什么是颜色分辨力？颜色的三种分辨力

要定量确定色差，必须对人眼的颜色分辨能力进行研究。颜色知觉特性包括明度、色度、饱和度三方面，后两方面合称为色品。

光亮度分辨力

色品相同但光亮度稍有差异的两种色光亮度分别为L、L+ΔL，分别照射在实验装置的两半视场内，人眼恰能分辨出两个半视场光亮度不同时的ΔL值称为光亮度差阈，也就是人眼的光亮度分辨力。如果L＝0，则ΔL为刚能从黑暗中分辨出环境的最小光亮度，称为光亮度绝对阈，是能感知光亮度的最低极限值，对中央凹锥状细胞的光亮度绝对阈约为 10-3 cd/m2，而对杆状细胞可达到 10-6cd/m2。

波长和色纯度的分辨力

对亮度相同但波长不同的单色光波长分辨力可用专门装置测量。实验结果表明：光谱两端的分辨力最差，特别在红端 680nm 以上，几乎不能分辨出差别。光谱中部的分辨力较高，尤其在蓝绿色 490nm 和黄色590nm 左右分辨力最强，590nm 附近约为 1nm。

如果色纯度降低，波长分辨力一般随之降低，只是蓝紫端随纯度变化与其它部分有些不同。波长分辨力随视场的增大而升高，10°视场的波长分辨力比 2°视场高 3 倍。2°视场时整个可见光谱上人眼能分辨出约150 种颜色，而在 10°视场时可分辨出 400 至 500 种颜色。

人眼的色纯度分辨力可通过实验进行。要测定白光(Pc=0)加色光后的分辨力(即低色纯度时的纯度分辨力)，可用色光亮度L和L-ΔL分别照射在色度计的两半视场中，然后在L-ΔL一边加单色光亮度ΔL，使两边亮度相等，如果两边恰可分辨出不同的色光，所测定的即在白光时的色纯度分辨力ΔPc =ΔL/L。实验证明：短波端的色纯度分辨力最好，400nm时ΔPc =0.001 即能被人眼所分辨，即白光中加入千分之一亮度的色光，就可被认为不是白光。黄波段以570nm为最差，ΔPc =0.05，即需要将百分之五的黄光加在白光内才能分辨出不同于白光的黄光。图 5-15 为布里克韦德(Brickwedde)的测量结果，可看低色纯度时的色纯度分辨力随波长变化的情形。

近单色光时(Pc =1)的色纯度分辨力很有规则，几乎所有单色光中只需加百分之二左右的白光后人眼就能分辨出颜色变化。所以冲淡单色光时的ΔPc总是大致等于 0.02。其它色纯度的分辨力也有人做过实验。结论是色纯度分辨力最差的是黄绿色(570nm)，最佳的是在光谱两端，尤其是紫蓝端。

色品分辨力

前面虽然对颜色的三种特性(明度、色调、饱和度)各自的分辨力进行了讨论，但是颜色之间的差异是它们三者变化的综合结果，故需研究综合分辨能力，尤其是颜色的色品分辨力。在 CIE 的 x-y 色品图上，每一个点对应着一定的色品(包括色调和饱和度)，代表一种颜色。如果每一种颜色在色品图上的位置变化很小，人眼感觉不出其变化，仍认为是原来的颜色，只有当坐标位置变化到一定范围时，人眼才能感觉出颜色的变化。把人眼感觉不出颜色变化的范围称为颜色的宽容量(或称恰可察觉差, 简写 j.n.d)，宽容量反映出人眼的色品分辨力。

莱特和麦克亚当在这方面做了大量实验。图 5-16 给出莱特的实验结果，图上各个直线段代表了不同位置上颜色的宽容量(为制图方便，图中线段长度比实际宽容量放大 3 倍)。麦克亚当专门设计了仪器来确定颜色分辨的恰可察觉差，在 CIE x-y 色品图上不同位置选择了 25 个色品点，以色品点为中心，测定 5 至 9 个

方向上的颜色匹配范围，并用各方向上颜色匹配的标准偏差定出颜色的宽容量(在不同方向上大小不一致)，连成一个代表颜色宽容量的近似椭圆，椭圆的大小表示了色品的分辨力。色品图上 25 个位置点的椭圆大小不一样(如图 5-17, 图中各个椭圆形宽容量按实验结果放大 10 倍绘制)，其长轴也位于不同方向上。

莱特和麦克亚当的实验结果基本相似。在色品图的不同位置上，颜色的宽容量不一样，蓝色部分宽容量最小，绿色部分则最大。即在色品图上蓝色部分的同样空间内，人眼能看出更多种类的蓝色；而在绿色部分的同样空间内，人眼只能看出较少种类的绿色。按视觉恰可分辨的颜色数量，色品图光谱轨迹蓝色端的颜色密度大于轨迹顶部绿色的密度约 300~400 倍。

最完备的颜色分辨力应包括色品分辨力和光亮度分辨力两部分，即对明度、饱和度、色调三特性变化的综合分辨能力。有研究类似色品分辨力椭圆作出了颜色综合分辨力椭球，椭球范围代表人眼分辨力的宽容量。宽容量除对于不同明度、不同色品的颜色不相同外，还受外界因素的影响，极其复杂。要解决色差测定问题必须将人眼的辨色能力与色度学计算结果一致起来，为此，必须选择理想的颜色空间，使任意两颜色量的空间差距代表人眼的颜色知觉差异，这样由均匀明度标尺和均匀色品标尺组成的空间称为均匀颜色空间。