三、CIE1976色度空间
（一）、CIE1976
色度空间及色差公式
从一开始研究色彩学，人们为了使色彩设计和复制更精确、更完美，为色彩的转换和校正制定合适的调整尺度或比例，减少由于空间的不均匀而带来的复制误差，在不断寻找一种最均匀的色彩空间，这种色彩空间，在不同位置，不同方向上相等的几何距离在视觉上有对应相等的色差，把易测的空间距离作为色彩感觉差别量的度量。若能得到一种均匀颜色空间，那么色彩复制技术就会有更大进步，颜色匹配和色彩复制的准确性就得到加强。
从CIE1931RGB系统到CIE1931XYZ系统，再到CIE1960UCS系统，再到CIE1976LAB系统，一直都在向\均匀化\方向发展。CIE1931XYZ颜色空间只是采用简单的数学比例方法，描绘所要匹配颜色的三刺激值的比例关系；CIE1960UCS颜色空间将1931xy色度图作了线形变换，从而使颜色空间的均匀性得到了改善，但亮度因数没有均匀化。
为了进一步改进和统一颜色评价的方法，1976年CIE推荐了新的颜色空间及其有关色差公式，即CIE1976LAB（或Lab）系统，现在已成为世界各国正式采纳、作为国际通用的测色标准。它适用于一切光源色或物体色的表示与计算。
CIE1976Lab空间由CIEXYZ系统通过数学方法转换得到，转换公式为：
（5-17）
其中X、Y、Z是物体的三刺激值；X0、Y0、Z0为CIE标准照明体的三刺激值；L表示心理明度；a、b为心理色度。
从上式转换中可以看出：由X、Y、Z变换为Ｌ、a、b时包含有立方根的函数变换，经过这种非线形变换后，原来的马蹄形光谱轨迹不复保持。转换后的空间用笛卡儿直角坐标体系来表示，形成了对立色坐标表述的心理颜色空间，如图5-43所示。在这一坐标系统中，+a表示红色，-a表示绿色，+b表示黄色，-b表示蓝色，颜色的明度由L的百分数来表示。
图5-43
色差是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。若两个色样样品都按L、 a、b标定颜色，则两者之间的总色差△Eab以及各项单项色差可用下列公式计算： 明度差： △L=L色度差： △a=a总色差：
1-L2 1-a2 △b
=b1-b2
（5-18）
计算举例：在2°标准观察者和C光源的照明条件下，测得用黄色油墨印制的三个样品的色度坐标为：
No1： Y=71.79， x=0.4210， y=0.4788 No2： Y=70.67， x=0.4321， y=0.4889 No3： Y=67.95， x=0.4441， y=0.4947 C光源：Y0=100， x0=0.3101， y0=0.3162
下面再按式（5-17）进行计算L，a，b。首先根据式（5-14）求各样品色的三刺激值
由此得到：
No1: Y1=71.79, X1=63.13, Z1=15.02 No2: Y2=70.60, X2=62.46, Z2=11.43 No3: Y3=67.95, X3=61.00, Z3=8.40 C光源：Y0=100, X0=98.07, Z0=118.22 把这些数值代入式（5-17）求得：
No.1
No.２
No.３
假定以样品色No.1为标准，则可计算出它们的色差值为： △L △a △b △Eab No.2-No.1 -0.6638 1.3287 7.6053 7.7490 No.3-No.1 -1.9727 3.5920 14.3055 14.8809 （二）、色差单位的提出与意义
1939年，美国国家标准局采纳了贾德等的建议而推行Y1/2、a、b色差计算公式，并按此公式计算颜色差别的大小，以绝对值1作为一个单位，称为\色差单位\。一个NBS单位大约相当于视觉色差识别阈值的5倍。如果与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较，则1NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值，0.15孟塞尔彩度值，2.5 孟塞尔色相值（彩度为1）；孟塞尔系统相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。NBS的色差单位与人的色彩感觉差别用表5-5来描述，说明NBS单位在工业应用上是有价值的。后来开发的新色差公式，往往有意识地把单位调整到与NBS单位相接近，例如ANLAB40，Hunter Lab以及CIE LAB 、CIE LUV等色差公式的单位都与NBS 单位大略相同（不是相等）。因此，我们不要误解以为任何色差公式计算出的色差单位都是NBS。
彩色包装装潢印刷复制技术是多工序的系统工程，装潢印刷品最终质量的色彩误差，多按正态分布规律N（u，σ2），采用\三倍标准差法\，取±3σ作为上、下控制公差。根据国内、外的经验表明：对无特殊要求的一般产品，取6ΔEab色差单位作为装潢印刷品颜色公差的控制范围是较为合理的。
在色彩复制质量要求上，由国家标准局颁布的装潢印刷品GB7705-87（平印）、GB7706-87（凸印）、GB7707-87（凹印）的国家标准中，对彩色装潢印刷品的同批同色色差为：一般产品ΔEab≤5.00～6.00，精细产品ΔEab≤4.00～5.00，同时还将这一质量标准作为国家企业晋升的一项条件。
表5-5 NBS单位与颜色差别感觉程度
NBS单位色差值 0．0～0.50 0.5～1.51 1.5～3 3～6 6以上 感 觉 色 差 程 度 （微小色差）感觉极微（trave） （小色差）感觉轻微（slight） （较小色差）感觉明显 （noticeable） （较大色差）感觉很明显（appreciable） （大色差）感觉强烈（much） （三）、CIE ab心理色度图的形状分析
CIE rg色度图和CIE xy色度图中色度坐标所反映的是三原色各自在三刺激值总量中的相对比例，它表示了颜色相同和彩度相同而亮度不同的那些颜色的共同特征，色度图的范围代表颜色的色域。
我们以Y=19.77（孟塞尔明度V=5）时的xy色度图（图5-44）为例来观察转换后ab心理色度图的情况。图中射线为孟塞尔色卡中恒定色相轨迹。利用式（5-17）进行转换，这是一种非线形转换，图5-44中的马蹄形光谱轨迹不复保持，而成为一种不规则的楔形（图5-45），在CIEab心理色度图中，蓝原色向右下方伸展形成楔形的尖。
图5-44 xy色度图 图5-45 ab心理色度图
图5-46为图5-45的局部，反映出孟塞尔明度V=5时，孟塞尔色卡中恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹，可以看出ab心理色度图具有较好的均匀性。
图5-46 Y=19.77（V=5）时ab心理色度图
如果知道了色样的刺激值Y（亮度因数），则式（5-17）中的刺激值X、Z可用色度坐标来表