由孟塞爾所創(chuàng)立的色相(H)、明度(V)和彩度(C)表示顏色的方法，是從心理學(xué)的角度把匯集到的實際色樣，按目視色彩感覺等間隔的排列方式，用HVC 把各種表面的特性表示出來,給以顏色標號,并按此精心制作成許多
標準顏色樣品，匯編成顏色圖冊。1929年和1943年美國國家標準局（NBS）和美國
光學(xué)會（OSA）對孟塞爾顏色
系統(tǒng)作了進一步研究，由孟塞爾顏色編排小組委員會對孟塞爾色樣進行了
光譜光度測量及視覺實驗，并按視覺上等距的原則對孟塞爾圖冊中的色樣進行了修正和增補，重新編排了孟塞爾圖冊中的色樣，制定了《孟塞爾新標系統(tǒng)》。新標系統(tǒng)中的色樣編排在視覺上更接近等距，而且對每一色樣都給出相應(yīng)的CIE1931色度學(xué)系統(tǒng)的色度坐標，即Y、x、y值，這個新標系統(tǒng)的顏色樣品代表在CIE標準光源C的
照明下可制出的所有表面色（非熒光
材料）。由此可知，孟塞爾系統(tǒng)本身的每一色樣都是用HVC和Yxy兩種方法標定的，所以根據(jù)"孟塞爾新標系統(tǒng)"，就可以完成Yxy和HVC兩種表色方法之間的轉(zhuǎn)換計算。
t;W'<.m_ 1 . 亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度值V的關(guān)系
QeQxz1 國際上采用的《孟塞爾新標系統(tǒng)》對于明度的分級是用實驗方法求得的。孟塞爾明度值是按視感覺上的等距離從0~10分為11級，第10級明度值（V=10）由理想的完全反射體代表，它的反射率等于1。然而沒有一種材料的表面具有完全反射的性質(zhì)。實用中，這一系統(tǒng)的所有Y值都是以氧化鎂作為標準的，并規(guī)定氧化鎂的亮度因數(shù)Y=100，而氧化鎂的實際反射率約為97.5%，因此，孟塞爾第10級的明度值的亮度因數(shù)Y[size=-2]0=100/0.975=102.57。根據(jù)視覺實驗所得結(jié)果，孟塞爾明度只與亮度因數(shù)之間的關(guān)系如圖5-32所示，圖中的
曲線表明，亮度因數(shù)Y與明度值V之間是非線性關(guān)系。它們之間的函數(shù)關(guān)系，可用五次多項式表示：
}[: i!t.m Y=1.2219V-0.2311V
+0.23951V
-0.021009V
+0.000840V
（5-15）
]u47]L # 上式的最佳觀察條件是以Y
20%的中性灰色為背景。孟塞爾明度值V與亮度因數(shù)Y之間的數(shù)值關(guān)系如表5-4所示。
d G)}H _ 表5-4
,e{1l V 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
$?y\3G X Y 102.57 78.66 59.10 43.06 30.05 19.77 12.00 6.555 3.126 1.210 0.00
& sgzSX %";ap8J04F 
e7n` fEpO 圖5-32
2 、色度坐標x、y與色相H、彩度C的轉(zhuǎn)換
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TK)jxklX 在孟塞爾顏色系統(tǒng)中，對于明度值相同的顏色樣品只有色相和彩度兩維坐標的變化，這在CIE1931色度圖上，就意味著只有色度坐標x、y的不同，在孟塞爾新標系統(tǒng)中，按照1~9的9個明度等級，根據(jù)視覺實驗，分別在CIE色度圖上繪制出恒定色相軌跡和恒定彩度軌跡線。這9張恒定色相軌跡和恒定彩度軌跡圖（圖5-33~圖5-41）就是我們將CIE1931色度學(xué)系統(tǒng)(Yxy表色法)與孟塞爾系統(tǒng)（HVC表色法）相互轉(zhuǎn)換的依據(jù)。
nQ;M@k&9eV 分析這9張不同明度的色度圖可以看出，在明度值為4/、5/、6/時，彩度軌跡的數(shù)量最多，比明度值9/時占色度圖更大的面積。這意味著，在中等明度值4/～6/時有產(chǎn)生最大飽和度表面色的可能性，而在明度值9/時（亮度因數(shù)Y=79），不可能有非常飽和的顏色，特別是在色度圖的藍、紫、紅部分更是如此。隨著明度的降低，每一恒定的彩度軌跡圈急劇增大，依據(jù)在明度值1/時（亮度因數(shù)Y=1.210），彩度/4的軌跡已經(jīng)包括明度值9/的全部顏色，這表明人眼分辯飽和度的能力隨明度的降低而降低，明度值為1/時，在色度圖中黃、綠部分只剩下很少幾個恒定彩度軌跡，這表明，在明度降低時，黃、綠色只有很低的飽和度。
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-;o0) DwZ 圖5-33
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7*@ BCu6 圖5-39
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8:k-]+#o 圖5-40
]f*.C9Y 圖5-41
色彩差別量與其它
物理量在性質(zhì)上迥然不同。例如長度這一物理量，人們常�？梢匀我夥指睿词谷搜蹮o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(shù)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(nèi)的色彩差別量，在視覺效果上是等效的。對色彩復(fù)制和其它顏色工業(yè)部門來說這種位于人眼寬容量范圍之內(nèi)的色彩差別量是允許存在的。
nw=:+? 1942年，美國柯達研究所的研究人員麥克亞當(D.L.Macadam)發(fā)表的一篇關(guān)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(cè)的色光來匹配標準色光的顏色，由同一位觀察者調(diào)節(jié)所配色光的比例，確定其顏色辨別的寬容量。通過反復(fù)做50次配色實驗，計算各次所得色度坐標的標準差，即：
R?8/qGSVqJ 
………………（5-16）
K5 Z'kkOk 從圖5-42中可以看到，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(fā)現(xiàn)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(qū)域里和不同顏色變化的方向上，所對應(yīng)的視覺顏色差別量大小是不同的，圖5-42中的各個橢圓形寬容量是按實驗結(jié)果的標準差的10倍繪出的。
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RH "EO4 圖5-42
麥克亞當?shù)膶嶒灲Y(jié)果表明了在xy色度圖各種顏色區(qū)域的寬容量不一樣，藍色區(qū)最小,綠色區(qū)最大。圖5-37是明度值V=5的孟塞爾新標系統(tǒng)的色度圖，可以看出在色度圖的相同面積內(nèi)，藍色區(qū)有較多的顏色（不同色相和彩度），而綠色區(qū)內(nèi)卻少得多。就是說，在色度圖藍色部分的同樣空間內(nèi)，視覺能分辯出較多數(shù)量的藍色；而在綠色部分同樣的空間內(nèi)，人眼只能分辨出較少數(shù)量的綠色。視覺對藍色恰可辨別的最小距離與對綠色恰可辨別的最小距離之比竟達20：1。從圖5-37中還可以看到，盡管孟塞爾色相和彩度是按視覺等間距來分級的，而在xy色度圖中卻變成不等間距了，即在xy色度圖中相等的空間距離在視覺效果上不是等差的。所以CIE xy色度圖不能正確反映顏色差別的視覺效果。如果用xy色度圖上兩個顏色色度點之間的距離作為色彩感覺差別量的度量，就會給人們造成錯誤的印象，影響到顏色的匹配和色彩復(fù)制的準確性，給色彩設(shè)計與復(fù)制技術(shù)增加困難。因此CIE1931xy色度圖不是一個最理想的色度圖。同樣，從圖5-32也可以看，在明度軸上也是不均勻的，說明整個Yxy顏色空間的不均勻性。因此，尋求一種新的顏色空間，使得該空間的距離大小與視覺上色彩感覺差別成正比，這是許多從事色彩研究的科學(xué)家所探求的問題，也是色彩設(shè)計與復(fù)制行業(yè)所迫切需要解決的一個問題。
