浅谈色差公式的发展和成果

国际照明委员会（简称CIE）是负责国际照明工程领域中光源制造、照明设计和光辐射计量测试的机构，在国际色彩标准的研究和开发中发挥着重要作用。其中一项就是色差公式的建立和推广，从第一个开始CIE经过色度系统的研究，已经研究了40多个色差公式。今天主要来来聊一聊在其推广之下色差公式的发展。

1976年以前的色差公式

1976年以前有20多个公式，可分为三类:适合孟塞尔数据的麦克亚当椭圆CIE色度学系统的线性转换。孟塞尔系统是一个视觉等距系统。美国光学学会对其颜色样本的间距进行了深入研究，该系统于1943年发布，同时也发布了CIE三刺激值。

 这可以说是最早的颜色识别数据，说明CIEXYZ系统不均匀。基于孟塞尔系统的早期色差公式是Nickerson的褪色索引(indexoffading)。这一类中最成功的色差公式是ANLAB，它有五个令人讨厌的多项式函数，后来用一系列立方根函数进行了简化，即1976年CIE1976LAB色差公式。麦克亚当数据包含24个颜色中心，用色度来评分区域。这个数据集也解释了CIEXYZ系统不均匀。

 虽然许多色差公式是在数据集的基础上开发的，但它们现在还没有被广泛使用，主要是因为视觉实验结果和表面颜色非常不同。XYZ这种系统线性转换的色差公式广泛应用于色混合，如色光和荧光显示。研究了一些早期的公式，包括CIEU*V*W*空间，1976年精练成CIELUV。

 CIELAB和CIELUV广泛使用的主要原因是它更容易将看到的颜色与色度图中的位置联系起来，△E该值可以用空间中标准颜色和样品颜色之间的距离来计算。应用于表面颜色(减色混合)工业和光源颜色(增色混合，如TV)工业。

1976-2001间色差公式的发展

正如上面提到的最后一部分，在1976年之前，它主要是基于孟塞尔数据和麦克亚当数据的色差公式的发展。他们的观察条件与行业中的观察条件非常不同。基于此，许多实验结果已经公布。其中大部分是在典型的光源观测条件下获得的大表面样本。中小色差数据集显示CIELAB和CIELUV不能准确地量化它们。Luo的Rigg，RITDupont，Kim和Nobbs，Witt积累的数据集比较好，在获取这些数据集的过程中使用了大量的观察者和样本对，观察者浮动变化较小。

 在CIELAB在公式的基础上，利用这些数据集来研究更高级的色差公式：CMC(l:c)，BFD(l:c)，CIE94(一般来说，一个或两个数据集用于研究每个色差公式)。所有的色差公式都表明它们比较CIELAB现有数据集的预测有了很大的改进。然而，相信的比较表明，这些色差公式在其结果上有很大的不同。基于此，国际照明委员会于1998年成立了技术委员会(TC)1-47，工业色差修正的主要任务是色相和明度。

2001年后色差公式的发展

经过技术委员会成员的密切合作，2001年推荐名称CIEDE色差公式2000。它包含五对：CIELAB校正:明度权重函数、色度权重函数、色相权重函数、色度差和色交互项(用于提高蓝色性能)、调整CIELABa*提高灰色性能的因素(用于改善)。

 如此巨大的突破源于许多更全面、更可用的数据集。然而，色差研究的新方向如下：

 几乎所有的努力都是正确的CIELAB建立了改进CIETC1-55根据色彩视觉理论推荐一个新的均匀色彩空间。在颜色模型(例如CIECAM02)基础上的均匀色空间可能是一个理想的解决方案。

 所有色差公式只能在CIE在规定的参考观察条件下使用，收集一些新数据，研究观察参数(如照明、彩色背景、媒体、物理尺寸、色差、分离、织物和照度水平)带来的视觉效果非常有价值。然后，将研究能够考虑不同观察条件的色差公式。

 几乎所有的色差公式都是用来预测一对大型单色物体或色块的色差的。越来越多的应用程序需要预测一对图像之间的色差。当前的色差公式无法评估图像空间的变化。这需要开发一个色差公式来满足要求。