不同原色光谱和观察视场对颜色感知的影响

摘要

为研究不同原色光谱和观察视场对观察者颜色感知的影响,利用三组不同原色光谱的显示设备,组织了18～23名年龄分布在19～25岁的正常色觉观察者,对CIE推荐的5个颜色分别在2°,4°,10°,22°的不同观察视场开展颜色匹配实验.基于采集到的1260组颜色匹配光谱数据,分别代入CIE1931,CIE1964和CIE2006颜色匹配函数计算目标色和匹配色的色度值,用CIEDE2000色差值评价各颜色匹配函数的表现.在a*b*和L*C*ab色度平面,绘制不同观察视场下观察者基于不同显示设备匹配颜色的散点图,发现CIE1931的计算结果与CIE1964,CIE2006的结果有较大的差别,特别是在红色和绿色区域.同时,CIE2006颜色匹配函数计算目标色与匹配色间的色差最小,其在小视场(2°和4°)和大视场(22°)的表现明显优于CIE1931和CIE1964;在10°视场,CIE1964的表现较好.进一步地,用CIE2006颜色匹配函数进行数据分析,发现随着观察视场的增加,观察者匹配的红、黄、蓝、灰色色度值,均向a*-b*图的右下方偏移,蓝色区域的匹配散点较为集中;红色和蓝色彩度升高、黄色彩度降低,绿色在大视场(10°和22°)较小视场(2°和4°)彩度升高;明度变化不大.匹配设备较目标设备的原色光谱形状、光谱带宽和峰值波长位移等变化及颜色匹配的结果均有一定程度的影响.用CIE DE2000色差值计算不同设备间匹配颜色的精度,发现目标设备和匹配设备的原色光谱峰值波长位移对颜色匹配结果的影响较为明显,影响程度依次为蓝通道>绿通道>红通道.论文研究结果可为现有CIE颜色匹配函数的不同视场角使用提供数据和理论支撑,也可为颜色传递、复制过程中弱化或强化观察者同色异谱现象提供指导建议.