三刺激色度法如何与人类视觉相对应

　　比色法是用于从人眼角度确定颜色的科学。测量颜色和颜色外观的科学至关重要：颜色感知是一个主观过程，当入射光与眼睛中几种不同类型的视锥细胞发生反应时，大脑会对所产生的刺激做出反应。

　　人类感知颜色的方式是一种主观的心理现象。它基于视杆细胞和视锥细胞检测到的波长之间的联系以及神经通路对这些信号的后续处理。简单地说，同一个被照亮的物体可以被不同的人以不同的方式看到。

　　了解人类三刺激视觉有两种不同的细胞类型有助于人类视觉- 视锥细胞在高亮度和中等亮度(白天)下运行，而视杆细胞在低亮度下运行，例如在夜间。

　　人类三刺激视觉基于三种不同的视锥细胞类型，每种视锥细胞覆盖不同的波长范围。每种类型的视锥细胞在短(420 nm – 440 nm，蓝色)(S)、中(530 nm – 540 nm，绿色)(M)和长(560 nm – 580 nm，红色)中都有光谱灵敏度峰值(L) 波长。每种类型的视锥细胞都会对特定的范围(或粗略地说：颜色)做出反应，每种细胞类型受到多少刺激的组合，会产生特定颜色的体验。

　　在低亮度条件下，视杆细胞会接管人类的视觉，因为视锥细胞不够敏感，无法在这种条件下发挥作用。棒的灵敏度更高，但只有一种类型具有自己的典型光谱响应。由于它仅依赖于不与其他范围结合的特定波长范围，因此人类夜视是单色的。换句话说：人眼在低亮度条件下无法辨别颜色。

　　CIE 1931 色彩空间尽管 S、M 和 L 的实际平均人类反应是已知的，但比色法依赖于不同的光谱灵敏度曲线。1931年，国际照明委员会(CIE，Commission International de )开发了 CIE1931色彩空间，以响应对描述颜色(与人类对颜色的感知有关)的客观方法的需求。

　　CIE 模型通过将任何给定点的任何明显颜色描述为红绿蓝的3维值来工作。已经进行了这些实验并产生了XYZ响应，这些响应被转换为二维颜色图表。人眼可见的任何颜色都可以在此颜色空间中绘制。

　　CIE 1931 色彩空间是第一次将电磁光谱可见部分的波长分布与人眼感知的颜色直接联系起来。然而，这个和其他这样的模型是基于相对较小(假设是有代表性的)人口的人类颜色视觉的数学简化。

　　虽然这允许研究人员在常规情况下定义和准确生成颜色，但这些模型无法涵盖人眼可以感知的大量颜色和色调。它们只是在各种应用(例如显示测量)中匹配颜色的工具。

　　定义标准人类观察者尽管人类的颜色感知基本上是主观的，但可以与标准的人类观察者一起对物体的颜色进行客观测量。比色法定义了许多标准的人类观察者，包括 2° 视野模型(如 1931 模型)，它使用中央凹中高浓度的视锥细胞和 10° 视野模型，它拓宽了视觉范围。

　　CIE 1931 模型 2° 使用色度作为函数来描述两个重要参数色调和纯度。可以通过测量亮度和色度来提供对 RGB 发射源上光点颜色的完整描述。

　　然后可以根据亮度、色调和纯度将这种描述与颜色联系起来，如果在色度图上绘制为色度坐标，则由这些点形成的三角形包含了光源可以再现的所有颜色。这被称为光源的色域，实际上适用于任何多色可调光源，如显示器或 RGB LED 灯。这个色域的形状完全取决于光源的技术。

　　比色法的应用颜色的使用无处不在，因此能够为人眼准确地产生颜色是非常需要的。这与产品和品牌的感知方式特别相关，因为必须与特定颜色相关联，任何其他颜色都没有那么强烈。例如，可口可乐品牌和广告必须始终使用相同的红色，以防止品牌受损。

　　同样的现象被用于卷烟包装品牌的相反效果，立法已经规定，欧盟的纸盒现在必须是令人作呕的棕色阴影。已经进行了研究，发现这是最令人反感的颜色，一种被称为 Pantone 448 C 或“不透明沙发”的脏绿色棕色。和以前一样，这种颜色必须全面一致，没有变化。这表明在不同条件下进行客观颜色测量的真正需求对于准确评估颜色至关重要。

　　除了品牌和广告，显示行业还需要准确的比色法，以确保发光材料和显示玻璃的质量与同类型的屏幕相似。校准是必要的，以确保屏幕上显示的图像与原始内容尽可能相似。比色法用于所有各种显示技术(例如 LCD、等离子、OLED)，以评估不同的颜色级别和亮度性能。