为研究现有国际照明委员会(CIE)色差公式(基于平面色建立)对三维(3D)打印球体模型色差评价的适用性,基于Sailner J400彩色3D打印机,围绕CIE推荐的5个颜色中心(灰、红、黄、绿、蓝)制作了200对(150对哑光和50对光泽)直径4 cm的球体模型。组织了59名年龄分布在19~26岁的色觉正常观察者,使用灰梯尺法开展色差评价实验。检验了基于CIELAB、CIECAM02和CAM16共3个颜色空间、8个色差公式的表现性能,并对色差公式进行了幂指数和明度因子的优化计算。结果表明,各原始色差公式对3D球体色差的预测性能较为一致,标准化残差平方和(STRESS)值为32.5~34.7;对光泽球体样本的预测性能优于哑光球体样本。F检验表明,针对3D球体样本建立的幂指数色差计算方法较原始色差公式的性能均有显著改善,优化后的STRESS值降为24.5~27.3;经过明度因子优化后的改善不显著。

为了研究在不同环境光下人眼辨色水平上的颜色视觉特性, 通过在液晶显示器上显示颜色刺激, 使用心理物理学中的恒常刺激法进行主观实验, 获取了CIE1976a*-b*平面上3名标准观察者在暗室、A光源和D50三种环境光下的5个基本颜色中心的主观实验数据。采用性能因子PF/3评价标准观察者的测试重复性和准确性, 根据主观实验拟合得到色度椭圆来表示辨色阈值实验的结果。实验结果表明: CIE1976a*-b*平面是视觉非均匀的; 在整体上, 人眼的辨色灵敏度随着外界光源色温的变大而变小; 人眼在三种环境光下的5个颜色中心区域, 红绿方向的视觉色差尺度均小于黄蓝方向。实验结果可以为均匀颜色空间和色差公式的改进提供原始数据。

研究了两种仪器测量色度随色样光泽度变化的规律。基于Dalal-Natale-Hoffman1999 反射模型，预测三种几何测量条件下5 种光泽度的35 个色样三刺激值。采用非线性指数函数建立三种几何测量条件下黄色样和蓝色样光泽度-预测值明度、彩度和色调模型。结果表明，包含镜面反射(di∶8°)测量预测，随着光泽度增加，明度、彩度和色调保持恒定；排除镜面反射(de∶8°)和45°环形照明0°方向接收(45°a∶0°)测量预测，随着光泽度增加，色调保持恒定，明度减小和彩度增加。将仪器测量值明度、彩度和色调对预测模型进行验证。结果表明，黄色样的光泽度-明度、彩度和色调预测模型对其他光泽度下明度、彩度和色调的预测是可行的，蓝色样的光泽度-明度和彩度预测模型有待改进。

为了分析不同分光光度计测量光柱镭射纸颜色的精度，选用X-Rite 7000A积分球式、X-Rite MA68Ⅱ多角度、X-Rite Spectro Eye45/0三种不同测量条件的仪器分别对光柱镭射纸的光柱方向和垂直光柱方向进行测量，比较不同仪器测量结果的稳定性和可靠性。数据分析表明，在X-Rite 7000A的大孔径和包含镜面反射光的测量模式下，光柱镭射纸不同位置的光谱均方差较小，沿着光柱方向的色度值变化不大，而垂直于光柱方向的色度值满足线性变化的关系，并且在同一位置测试纸张旋转 180°测量所得的色度值基本相同。通过分析垂直于光柱方向不同位置的色度值，提出了一种推算光栅条纹相对刻划方向的方法。

用不同光泽纸张和不同色差等级彩色印刷样品的目视评价色差数据拟合色度椭圆，研究各均匀颜色空间在评价不同光泽度和色差样本时的表现，检验基于CIELAB，DIN99，OSA和CIECAM02共7个颜色空间的均匀性。用局部均匀性和全局均匀性因子分别检验不同颜色空间色度椭圆的椭圆度和空间中不同位置椭圆尺寸的一致性。结果表明，其他所有颜色空间的表现均优于CIELAB和OSA颜色空间，OSA-Gp-Eu和DIN99d颜色空间在评价印刷品颜色差异的表现上较为接近，同时优于其他的颜色空间。

为研究CIECAM02三种环境参数(dark, dim, average)在三种相应照明环境下的跨媒体颜色复现性能，基于记忆匹配和成对比较的心理物理学实验方法,在灯箱照明打印样本与Dark, Dim, Average三种不同环境照明条件下液晶显示器显示色样之间进行了跨媒体颜色复现实验。实验数据分析表明，采用dim环境参数在三种照明条件下都能达到较优的颜色复现性能，而dark和average参数性能与测试颜色的明度和彩度存在一定相关性，较暗色样在Dark条件下采用dark参数设置复现良好，但在Average实验条件下采用average参数设置时性能很差；对于较亮色样的复现，dark与average参数设置在其相应实验条件下的颜色复现性能无显著差异。

提出了一种基于色域分析与聚类分析结合的基色筛选算法。该方法对传统4色色域和目标高保真色域进行分析，筛选出4色色域外的特征点，并对其光谱反射率进行主成分分析，确定基色的个数m。以m作为分类数，对集合中特征色光谱反射率进行聚类分析，在m个分类光谱中选择和特征色平均光谱距离最远的m个光谱作为基色光谱，在基色库中选择和m个光谱相关距离最小的实际专色作为最终基色。实验结果表明，提出的基色选择算法能够准确估计出新基色的光谱反射率，最大程度实现了目标高保真色域的再现。

为了研究不同空间频率和颜色方向的彩色对比灵敏度特性，在0.5～11.7 cycle /(°)的空间频率范围内分别在6°和10°视场下以灰色或红色为颜色中心，在CIELAB颜色空间的等亮度面上选取6个颜色方向，采用交叉阶梯法通过心理物理视觉实验测得以色差阈值倒数定义的彩色对比灵敏度。基于实验数据比较了不同颜色方向上低通形式的彩色对比灵敏度函数(CSF)曲线，并拟合得到不同空间频率下的彩色对比度阈值椭圆。随空间频率增大，阈值椭圆的面积变大，长短半轴比变化，同时发生旋转，导致彩色对比灵敏度随空间频率和颜色方向而改变，即色貌随空间频率的变化；视场增大使椭圆方位角的峰值以及长短半轴比的波动区间向低频方向移动，且红色中心的变化趋势与相应视场的灰色中心相似，只是总体数值偏低。

为了研究不同颜色背景对人眼辨色阈值特性的影响，在CIE1976L*a*b*平面上，基于心理物理学的交叉阶梯法测得国际照明委员会(CIE)推荐的5个基本颜色中心分别在该五个颜色背景下的辨色阈值。通过对辨色阈值椭圆的详细分析表明，同一颜色中心的辨色阈值在不同颜色背景下的局部视觉均匀性总体上保持相对稳定，而不同颜色中心的色度椭圆其长短半轴之比与背景颜色的色调角之间存在着一致的趋势。当背景颜色与中心颜色相同时，视觉辨色灵敏度最高，存在明显的Crispening效应。对于红色和蓝色中心以及黄色和蓝色背景，人眼的视觉辨色特性在红绿方向受到的影响均小于黄蓝方向。

为了研究人眼视觉系统的空间特性，采用交叉阶梯法在阴极射线管（CRT）显示器上对正弦条纹的亮度及彩色对比灵敏度函数进行测量。基于CIELAB空间，采用色差ΔE*ab和平均亮度L*之比定义对比度，从而能够在统一量度下对亮度及彩色对比灵敏度函数进行比较。测量了10°,6°和2.44°三个不同视场下，0.4~23.4 cycle /(°)的空间频率范围内，人眼对平均颜色为中性灰（L*=76，a*=b*=0）的正弦条纹的亮度及彩色对比灵敏度函数。采用不同的指数模型拟合测试数据，发现亮度对比灵敏度函数的峰值灵敏度和不同颜色方向上彩色对比灵敏度函数曲线的相交点均随视场大小而变化，并得到反映人眼在不同视场下不同空间频率上对亮度和彩色对比度感知差异的比例曲线。