第二节 矢端函数曲线与色矢量

分光光度计接收的是光，在复频谱色度图上记录的不是色度，而是全频域的矢端函数曲线。从坐标原点作直线与矢端函数曲线上任意一点相交于θ相位，那么这条直线就是一个色相为θ的色矢量，如图5-1所示。

复频谱色度计算不需要把可见光分成红、绿、蓝三个原色，它只需要一台分光光度计把每一个频率相对功率分布或反（透）射率以矢端函数曲线的形式记录下来。能量是标量，对其开方，作为该频率对应相位处的一个微色矢量。可见光全频域由无限多个微色矢量端点连续绘出矢端函数曲线，形成一个色矢量系统，有了矢端函数曲线就可以计算出复频谱颜色特征数值。

可以把视觉系统看作一个封闭系统，矢端函数曲线是连续的，按照热力学第二定律，系统中无限多的这些微色矢量必然要自发地进行综合平衡。结果那些已平衡的色矢量，虽然矢量之和等于零，但它们的能量并没有消失，平方后转化成能量（白色），成为决定颜色亮度的主要成分。剩下一个没有被平衡的色矢量平方后与白色一同以色相属性被人眼感知。

一般说矢端函数曲线在复频谱上包围的面积越大，它被平衡的色矢量强度也越大，白色越多，亮度也越高。由此可知，矢端函数曲线与中心坐标原点处对称性越差，不平衡的色矢量也越强，色彩的饱和度也越高。具有一定经验以后仅从矢端函数曲线的形状，就可以对这个颜色的亮度、色相做出大致定性的判断。

在颜色测量中应用最多的是对物体反射色的测量。由于物体的表面状态差别很大，有光滑的，有粗糙的，有镜面反射，也有漫反射。在这种情况下，CIE建议用反射率因数表征物体表面的光反射特性。不过反射率因数对照明光源、观测条件都有严格要求，在这里就不一一详述了。下面反射率用符号ρ(θ)表示。设光源的相对光谱功率分布函数为s(θ)，那么光源映射在复频谱上的色矢量；设物体的透射率为τ(θ)，那么它的透射色矢量；设物体的反射率为ρ(θ)，那么它的反射色矢量。颜色测量一般情况下只考虑光源映射在复频谱上相对功率分布的相对值，对于等能光源复频谱颜色测量可设s(θ)=100，这样色度计算就更为简便。