2.1 顏色的定量描述——CIE色度系統(tǒng)

2.1.1 三刺激值和色品坐標(biāo)

許多顏色色光，在視覺上可以用紅、綠、藍(lán)三個(gè)色光以不同的比例混合得到。這三個(gè)原色的選擇并不是唯一的。

于是，有了不同紅、綠、藍(lán)三原色進(jìn)行顏色匹配的實(shí)驗(yàn)研究。這里，特別說明的是“匹配”的含義。所謂“顏色匹配”，是指通過色光的混合，使混合出來的顏色與某一顏色光在視覺上一致的過程。由第1章內(nèi)容可知，視覺上的一致是顏色的視覺屬性，即明度、色調(diào)和飽和度的一致，而不是其色光光譜性能的一致。

在這些研究中，有代表性的是1928～1929年萊特（W.D.Wright）和吉爾德（J.Guid）的成果。前者使用的三個(gè)原色是650nm的紅光、530nm的綠光和460nm的藍(lán)光，而后者使用的是630nm的紅光、542nm的綠光和460nm的藍(lán)光，都是小視場(chǎng)（2°視場(chǎng)）的情況。

如果把三個(gè)原色轉(zhuǎn)換成700nm、546.1nm和435.8nm的單色光，并將三個(gè)原色光的單位調(diào)整到相等的數(shù)量匹配出等能白光（光譜能量分布為一個(gè)常數(shù)，看起來是白色），則兩人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。因此，CIE規(guī)定，就使用700nm的紅、546.1nm的綠和435.8nm的藍(lán)這三個(gè)原色的匹配結(jié)果來定量顏色。其方法就是要用匹配所用的三原色的數(shù)量來表示，即描述那個(gè)被匹配的顏色。也就是說，匹配出這個(gè)顏色光用了多少700nm的紅光、546.1nm的綠光和435.8nm的藍(lán)光，這三個(gè)原色光的數(shù)量值便用來表示這個(gè)被匹配的色光顏色。

如果用（R）、（G）、（B）表示紅、綠、藍(lán)三個(gè)原色，一個(gè)色光顏色（C）的匹配過程可以用下面的方程表示：

式中的R、G、B分別表示所用原色的數(shù)量，“≡”表示的是視覺上的一致。該方程稱為顏色匹配方程。

按照上面的思路，被匹配色光顏色（C）的定量描述值便是R、G、B，稱為三刺激值。這樣三刺激值便成為顏色定量描述的一種方法。

到此，我們應(yīng)該注意到一個(gè)問題：為什么三刺激值就能確切地定量一個(gè)顏色呢？回顧顏色的視覺屬性，包括明度、色調(diào)和飽和度，也是三個(gè)量。其實(shí)，這不是巧合，而是內(nèi)在的關(guān)聯(lián)。正是因?yàn)槿碳ぶ蒂囈援a(chǎn)生的相互獨(dú)立的三個(gè)原色所能混合出的顏色只是三個(gè)視覺上的屬性與被匹配的顏色一致，才形成了三個(gè)顏色屬性需要三個(gè)獨(dú)立變量來支撐的結(jié)果。如果要是混合色光在光譜性能上也要與被匹配色光一致的話，那就不是三個(gè)獨(dú)立原色、三刺激值的問題了。

進(jìn)一步，如果將所需三原色中任何一個(gè)色光數(shù)量所占總色光量的比例也用來描述那個(gè)被匹配的顏色，則稱為被匹配色光顏色的色品坐標(biāo)。如下：

（2-2）式中有r+g+b=1，因此，只有兩個(gè)量獨(dú)立，通常選擇r和g，稱為顏色的色品坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的二維圖稱為色品圖。顯然，色品坐標(biāo)所描述的顏色，因其只有兩個(gè)量而不足以描述顏色完整的視覺三屬性。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，盡管選用了自然界最飽和的光譜色作為三原色，但仍有些色光的顏色不能由這三個(gè)光譜原色匹配出來，如一些高飽和的光譜色。這時(shí)，必須要其中某個(gè)原色離開它的混合群體（三原色群體）而移至被匹配的高飽和色一方。如果也用顏色匹配方程表示這一過程，則可能為：

而如果再回到（2-1）式來表示，則勢(shì)必造成R值變成負(fù)值。這種結(jié)果在上述三種光譜三原色的情況都有。

1931年，CIE將用700nm的紅光、546.1nm的綠光和435.8nm的藍(lán)光三原色匹配出每一個(gè)能量相等的光譜色光所需三原色的數(shù)量，稱為光譜三刺激值，匯總?cè)鐖D2-1所示，稱為CIE 1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值函數(shù)。

圖中的為光譜三刺激值符號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)觀察者代表視覺正常的觀察者的平均行為。匹配某些光譜色光時(shí)，需要的紅原色量即為負(fù)數(shù)。負(fù)值的問題在理解上有一定的難度，于是，便催生了下一節(jié)內(nèi)容。

無論怎樣，基于萊特和吉爾德實(shí)驗(yàn)結(jié)果的CIE 1931-RGB系統(tǒng)，給出了顏色的定量描述方法，明確了顏色的三刺激值和色品坐標(biāo)概念。

2.1.2 CIE 1931-CIEXYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

為了消除CIE 1931-RGB系統(tǒng)有光譜三刺激值出現(xiàn)負(fù)值情況的問題，1931年CIE對(duì)其RGB進(jìn)行改造，建立了一個(gè)新的顏色描述系統(tǒng)，稱為CIE 1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。

在數(shù)學(xué)上將RGB系統(tǒng)的光譜三刺激值進(jìn)行組合變換，形成三個(gè)新的變量，不妨稱為新的光譜三刺激值，記為。如果這樣的變換使得匹配所有的視覺顏色，雖然有需要中某個(gè)為負(fù)值的情況，但變換為變量后，就不再出現(xiàn)負(fù)值了。因此，就避免了匹配某些高飽和光譜色時(shí)所需要的原色量，即光譜三刺激值為負(fù)值的情況。

符合特性的匹配，一定對(duì)應(yīng)著三個(gè)新的原色，將這三個(gè)新原色分別記為（X）、（Y）、（Z）。

僅從數(shù)學(xué)上考慮，滿足這一要求的變換關(guān)系具有一定的任意性。于是CIE組織做了一些規(guī)定，以作為約束條件。如規(guī)定（X）、（Z）兩個(gè)原色只代表色度，沒有亮度，而全部的亮度由（Y）原色體現(xiàn)；匹配出等能白光也需要等量的（X）、（Y）、（Z）三原色等。

這樣，便找到了滿足設(shè)計(jì)要求的由、到的變換關(guān)系，有了新的三原色（X）、（Y）、（Z），以及匹配色光顏色所需要的（X）、（Y）、（Z）三原色數(shù)量X、Y、Z（同樣稱為三刺激值）和色品坐標(biāo)x、y概念。

包含光譜色和非光譜色所有情況下，兩個(gè)系統(tǒng)間的三刺激值之間關(guān)系如下：

所得到的光譜三刺激值曲線如圖2-2所示，均不再有負(fù)值。

同樣，可得到兩個(gè)系統(tǒng)間色品坐標(biāo)之間的變換關(guān)系為：

由此得到的光譜色品坐標(biāo)（也稱為光譜軌跡）如圖2-3所示。該光譜軌跡所圍的區(qū)域代表人眼所能看到的所有顏色。

此外，還可得到三刺激值X、Y、Z的計(jì)算關(guān)系如下：

式中Sv（λ）為進(jìn)入人眼色光的光譜能量分布，稱為顏色刺激；為光譜三刺激值。

遺憾的是，這種變換得到的具有很好實(shí)用價(jià)值的三原色（X）、（Y）、（Z）實(shí)際上并不存在，因此成為了假想的三原色。盡管如此，它們?nèi)阅芷鸬接蒙饣旌媳碚黝伾龑傩缘淖饔谩?/p>

CIE 1931-XYZ系統(tǒng)在顏色科學(xué)和顏色復(fù)制技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用，成為實(shí)用的顏色定量描述系統(tǒng)，也為色彩管理技術(shù)所用。比如，對(duì)顯示屏幕上的視覺顏色進(jìn)行色彩控制時(shí)，就適合用CIEXYZ值描述。

上述兩節(jié)的試驗(yàn)及結(jié)果都是針對(duì)小于4°的小視場(chǎng)（稱為2°視場(chǎng)）。但是，當(dāng)觀察視場(chǎng)增大到4°以上時(shí)，其顏色匹配結(jié)果與小視場(chǎng)情況有所不同。因此，為了適應(yīng)大視場(chǎng)顏色測(cè)量的需要，CIE在1964年規(guī)定了一組新的光譜三刺激值數(shù)據(jù)，記為，下角標(biāo)10表示“10°”，對(duì)應(yīng)的三刺激值記為X10、Y10、Z10。這一系統(tǒng)稱為“CIE 1964-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”。

CIE 1931-XYZ和CIE 1964-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)構(gòu)成了用三刺激值量化顏色的完整系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)顏色區(qū)域構(gòu)成的視場(chǎng)視角大小合理選擇。例如，對(duì)于單色小區(qū)域?yàn)橹鳂?gòu)成的圖像的顏色控制，適于采用CIE 1931-XYZ系統(tǒng)，而對(duì)于涂料等大面積應(yīng)用的顏色控制，則適于采用CIE 1964-XYZ系統(tǒng)。在色彩管理的應(yīng)用領(lǐng)域，同樣也要根據(jù)情況合理選擇。

2.1.3 均勻顏色空間和色差公式

在成功地解決了顏色的定量描述問題之后，下一個(gè)問題是如何描述顏色的差異（以下簡稱色差）。因?yàn)樵谌魏晤伾珡?fù)制工業(yè)，復(fù)制品與原稿間的色差幾乎總是存在的，而色差如何描述，允許多大的色差，成為一個(gè)非常實(shí)際的問題。

彩色復(fù)制品是給人眼觀看的，所以，其與原稿間的色差以及明顯程度都應(yīng)由人眼進(jìn)行評(píng)判。但是，人眼的視覺評(píng)判結(jié)果會(huì)受到許多因素的影響。照明光的性能、人眼的適應(yīng)狀態(tài)，甚至當(dāng)時(shí)的心情等，都會(huì)影響觀測(cè)和評(píng)判結(jié)果。而且，人與人之間也不可避免地存在差異。因此，僅依靠視覺評(píng)判并不完全實(shí)用。此外，工業(yè)化的生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)才是真正可用的技術(shù)控制手段。在當(dāng)代，這種概念想必我們都能接受。自然地想到，能否利用已有的顏色三刺激值得到色差的量化方法呢？

首先，一組三刺激值描述一個(gè)視覺顏色，因此，顏色就由一個(gè)三維空間中的點(diǎn)表示。從數(shù)學(xué)的角度和色差計(jì)算的角度來看，表示兩個(gè)顏色間差異的最直接方法就是用兩個(gè)顏色坐標(biāo)點(diǎn)間的距離表示。也就是說，希望可以用三維空間中的兩點(diǎn)之間的距離表示色差。

但對(duì)CIEXYZ色度系統(tǒng)的考察結(jié)果是它不滿足這樣的性能。因?yàn)椋谠擃伾臻g中，相同的兩點(diǎn)間距在不同的（顏色）區(qū)域有著不同的顏色感覺差異，即色差不能僅由其坐標(biāo)點(diǎn)間的距離表示。這樣的顏色空間在視覺上是不均勻的。當(dāng)然，這樣的顏色空間也就不適于色差的定量描述。

建立均勻的顏色空間，即空間中顏色坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離可表征對(duì)應(yīng)兩顏色間的色差，成為一個(gè)新的工作。

自1931年以來，科學(xué)家們?cè)诓粩嗟貙ふ抑伾杏X均勻的空間，先后提出過幾十個(gè)方案。因?yàn)轭伾臻g的坐標(biāo)系是可以任意選擇的，在各坐標(biāo)系之間可以采用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行相互變換，不同的顏色坐標(biāo)系不會(huì)改變其本身所代表顏色的意義。因此，新的均勻顏色空間并不是推翻1931年標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，重新建立一套新系統(tǒng)，而是要通過原來的X、Y、Z三刺激值進(jìn)行坐標(biāo)變換得出。

在CIE推出的均勻顏色空間中，目前在色彩管理技術(shù)中常用的是CIE1976L*a*b*和CIE1976L*U*V*均勻顏色空間。這兩個(gè)顏色空間都由1931CIEXYZ色度系統(tǒng)經(jīng)非線性轉(zhuǎn)換得到，如上所述，它們也都是顏色的色度系統(tǒng)。

1. CIE1976L＊a＊b＊均勻顏色空間

CIE1976L*a*b*均勻顏色空間（也簡寫為CIELAB）用明度指數(shù)L*、色品指數(shù)a*和b*構(gòu)成的三維坐標(biāo)系統(tǒng)表示顏色感覺，其轉(zhuǎn)換公式如下：

其中，f（X/Xn）、f（Y/Yn）、f（Z/Zn）為分段函數(shù)，具有相同的表達(dá)形式：

式中X、Y、Z為顏色樣品的三刺激值；Xn、Yn、Zn為CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體（2.2.2節(jié)具體介紹）照射到完全漫反射體表面的三刺激值，代表照明光源的顏色。L*只與由亮度Y來決定，所以稱為明度指數(shù)；色品指數(shù)a*、b*則與X、Y、Z都有關(guān)，共同表征顏色的色調(diào)和飽和度色品特征。

該顏色空間最方便的應(yīng)用之處在于由此得到的色差計(jì)算公式：

式中，下角標(biāo)“1”、“2”分別代表兩個(gè)顏色；為色差值，代表兩個(gè)顏色的視覺差異。

很明顯，這個(gè)色差公式實(shí)現(xiàn)了用顏色坐標(biāo)點(diǎn)間的距離表示其視覺差異的設(shè)計(jì)初衷。CIELAB均勻顏色空間為顏色復(fù)制和顏色控制行業(yè)廣泛應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)進(jìn)行彩色圖像處理時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件內(nèi)部都是以CIELAB均勻色空間的顏色值進(jìn)行計(jì)算的；在Photoshop圖像處理軟件中，CIELAB顏色模式也已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)的顏色模式，可將彩色圖像表示和存儲(chǔ)為L*a*b*模式。CIELAB已成為國內(nèi)外印刷領(lǐng)域通用的表色系統(tǒng)。

在色彩管理技術(shù)中，CIELAB與CIEXYZ被選作為顏色轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)色空間，大部分色差計(jì)算也都是基于CIELAB色差公式的。

除了視覺均勻性外，對(duì)CIELAB顏色空間，還需要有下面幾方面的認(rèn)識(shí)：

（1）公式（2-7）、（2-8）體現(xiàn)出，L*a*b*值實(shí)際上計(jì)量了眼睛對(duì)光源的色適應(yīng)效應(yīng)。因?yàn)闊o論照明光源的顏色如何，當(dāng)它照射在完全漫反射體上，且眼睛適應(yīng)了該光源后，對(duì)完全漫反射體所體現(xiàn)的光源顏色，感覺都是白色。因?yàn)檫@時(shí)色品指數(shù)a*=0、b*=0，且L*=100，即光源為中性色，且明度為100。所以，顏色的CIELAB描述的是眼睛對(duì)照明光源適應(yīng)后，相對(duì)于光源明度為最大100情況下的顏色描述值。

在色彩管理技術(shù)中，經(jīng)常將一定光源照明下白紙的顏色再調(diào)整為L*=100、a*=b*=0的狀態(tài)，這時(shí)白紙上的顏色值則為相對(duì)于白紙（即眼睛適應(yīng)了紙白為最明亮的白色）后的顏色值，稱為相對(duì)色度值。這一過程稱為白點(diǎn)匹配。

（2）在L*、a*、b*構(gòu)成的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中，L*表示的明度軸為白-黑軸，軸上的所有顏色都是非彩色，下面是黑，上面為白，中間是深淺逐漸變化的灰色；a*軸為紅-綠軸，+a*表示（品）紅色，-a*表示綠色；b*軸為黃-藍(lán)軸，+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色。如圖2-4所示。

任意一個(gè)顏色p，其色調(diào)由a*與b*的比例決定，不同色調(diào)的顏色位于不同的轉(zhuǎn)角位置，如圖中的角度處。距離白-黑軸的距離表示顏色的飽和度，也稱為彩度，如圖中的。距離白-黑軸越遠(yuǎn)，彩度越大，顏色感覺越鮮艷。于是，p點(diǎn)的顏色又可以通過明度、色調(diào)和彩度表示如下：

其中，明度L*的取值范圍為0～100,0對(duì)應(yīng)著黑色，100對(duì)應(yīng)著白色；色調(diào)角h*ab的范圍為0～360°，以正a*軸作為0°方向，按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正。

顏色的值，更直接地對(duì)應(yīng)了顏色的視覺三屬性，在某些特定的顏色問題中很有必要。如在色彩管理的色域匹配技術(shù)中，就常將顏色的L*a*b*值轉(zhuǎn)換為值來進(jìn)行。

（3）L*、a*、b*分別對(duì)應(yīng)白-黑、紅-綠、黃-藍(lán)，具有對(duì)抗色的模式，因此，CIELAB均勻顏色空間對(duì)應(yīng)著顏色的四色模型。L*、a*、b*值是由X、Y、Z三刺激值轉(zhuǎn)換得來的，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程實(shí)際上就是模擬現(xiàn)代顏色理論中顏色視覺規(guī)律的過程，使顏色視覺理論的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。

2. CIE1976L＊u＊v＊均勻顏色空間

與CIE1976L*a*b*均勻顏色空間類似，CIE1976L*u*v*均勻顏色空間用明度指數(shù)L*和色品指數(shù)u*、v*三維坐標(biāo)系統(tǒng)來表示顏色。計(jì)算公式如下：

其中，u′、v′, x、y分別為顏色對(duì)應(yīng)的CIE1976L*u*v*和CIE1931XYZ系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)；分別為測(cè)色時(shí)所用光源分別在兩個(gè)系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)；X、Y、Z和X0、Y0、Z0分別為顏色樣品與光源的三刺激值。

CIE1976L*u*v*均勻顏色空間具有與CIE1976L*a*b*均勻顏色空間類似的結(jié)構(gòu)，+u*坐標(biāo)代表（品）紅色，-u*坐標(biāo)代表綠色，+v*坐標(biāo)代表黃色，-v*坐標(biāo)代表藍(lán)色，也同樣可以計(jì)算色調(diào)角和彩度。

在CIE1976L*u*v*均勻顏色空間中，同樣用兩點(diǎn)間的距離計(jì)算兩個(gè)顏色之間的色差，即：

一般來講，對(duì)同一對(duì)顏色，采用該色差公式計(jì)算得到的色差值與由公式（2-9）計(jì)算的色差值是不同的。因此，在表示色差時(shí)，一定要在文字或在符號(hào)中給予說明或表示清楚。

有文獻(xiàn)說，CIE1976L*a*b*適合描述反射材料樣品，而CIE1976L*u*v*較適合于顯示器類的顏色。

3．色差公式的發(fā)展

色差的數(shù)值描述為復(fù)制工業(yè)中的顏色控制帶來了極大的方便，得到了廣泛應(yīng)用。例如，在印刷業(yè)中和色彩管理技術(shù)中，都使用CIEL*a*b*色差表征顏色控制的精度。但實(shí)際上，上述兩個(gè)色差公式還不是理想和完美的。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是色差的均勻性和一致性不能適應(yīng)各種不同的觀察條件；二是與人眼實(shí)際色差感覺只有80%的復(fù)合度，還有待提高。

為此，很多研究者做了大量的研究工作，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和處理對(duì)象，提出了幾十種色差公式或修改方案。目前，除了較普遍使用的CIEL*a*b*色差外，還經(jīng)常使用CMC、CIE94和CIE2000等色差公式。

CMC是英國顏色測(cè)量委員會(huì)的縮寫。CMC色差公式雖未被CIE正式推薦為標(biāo)準(zhǔn)，但卻是目前工業(yè)上（尤其是紡織行業(yè)）廣泛采用的計(jì)算色差方法，1988年被英國制定為標(biāo)準(zhǔn)（BS 6823），并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修正得到了CIE94色差公式。

CIE的TC1-28、TC1-29和TC1-47專業(yè)技術(shù)委員會(huì)，系統(tǒng)地研究了色差對(duì)明度、色調(diào)和彩度的依賴性，在CIEL*a*b*和CIE94色差公式的基礎(chǔ)上，通過大量的視覺試驗(yàn)和色差評(píng)估實(shí)驗(yàn)，于2001年正式推薦了一個(gè)最新的色差公式，并命名為CIE 2000（ΔL′、ΔC′、ΔH′）色差公式，簡稱CIE DE2000。在CIE的出版物CIE 142-2001《工業(yè)色差評(píng)估的改進(jìn)》向全世界公布了這個(gè)新的色差公式，并計(jì)劃最終成為CIE和ISO國際標(biāo)準(zhǔn)。

目前，色彩管理技術(shù)中的色彩控制精度還只是采用CIEL*a*b*色差公式評(píng)估。隨著色差公式的改進(jìn)，其評(píng)估能力也逐漸提高，它們?cè)谏使芾砑夹g(shù)方向的應(yīng)用也成為色彩管理技術(shù)本身完善提高的方向。

2.1.4 色貌和色貌模型

本小節(jié)前面所述對(duì)顏色信息的量化體系（稱為經(jīng)典色度學(xué)或基礎(chǔ)色度學(xué)），實(shí)際上要求兩個(gè)色刺激的匹配或色差的計(jì)算必須滿足特定的標(biāo)準(zhǔn)光源和標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者，背景也要求統(tǒng)一的或基本上是中性灰等條件。CIELAB、CIELUV色空間雖然考慮了不同照明光源對(duì)顏色的影響，但最終還是采用了近似的數(shù)學(xué)處理方法。因此，對(duì)不同照明光源、照明水平和觀察背景等條件下引起的色適應(yīng)、色對(duì)比、色同化等視覺現(xiàn)象并沒有從量化上給出較精確的預(yù)測(cè)，至于不同介質(zhì)對(duì)顏色顯色性的影響，更沒有提出合理的計(jì)算參數(shù)。而照明、背景和介質(zhì)的多樣性正是工業(yè)界，以及色彩管理技術(shù)所面對(duì)的顏色處理對(duì)象，因此，經(jīng)典色度學(xué)在實(shí)際應(yīng)用中是有其局限性的。

1994年國際照明委員會(huì)技術(shù)分會(huì)TC1-27發(fā)布了關(guān)于開展自發(fā)光體和反射體之間色貌模型評(píng)價(jià)研究的指南報(bào)告，報(bào)告指出解決工業(yè)界顏色復(fù)制失真度的問題已成為當(dāng)前迫切需要解決的重大課題，希望迅速開展色貌的系統(tǒng)研究。

所謂色貌，是與色刺激和材料質(zhì)地有關(guān)的顏色的主觀表現(xiàn)，或者表述為觀察者對(duì)視野中的顏色刺激根據(jù)其視知覺的不同表象而區(qū)分的顏色知覺屬性，又稱為色貌屬性。色貌屬性包含色調(diào)（色相）、明度、視明度、視彩度、彩度和飽和度等。由于任何顏色刺激，其自身物理?xiàng)l件包括空間特性（如大小、形狀、位置、表面紋理結(jié)構(gòu)等）、時(shí)間特性（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、閃爍態(tài)等）、光譜輻亮度分布，以及觀察者對(duì)顏色刺激的注意程度、記憶、動(dòng)機(jī)、情感等主觀因素的影響，顏色的外觀表象即色貌表現(xiàn)一般都非常豐富，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的機(jī)理也相當(dāng)復(fù)雜。色貌模型就是對(duì)色貌的各種屬性作定量計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。

二十世紀(jì)八九十年代的色貌模型有Hunt色貌模型、Nayatani色貌模型、RLAB色貌模型和LLAB色貌模型等。目前比較有代表性的是1997年CIE TC1-34在綜合了Hunt 94、Nayatani 95、RLAB、LLAB等色貌模型的特點(diǎn)之后所建立的色貌模型（稱為CIE CAM 97s色貌模型）和2002年9月由CIE TC8-01推薦的CIE CAM 02色貌模型。

CIE CAM 97s色貌模型是一個(gè)關(guān)于相關(guān)色（related color）的色貌模型。所謂相關(guān)色，是指呈現(xiàn)在復(fù)雜背景上的顏色刺激，日常生活中所看到的顏色刺激大多是以相關(guān)色的形式出現(xiàn)的。該模型采用了眾多的參數(shù)和非線性變換，將一個(gè)觀察條件下的三刺激值X、Y、Z變換到色貌參數(shù)J、C、H（明度、彩度、色調(diào)），再將J、C、H變換到另一個(gè)觀察條件下的X′、Y′、Z′，用以預(yù)測(cè)不同觀察條件下對(duì)相關(guān)色的色貌感知。CIE CAM 97s色貌模型適用于在正常明視覺范圍內(nèi)的大多數(shù)典型的白光照明，預(yù)測(cè)正常色視覺者觀察彩度不很高的顏色時(shí)對(duì)色貌的知覺。

CIE CAM 02色貌模型仍由色適應(yīng)變換和預(yù)測(cè)相關(guān)屬性的計(jì)算組成，用于色貌知覺的預(yù)測(cè)，是CIE CAM 97s的一個(gè)修正模型。在其中的色適應(yīng)變換方面，CIE CAM 97s使用的是非線性變換，在短波（藍(lán)）通道是非線性的，使得模型變得復(fù)雜且逆變換困難。CIE CAM 02采用了線性變換，這一變換模型的性能沒有產(chǎn)生可觀察到的影響。另外，考慮了前后兼容、銳化、誤差傳遞和其他因素，在模型中還使用了優(yōu)化方法。試圖采用一個(gè)精確的數(shù)學(xué)變換，將一個(gè)觀察條件下一種媒體的色貌參數(shù)映射到另一個(gè)觀察條件下的另一個(gè)媒體上，從而實(shí)現(xiàn)跨媒體的顏色真實(shí)復(fù)制。

色彩管理技術(shù)所面對(duì)的正是跨媒體的顏色復(fù)制，所以要做到顏色準(zhǔn)確傳遞，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是基于色貌模型的顏色體系。但目前的色彩管理技術(shù)仍舊基于經(jīng)典的色度學(xué)體系，進(jìn)一步的研究可引入色貌模型，如CIE CAM 02。但人的顏色感知過程是難以用精確的數(shù)學(xué)變換來描述或模擬的，雖然現(xiàn)代的色貌模型考慮到了照明條件、背景和媒體變化等因素，但仍不能解釋所有的顏色視覺現(xiàn)象，因此，需不斷改進(jìn)和完善，推出新的色貌模型。