CIE标准色度系统与孟塞尔系统之间的转换关系
2025-10-28
为了对颜色进行量化的描述与计算，色度学规定了多种类型的表色系统，其中就包括显色系统和混色系统，孟塞尔系统是基于混色系统的表色系统，CIE表色系统是基于混色系统的表色系统。本文对CIE标准色度系统与孟塞尔系统之间的转换关系做了介绍。
孟塞尔表色系统介绍：
色序系统以感知原理为基础，将颜色按照感知色表的特性在颜色空间进行有序的排列所构成的系统，表面色按照特定的色序系统在颜色空间中排列所占有的空间部分，为颜色立体。国际上运用较广泛的颜色系统主要有；美国的孟塞尔颜色系统“MUNSELL”、瑞典的自然颜色系统“NCS”、德国的奥斯瓦尔德系统等，其中孟塞尔颜色系统已被国际上广泛采用，它是物体色分类和标定的最常用方法。
孟塞尔颜色系统采用心理物理学方法从颜色的知觉特点出发，对颜色进行分类，形成了一个包括色调、明度、饱和度的颜色立体。孟塞尔色卡的建立分类三步：首先将同样明度的各种色卡分为一类；再在同一明度的基础上，通过视觉比较将它们按照颜色的色调和饱和度等间隔的规律排列排列起来；最后以同样的方法基于视觉判断把各种色卡在明度方向上的变化进行等间隔分类排列，最后可以形成一个在视觉上具有均匀变化间隔的颜色立体，如下图所示：
孟塞尔颜色立体模型用三个视觉参数表征颜色，它们分别是孟塞尔明度、孟塞尔彩度和孟塞尔色调。孟塞尔颜色立体的中央轴为孟塞尔明度值（Value，简写为V），从上到下划分为10-0的11个等间隔的明度等级。在孟塞尔颜色立体中，某一种祥品离开中央轴的水平距离代表了颜色饱和度的变化，称为孟塞尔彩度（Chroma，简写为C），在中央轴上的中性色的彩度为0，离开中央轴的彩度依次增加。在孟塞尔颜色立体水平剖面上的各个方向代表色调（Hue，简写为H）。在孟塞尔图册中，共有10中色调，每种色调又细分2.5、5、7.5、10四个等级的色调，并规定每种主要色调及其中间色调均定为5，同一种色调的颜色根据彩度和明度的大小排成一页，这样全图册包括40种色调的颜色样品。任何颜色都可以在孟塞尔颜色立体中以其色调H、明度值V、彩度C坐标确定一个唯一的位置点，其专门的颜色标号为HV/C。
CIE标准色度系统与孟塞尔系统之间的转换：
利用不同明度下的CIE1931XYZ色品图或者孟塞尔颜色图册中的每张色卡的孟塞尔标号和CIE色度参数（Y，x，y）值，实现CIE1931XYZ标准色度系统与孟塞尔颜色系统之间的转换，为了实现两个系统数据的相互转化，学者做了各种理论分析和程序设计。
具体的查表法为，利用目视比较方法获得待测色样的孟塞尔标号后，可以利用表直接查得该色样相应的CIE色度参数（Y，x，y）。反之，通过测色仪器测得颜色样品的三刺激值X、Y、Z和色品坐标x、y之后，可以查表或査在CIE1931色品图上孟塞尔新标系统的恒定色调和恒定彩度轨迹，这样就可以分别求出待测色样的孟塞尔明度V、色调H和彩度C，由此便得到了相应的孟塞尔标号。
在孟塞尔颜色系统中，各种颜色参数是在标准照明体C下的测得的。在实际应用中更广泛推荐使用的是标准照明体D65这时可以采用贾德和维泽斯基建议的修正方程，把由标准照明体D65获得的三刺激值XD65、YD65、ZD65转换成标准照明体C下的三刺激值Xc、Yc、Zc，该公式如下：
Xc=0.998XD65+0.015YD65+0.02ZD65
Yc=YD65
Zc=1.088ZD65
经过上面的公式转换后，然后按照相应的步骤把某一用仪器测定的颜色参数转化为孟塞尔标号。
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