使用青色、品红色、 黄色和黑色的反射和吸收来产生指定的颜色。因此,颜色空间通常用三维模型表示,空间中 的颜色能够看到或者使用颜色模型产生。颜色空间中的颜色通常使用代表三个参数的三维坐 标来指定,这些参数描述的是颜色在颜色空间中的位置,但并没有告诉我们是什么颜色,其 颜色要取决于我们使用的坐标 为说明颜色空间的概念,图1-06表示使用色调、饱和度和明度构造的一种颜色空间, 叫做 HSB(hue, saturation and brightness)颜色空间。色调用角度来标定,通常红色标为0,青
5 (a) (b) 图 1-05 垂直轴表示明度 2. 亮度 如前所述，明度(brightness)是视觉系统对可见物体发光多少的感知属性，它和人的感知 有关。由于明度很难度量，因此国际照明委员会定义了一个比较容易度量的物理量，称为亮 度(luminance)。根据国际照明委员会的定义,亮度是用反映视觉特性的光谱敏感函数(参看《多 媒体技术基础》中的图 5-1)加权之后得到的辐射功率(radiant power)，并在 555 nm 处达到了 峰值，它的幅度与物理功率成正比。从这个意义上说，可以认为“亮度就像光的强度”。在 英文科技文献中，光的强度用“intensity”表示，但在许多中文工具书和科技文献中把 “intensity”和“luminance”都翻译成“亮度”，这是我们在阅读文献时需要注意的地方。在 CIE XYZ 系统中，亮度用Y 表示。亮度的值是可度量的，它用单位面积上反射或者发射的光 的强度表示。 随便指出，明度和亮度的关系不是线性关系，它们不是同义词。此外，严格地说，亮度 应该使用像烛光/平方米(cd/m2 )这样的单位来度量，但实际上是用指定的亮度即白光作参考， 并把它标称化为 1 或者 100 个单位。例如，监视器用亮度为 80 cd/m2 的白光作参考，并指定 Y = 1。 3.光亮度 根据国际照明委员会的定义，光亮度是人的视觉系统对亮度(luminance)的感知响应值， 并用 L *表示。CIE把 L *定义为亮度的立方根： L* = 116´ 3 Y / Yn -16。其中 (Y / Yn ) £ 0.008856，Y 是 CIE XYZ 系统中定义的亮度，Yn是参考白色光的亮度。光亮度 (lightness)用作颜色空间的一个维，而明度(brightness)则仅限用于发光体,该术语用来描述反 射表面或者透射表面。对计算机显示器显示的颜色，除使用明度(brightness)之外，也可使用 光亮度(lightness)。因为虽然监视器是发射光的物体，但显示的颜色是相对于监视器的白光 而言的。 1.2.5 颜色空间 颜色空间是表示颜色的一种数学方法，人们用它来指定和产生颜色，使颜色形象化。对 于人来说，我们可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色；对于显示设备来说，人们使用红、 绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色；对于打印或者印刷设备来说，人们使用青色、品红色、 黄色和黑色的反射和吸收来产生指定的颜色。因此，颜色空间通常用三维模型表示，空间中 的颜色能够看到或者使用颜色模型产生。颜色空间中的颜色通常使用代表三个参数的三维坐 标来指定，这些参数描述的是颜色在颜色空间中的位置，但并没有告诉我们是什么颜色，其 颜色要取决于我们使用的坐标。 为说明颜色空间的概念，图 1-06 表示使用色调、饱和度和明度构造的一种颜色空间， 叫做 HSB(hue, saturation and brightness)颜色空间。色调用角度来标定，通常红色标为 0 o ,青