1、第五章第五章 孟塞尔表色系统孟塞尔表色系统 1927年年 出出 版版 孟塞尔色卡集，孟塞尔色卡集，1940年，美国光学会之年，美国光学会之 测色委员会测色委员会为了测色将此书加以修为了测色将此书加以修 正，正，1943年发表修正孟塞年发表修正孟塞尔色彩体系，成为国际通用色彩体系。尔色彩体系，成为国际通用色彩体系。孟塞尔表色系统孟塞尔表色系统（Munsell color system）在）在1905年由美国美术教年由美国美术教师和画家孟塞尔师和画家孟塞尔创立，于创立，于1915年年确立确立 其其 表表 色色 系系统，统，第一节 引 言 孟塞尔表色系统是把染好的色卡，按一定的顺序孟塞尔表色系统是把
2、染好的色卡，按一定的顺序排列起来制成图册，作为物体知觉色的标准。排列起来制成图册，作为物体知觉色的标准。知觉色是基于颜色知觉的色。所谓颜色知觉是为知觉色是基于颜色知觉的色。所谓颜色知觉是为了区别人对物体形状和大小判断的视觉功能，指的是单了区别人对物体形状和大小判断的视觉功能，指的是单纯由于光刺激（物体的反射光）而产生的视觉特性。纯由于光刺激（物体的反射光）而产生的视觉特性。在太阳光的照明条件下，用眼睛直接观察物体时，在太阳光的照明条件下，用眼睛直接观察物体时，通过大脑的分析判断而产生的颜色视觉特性，称之为色通过大脑的分析判断而产生的颜色视觉特性，称之为色知觉，此时的颜色称之为知觉色。知觉，此时
3、的颜色称之为知觉色。表色系统比较项表色系统比较项目目CIEXYZ表色系统表色系统孟塞尔表色系统孟塞尔表色系统色的区别色的区别心理物理学色心理物理学色知觉色知觉色区别的基准区别的基准心理物理学概念心理物理学概念心理概念心理概念区别的根据区别的根据以色感觉建立的表色系统以色感觉建立的表色系统以色知觉建立的表色系统以色知觉建立的表色系统表色原理表色原理以光的混合为基础以光的混合为基础以实物标准为基础（如色以实物标准为基础（如色卡）卡）表示的对象表示的对象表示光色（包括物体反射表示光色（包括物体反射光）光）表示物体的表面色表示物体的表面色用于表示的量符用于表示的量符号号CIE光谱三刺激值光谱三刺激值X
4、、Y、Z色相、明度、纯度色相、明度、纯度孟塞尔表色系统与孟塞尔表色系统与CIEXYZ表色系统的比较表色系统的比较 第二节第二节 孟塞尔表色系统的构成孟塞尔表色系统的构成 在孟塞尔表色系统中，在孟塞尔表色系统中，q 表示颜色明亮程度属性的量，称明度，用表示颜色明亮程度属性的量，称明度，用V表示。表示。q 表示颜色鲜艳程度的量，称彩度，以表示颜色鲜艳程度的量，称彩度，以C表示。表示。q 表示色相属性的量，称色相，以表示色相属性的量，称色相，以H表示。表示。q 在以孟塞尔表色系统构成的柱坐标系中，在以孟塞尔表色系统构成的柱坐标系中，Z轴为轴为孟塞尔明度（孟塞尔明度（V），），为孟塞尔色相（为孟塞尔色
5、相（H），），r为孟为孟塞尔彩度（塞尔彩度（C）。）。qH：5个主色个主色(5R、5Y、5G、5B、5P)，其，其间插入间插入YR、GY、BG、PB、RP成成10阶，再阶，再细分为细分为100阶色相。阶色相。qV：0（黑）（黑）10（白）（白）(无彩色者为无彩色者为N0N10)。qC：0（无彩色）（无彩色）16（艳色）。（艳色）。一个理想的颜色立体，在任何方向、任何位一个理想的颜色立体，在任何方向、任何位置上，各颜色之间都应有相同的间隔，即在视觉上置上，各颜色之间都应有相同的间隔，即在视觉上的差异应该是相等的，无论是色相，还是明度或彩的差异应该是相等的，无论是色相，还是明度或彩度，在任何方向上
6、都是等间隔的。也就是说，应该度，在任何方向上都是等间隔的。也就是说，应该都具有相等的视觉差异。但是，任何表示颜色的色都具有相等的视觉差异。但是，任何表示颜色的色立体，都很难做到这一点。所谓均匀，实际上是相立体，都很难做到这一点。所谓均匀，实际上是相对的。对的。孟塞尔表色系统是以色卡的形式出现的，孟塞尔表色系统是以色卡的形式出现的，但由于对色相、明度、彩度都按特定的顺序编号，但由于对色相、明度、彩度都按特定的顺序编号，因此在实际中，也可以把各种不同的颜色用孟塞尔因此在实际中，也可以把各种不同的颜色用孟塞尔标号，即以一组孟塞尔表色系统的参数来表示，其标号，即以一组孟塞尔表色系统的参数来表示，其表示
7、方法为：表示方法为：首先写孟塞尔色相，然后写孟塞尔明度，在明首先写孟塞尔色相，然后写孟塞尔明度，在明度后划一斜线，接着写孟塞尔彩度，即：度后划一斜线，接着写孟塞尔彩度，即：HV/C色相色相明度明度/彩度彩度 例如：例如：5R4/14，5R为红色，明度中等，饱和度为红色，明度中等，饱和度很高，所以它是一个中等深度的非常鲜艳的红色。很高，所以它是一个中等深度的非常鲜艳的红色。直接以视觉来确定孟塞尔标号，但在直接以视觉来确定孟塞尔标号，但在实际观察时，应该注意以下几方面的问题。实际观察时，应该注意以下几方面的问题。q 观测者应是视力正常的人。观测者应是视力正常的人。q 放置样品的背景应为中性无彩色，
8、在进行颜色评放置样品的背景应为中性无彩色，在进行颜色评价的照明条件下，背景应为中等明度。价的照明条件下，背景应为中等明度。q 照明光源可以用自然光，也可以用人造光源。照明光源可以用自然光，也可以用人造光源。q 观测方式可以用观测方式可以用0/45，也可以用，也可以用45/0。q 观测时还应像使用灰色样卡评级那样，以灰色纸观测时还应像使用灰色样卡评级那样，以灰色纸框遮住样品和孟塞尔色卡。框遮住样品和孟塞尔色卡。q 找不到与样品完全匹配的色卡，采取线性内插法找不到与样品完全匹配的色卡，采取线性内插法来确定孟塞尔标号。来确定孟塞尔标号。第三节第三节 孟塞尔新标系统孟塞尔新标系统 1937年开始，美国
9、光学学会（年开始，美国光学学会（OSA）测色）测色 委员会，对原孟塞尔颜色系统的每个色卡进行了精确委员会，对原孟塞尔颜色系统的每个色卡进行了精确的测量，并把所得到的结果，精确地描绘于的测量，并把所得到的结果，精确地描绘于xy色度色度 图上，发现孟塞尔颜色系统从物理学的角度看，存在图上，发现孟塞尔颜色系统从物理学的角度看，存在着一些稍稍不规则的点。着一些稍稍不规则的点。于是就在于是就在“即保持原来孟塞尔颜色系统在视觉上即保持原来孟塞尔颜色系统在视觉上的等色差性，又使其从物理学的角度看，也没有什么的等色差性，又使其从物理学的角度看，也没有什么 不太合理之处不太合理之处”这样一个基本原则下，对孟塞尔
10、表色这样一个基本原则下，对孟塞尔表色系统做了修正，于系统做了修正，于1943年公布了新的经过修正的孟塞年公布了新的经过修正的孟塞尔系统。我国称之为孟塞尔新标系统。尔系统。我国称之为孟塞尔新标系统。新建立起来的孟塞尔表色系统，与原来的新建立起来的孟塞尔表色系统，与原来的孟塞尔表色系统，具有完全不同的含义，因为孟塞尔表色系统，具有完全不同的含义，因为每个色卡都标有每个色卡都标有CIEXYZ颜色系统的三刺激值颜色系统的三刺激值和色度坐标。所以它实际上成了孟塞尔表色系和色度坐标。所以它实际上成了孟塞尔表色系统与统与CIEXYZ表色系统相互联系的桥梁。表色系统相互联系的桥梁。目前世界各国使用的孟塞尔表色
11、系统，实目前世界各国使用的孟塞尔表色系统，实际上都是经过修正的孟塞尔新标系统。际上都是经过修正的孟塞尔新标系统。一、孟塞尔明度一、孟塞尔明度 国际照明委员会以理想白色体为颜色测量国际照明委员会以理想白色体为颜色测量基准。孟塞尔明度基准。孟塞尔明度V和以理想白为基准的亮度因数和以理想白为基准的亮度因数Y之之间的关系：间的关系：Y1.1913V0.22532V 20.23351V 30.020483V 4 0.0008194V 5 这里，这里，Y100%时，时，V10。按照上述经验式，则可。按照上述经验式，则可以把视觉上不均匀的亮度因数以把视觉上不均匀的亮度因数Y转换成视觉上均匀的转换成视觉上均匀
12、的孟塞尔明度孟塞尔明度V，这在实际应用上是有很大意义的。，这在实际应用上是有很大意义的。孟塞尔明度与亮度因数之间的关系孟塞尔明度与亮度因数之间的关系VY二、二、孟塞尔色相和彩度孟塞尔色相和彩度 孟塞尔表色系统中的色卡基本上可以近似孟塞尔表色系统中的色卡基本上可以近似地看成是一个均匀颜色空间。而孟塞尔表色系统地看成是一个均匀颜色空间。而孟塞尔表色系统与与CIE1931XYZ系统在明度、彩度和色相变化系统在明度、彩度和色相变化上不同步，说上不同步，说 明明CIE1931XYZ 颜颜色空间是一个不均色空间是一个不均匀的颜色空间。匀的颜色空间。CIE1931色度图上表面色的恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹色
13、度图上表面色的恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹 把具有相同孟塞尔色相的色卡按其所测把具有相同孟塞尔色相的色卡按其所测得的色度坐标，绘于得的色度坐标，绘于xy色度图上，发现绝色度图上，发现绝大部分等色相线在色度图中都不是直线，而且，不大部分等色相线在色度图中都不是直线，而且，不 同明度水平的等色相线也不同明度水平的等色相线也不重合。因此，具有相同色相重合。因此，具有相同色相的色卡，由于的色卡，由于明度水平不同，明度水平不同，在在xy色度图上应具有不同色度图上应具有不同的主波长。的主波长。CIE1931色度图上不同明度水平的等色相轨迹色度图上不同明度水平的等色相轨迹在孟塞尔颜色系统中在孟塞尔颜色系统中q
14、 具有相同彩度的色卡，在具有相同彩度的色卡，在CIE1931XYZ系统中不具有相同的纯度。系统中不具有相同的纯度。q具有相同色相的不同彩度的样品，在具有相同色相的不同彩度的样品，在CIE1931XYZ系统中，也不具有相同的主波长。系统中，也不具有相同的主波长。（）主渡长与孟塞尔彩度的关系主渡长与孟塞尔彩度的关系q明度不同而色相或明度不同而色相或彩度相同的色卡，在彩度相同的色卡，在CIE1931XYZ系统系统中，也同样会有不同中，也同样会有不同的主波长和不同的纯的主波长和不同的纯度。度。（）兴奋纯度与孟塞尔明度的关系兴奋纯度与孟塞尔明度的关系孟塞尔图册在实际孟塞尔图册在实际制作时，很难制得制作时
15、，很难制得高彩度高彩度 样样 卡。因卡。因此，市场上出售的此，市场上出售的孟塞尔图册通常比孟塞尔图册通常比理论上可能达到的理论上可能达到的范围要小得多。右范围要小得多。右图为孟塞尔明度图为孟塞尔明度V6的色卡在不的色卡在不 同同条件下的可能范围。条件下的可能范围。恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹图三、三、CIE1931XYZ表色系统与孟塞尔颜色表色系统
16、与孟塞尔颜色系统之间的转换关系系统之间的转换关系 在这种转换关系中，以在这种转换关系中，以CIE1931xy色度图上，色度图上，孟塞尔新标系统的恒定色相和彩度轨迹图为基础，由孟塞尔新标系统的恒定色相和彩度轨迹图为基础，由XYZ系统向新标系统转换的过程如下：系统向新标系统转换的过程如下：(1)利用孟塞尔明度值利用孟塞尔明度值VY与亮度因数与亮度因数Y的关系表的关系表(见附见附表表2 2），由，由Y查查VY，根据，根据VY的大小确定所使用的图。的大小确定所使用的图。(2)根据测得的根据测得的x、y的大小，由图来确定的大小，由图来确定H/C的值。的值。四四、孟塞尔新标系统的用途孟塞尔新标系统的用途 由于孟塞尔表色系统为一均匀的颜色空间由于孟塞尔表色系统为一均匀的颜色空间,特别特别是经过修正以后的孟塞尔新标系统，对孟塞尔图册中的是经过修正以后的孟塞尔新标系统，对孟塞尔图册中的每个色卡每个色卡,都经过了精确的测量，被赋予了都经过了精确的测量，被赋予了CIEXYZ表表色系统的参数，因而有了很多新的用途。例如：检验各色系统的参数，因而有了很多新的用途。例如：检验各种不同颜色空间的均匀性。种不同颜色空间的均匀性。
