色彩管理：XYZ,Yxy,Lab顏色表色系統

在色彩管理中，XYZ、Yxy、Lab是三種重要的顏色表色系統，它們各有特點和應用領域。

XYZ顏色表色系統

定義與背景：XYZ顏色表色系統，也被稱為CIE 1931 XYZ表色系統，是國際照明委員會（CIE）在1931年建立的一種標準色度系統。這一系統是在RGB系統的基礎上，通過數學方法選用三個理想的原色X、Y、Z來代替實際的三原色，將CIE-RGB系統中的光譜三刺激值和色度坐標r、g、b均變為正值，從而解決了RGB系統中光譜三刺激值和色度坐標可能出現負值的問題。

特點與應用：

XYZ系統中的X、Y、Z分別代表了RGB三基色的刺激值，且這些值均為正數。

XYZ顏色空間是一個三維空間，可以包含所有人眼可見的顏色。

在色彩管理中，XYZ顏色空間常用于顏色的定量描述和測量，是許多其他顏色空間的基礎。

XYZ表色系統概述圖

CIE1931 XYZ表色方法

x色度坐標相當于紅原色的比例，y色度坐標相當于綠原色的比例。馬蹄形的光譜軌跡各波長的位置，可以看到：光譜的紅色波段集中在圖的右下部，綠色波段集中在圖的上部，藍色波段集中在軌跡圖的左下部。中心的白光點E的飽和度最低，光源軌跡線上飽和度最高。如果將光譜軌跡上表示不同色光波長點與色度圖中心的白光點E相連，則可以將色度圖畫分為各種不同的顏色區域。如果能計算出某顏色的色度坐標x、y，就可以在色度中明確地定出它的顏色特征。例如青色樣品的表面色色度坐標為x=0.1902、y=0.2302，它在色度圖中的位置為A點，落在藍綠色的區域內。當然不同的色彩有不同的色度坐標，在色度圖中就占有不同位置。因此，色度圖中點的位置可以代表各種色彩的顏色特征。但是，前面曾經討論過，色度坐標只規定了顏色的色度，而未規定顏色的亮度，所以若要唯一地確定某顏色，還必須指出其亮度特征，也即是Y的大小。

CIE Yxy顏色空間的不均勻性

色彩差別量與其它物理量在性質上迥然不同。例如長度這一物理量，人們常常可以任意分割，即使人眼無法分辨的微小長度，還可以借助顯微鏡和其它物理儀器來測量和觀察。但是，對于色彩差別量來說，主要取決于眼睛的判斷。如果一個眼睛不能再分辨的色彩差別量，而人們又不能借助物理儀器來觀察它，這樣它就成了一個無意義的數值。我們把人眼感覺不出的色彩差別量（變化范圍）叫做顏色的寬容量。顏色的寬容量反映在CIE xy色度圖上即為兩個色度點之間的距離。因為，每種顏色在色度圖上是一個點，但對人的視感覺來說，當這種顏色的色度坐標位置變化很小時，人眼仍認為它是原來的顏色，感覺不出它的變化。所以，對視感覺效果來說，在這個變化的距離（或范圍）以內的色彩差別量，在視覺效果上是等效的。對色彩復制和其它顏色工業部門來說這種位于人眼寬容量范圍之內的色彩差別量是允許存在的。

公式

1942年，美國柯達研究所的研究人員麥克亞當(D.L.Macadam)發表的一篇關于人的視覺寬容量的論文，迄今為止，仍是在色彩差別定量計算與測量方面的基本著作。在研究的過程中，麥克亞當在CIE xy色度圖上不同位置選擇了25個顏色色度點作為標準色光，其色度坐標x、y。又對每個色度點畫出5~9條不同的方向直線，取相對兩側的色光來匹配標準色光的顏色，由同一位觀察者調節所配色光的比例，確定其顏色辨別的寬容量。通過反復做50次配色實驗，計算各次所得色度坐標的標準差，即：圖1

如圖1所示，圍繞指定標準色度點向各個方向的輻射線為各標準差的距離，發現在不同方向上，此距離是不相等。圍繞標準色度點，在不同方向上取距離為一個標準差的點的軌跡近似一個橢圓。還可以看到在色度圖不同位置上的25個顏色點的橢圓形狀大小不一樣，其長軸方向也不相同。這表明在xy色度圖中，在不同位置不同方向上顏色的寬容量是不相同的。換句話說，標準CIE xy色度圖上的相同的幾何距離，在不同的顏色區域里和不同顏色變化的方向上，所對應的視覺顏色差別量大小是不同的，圖中的各個橢圓形寬容量是按實驗結果的標準差的10倍繪出的。 

Yxy顏色表色系統

定義與背景：Yxy顏色表色系統是在XYZ顏色空間的基礎上發展而來的。它保留了XYZ顏色空間中的Y值（代表亮度），并通過計算x=X/(X+Y+Z)和y=Y/(X+Y+Z)來得到兩個色度坐標x和y，從而描述顏色的色度特性。

特點與應用：

Yxy顏色空間將三維的XYZ顏色空間簡化為二維的xy色度圖，便于顏色的可視化表示。

由于排除了亮度的干擾，Yxy顏色空間在色度分析中具有獨特優勢。

Yxy顏色空間常用于顏色的色度分析和比較，特別是在需要排除亮度影響的情況下。

Lab顏色表色系統

定義與背景：Lab顏色表色系統是由國際照明委員會（CIE）在1976年公布的一種色彩模式。它是基于人對顏色的感覺來設計的，旨在提供一個與設備無關、能夠均勻表示顏色的空間。

特點與應用：

Lab顏色空間由三個通道組成：L通道表示亮度（Luminosity），a通道表示從紅色到綠色的范圍，b通道表示從藍色到黃色的范圍。

Lab顏色空間具有色域寬闊的特點，能夠包含RGB和CMYK等顏色模式所不能表示的顏色。

由于Lab顏色空間與設備無關且具有均勻的顏色分布特性，它被廣泛用于色彩管理、圖像處理、印刷等領域中的顏色匹配和色彩復制工作。