色觉正常观察者的辨色差异影响研究

The color perception and distinguish will be different for the observers with normal color vision, which will be influenced by the spectral power distribution of the illuminants and the spectral distribution of the objects. The two stimuli with very different spectral power distribution can produce a color match for a given observer, but will result in a mismatch for another observer with different color vision characteristics. This phenomenon is commonly termed as observer metamerism. However, CIE1931, CIE1964 and CIE2006 color matching functions only take age and the viewing field into account, with no consideration of the illuminants and the devices. In the project, the computational color matching simulations and color matching experiments will be performed to optimize the spectral cone response of different observers, analyze the influence of color matching functions, the distribution of illuminant spectrum and the spectral characteristics of objects on the observers' color perception and distinguish, the magnitude of observer variability will also be quantified. On the one hand, the prototype primary display can be optimized and simulated to minimize observer metamerism and observer variability. On the other hand, considering the observer variability, the individual CMFs can be introduced to achieve the target of improved observer consistency in the process of color management.

色觉正常观察者对颜色的感知和分辨具有一定的差异性，这种差异性受到照明光源、物体色光谱等的影响，会有不同程度的变化，出现了观察者的同色异谱现象。现有的CIE颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006仅考虑到了观察者的年龄、视场对颜色感知的影响，并未考虑到观察者的辨色差异受外界因素，如照明光源、呈色设备的影响。本项目拟从模拟计算和颜色匹配实验两方面进行，优化建立不同观察者的锥细胞响应函数，研究观察者的辨色差异性受观察者颜色匹配函数、照明光源光谱分布和物体的光谱特性曲线分布的影响程度，并将这种影响定量化。一方面，为弱化不同观察者的颜色视觉差异性，提出一种优化设计不同照明光源、原色光谱设备的方法；另一方面，在颜色的光谱色彩管理过程中，考虑到观察者的差异，引入观察者的CMFs，保证不同类别观察者的颜色视觉与“CIE标准观察者”匹配，从而实现不同观察者颜色视觉的一致性。

色觉正常观察者对颜色的感知和分辨具有一定的差异，这种差异会在不同程度上受照明光源、颜色刺激光谱组成、观察视场等的影响，出现了观察者同色异谱现象。但现有的CIE颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006仅考虑到观察者的年龄、视场对颜色感知的影响，并未考虑到观察者的辨色差异受外界因素的影响，且无定量化的表征方法。本项目选取了具有不同原色光谱的呈色设备（呈色方式），设计、制作了不同的异谱样本对，组织不同年龄的（19岁-75岁）色觉正常观察者开展颜色匹配实验和比较法的心理物理实验。研究观察条件及颜色刺激光谱组成对颜色匹配精度和观察者同色异谱的影响程度，并在此基础上将这种影响定量化，可为弱化不同观察者的颜色视觉差异，提出一种优化设计不同照明光源、原色光谱设备的方法。同时，使用聚类分析的方法，优选不同原色光谱的颜色刺激作为目标色进行观察者颜色匹配函数的聚类和分类，使用项目研究的心理物理实验数据组对分类颜色匹配函数进行进一步的优选、分类和检验。结果表明，现有分类颜色匹配函数（针对年轻和老年观察者）较现有CIE推荐颜色匹配函数的计算性能有显著改善。项目研究成果可应用于颜色的光谱色彩管理过程，考虑到观察者的差异，引入观察者分类颜色匹配函数，保证不同类别观察者的颜色视觉与“CIE标准观察者”匹配，从而实现不同观察者颜色视觉的一致性。