第8講(1)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

1、第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)(CIE(CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)) )廖寧放廖寧放 .北京理工大學(xué)顏色科學(xué)與工程國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室北京理工大學(xué)顏色科學(xué)與工程國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ) 引言引言5.1 顏色的基本術(shù)語(yǔ)顏色的基本術(shù)語(yǔ)5.2 顏色匹配顏色匹配5.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 5.4 CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 5.CIE色度計(jì)算方法色度計(jì)算方法5.7 同色異譜程度的評(píng)價(jià)同色異譜程度的評(píng)價(jià)5.8 CIE光源顯色指數(shù)計(jì)算方法光源顯色指數(shù)計(jì)算方法5.9 其它表色系統(tǒng)其它表色系統(tǒng)

2、 引引 言言 光源色與物體色光源色與物體色2. 人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型3. 色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容 引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色菩薩蠻大柏地 毛澤東 1933年夏 赤橙黃綠青藍(lán)紫，赤橙黃綠青藍(lán)紫， 誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞？誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞？ 雨后復(fù)斜陽(yáng)，雨后復(fù)斜陽(yáng)， 關(guān)山陣陣蒼。關(guān)山陣陣蒼。 當(dāng)年鏖戰(zhàn)急，當(dāng)年鏖戰(zhàn)急， 彈洞前村壁。彈洞前村壁。 裝點(diǎn)此關(guān)山，裝點(diǎn)此關(guān)山， 今朝更好看。今朝更好看。 引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色光源 光譜分布特性觀察者 眼睛

3、和大腦物體 吸收和反射（透射）特性光光眼睛和大腦眼睛和大腦物體物體引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型黑/白引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型黑/白三三色色模模型型引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型概述概述黑/白四色四色(對(duì)立色對(duì)立色Opponent-color)模型模型引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型黑/白紅綠色盲測(cè)試紅綠色盲測(cè)試引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型黑/白紅綠色盲測(cè)試紅綠色盲測(cè)試引言引言-人眼的色視覺(jué)模型人眼的色視覺(jué)模型黑/白黃藍(lán)色盲測(cè)試黃藍(lán)色盲測(cè)試顏色光學(xué)顏色光學(xué)顏色化學(xué)顏色化學(xué)顏色生理顏色生理

4、顏色心理顏色心理顏色藝術(shù)顏色藝術(shù) 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容1818世紀(jì)，牛頓揭示顏色的本質(zhì)：光本身沒(méi)有顏色、色環(huán)概念世紀(jì)，牛頓揭示顏色的本質(zhì)：光本身沒(méi)有顏色、色環(huán)概念19世紀(jì)，世紀(jì)，Young-Helmholtz , 提出并發(fā)展了提出并發(fā)展了 “ 三原色三原色”理論。理論。Grassmann 提出顏色的混合定律提出顏色的混合定律19世紀(jì)末，世紀(jì)末，Hering, 提出提出“ 對(duì)立色對(duì)立色”（四色說(shuō)）理論模（四色說(shuō)）理論模型型(20世紀(jì)后期，出現(xiàn)階段性世紀(jì)后期，出現(xiàn)階段性“ 視覺(jué)模型視覺(jué)模型”)1931:CIEXYZ色度系統(tǒng); 197

5、6:CIEL*a*b*;20世紀(jì)初，Munsell色序系統(tǒng)，隨后有NCS色序系統(tǒng)等二十世紀(jì)80年代：色貌模型研究:CIECAM02；圖貌模型iCAM; ICC數(shù)字顏色管理系統(tǒng)CMS色度學(xué)的定義色度學(xué)的定義(Colorimetry, Chromatics )=(Colorimetry, Chromatics )=研究顏色度量和評(píng)價(jià)方法的一門(mén)科學(xué)研究顏色度量和評(píng)價(jià)方法的一門(mén)科學(xué) 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容GRB亮度亮度長(zhǎng)度長(zhǎng)度時(shí)間時(shí)間重量重量 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容GRB 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容三基色三基色 空間空間 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)

6、容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容(三屬性三屬性:HSI, HSV，HSB ，HLS)GRB 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容三屬性三屬性 空間空間(HSI, HSV，HSB ，HLS)孟塞爾(Munsell)色標(biāo)系統(tǒng) 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容自然色(NCS) 色標(biāo)系統(tǒng) 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容YUV, YIQ（模擬電視）模擬電視）,YCbCr (數(shù)字電視)色度與亮度分離空間 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容CIE1931 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)CIE 1931(三基色三基色) 空間空間 引引 言言色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容色度學(xué)的研究?jī)?nèi)容北京理工大學(xué)北京理工大學(xué)顏色科學(xué)理

7、論與技術(shù)課程體系顏色科學(xué)理論與技術(shù)課程體系本科生：本科生：輻射度、光度與色度及其測(cè)量輻射度、光度與色度及其測(cè)量（三度學(xué)）（三度學(xué)） 碩士生：碩士生：色度學(xué)色度學(xué) （必修）（必修） 數(shù)字顏色技術(shù)數(shù)字顏色技術(shù) （選修）（選修） 博士生：博士生： 數(shù)字圖文圖像顏色管理系統(tǒng)概論數(shù)字圖文圖像顏色管理系統(tǒng)概論 （數(shù)字顏色管理（數(shù)字顏色管理 ） 全校選修課：顏色科學(xué)及其應(yīng)用全校選修課：顏色科學(xué)及其應(yīng)用 引言引言國(guó)際顏色科學(xué)學(xué)術(shù)組織國(guó)際顏色科學(xué)學(xué)術(shù)組織國(guó)際照明委員會(huì)國(guó)際照明委員會(huì)CIE :下設(shè)下設(shè)8個(gè)專業(yè)技術(shù)委員會(huì)個(gè)專業(yè)技術(shù)委員會(huì) 第第1分部：分部：Vision and Color 第第8分部：分部：Imag

8、ing Technology國(guó)際色彩學(xué)會(huì)國(guó)際色彩學(xué)會(huì)AIC國(guó)際色彩聯(lián)盟國(guó)際色彩聯(lián)盟ICC CIE: Commission Internationale de LEclairage（法）（法） International Commission on Illumination （英）（英） CIE的總部位于奧地利維也納的總部位于奧地利維也納引言引言中國(guó)顏色科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中國(guó)顏色科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu) 中國(guó)照明學(xué)會(huì)中國(guó)照明學(xué)會(huì)（ CIE CHINA） 第第1分部：視覺(jué)與顏色：分部：視覺(jué)與顏色： 第第8分部：圖像技術(shù)專業(yè)委員會(huì)：分部：圖像技術(shù)專業(yè)委員會(huì)：中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)顏色專業(yè)委員會(huì)中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)顏色專業(yè)委

9、員會(huì)：全國(guó)顏色標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)：全國(guó)顏色標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)： 引言引言第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)5.1 顏色的基本術(shù)顏色的基本術(shù)語(yǔ)語(yǔ)關(guān)于顏色術(shù)語(yǔ)可以參閱關(guān)于顏色術(shù)語(yǔ)可以參閱CIE出版物色度學(xué)和我國(guó)國(guó)家出版物色度學(xué)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB5698顏色術(shù)語(yǔ)及其它文獻(xiàn)。顏色術(shù)語(yǔ)及其它文獻(xiàn)。1. 顏色顏色：目視感知的一種屬性，它可以用一些顏色名：目視感知的一種屬性，它可以用一些顏色名稱進(jìn)行描述，例如白、黑、灰、黃、紅、綠等等稱進(jìn)行描述，例如白、黑、灰、黃、紅、綠等等(1995) 。顏色顏色：光：光 作作 用用 于于 人人 眼引起除眼引起除空間屬性空間屬性以外的視覺(jué)特性。以外的視覺(jué)特性。用色名或色

10、的三屬性來(lái)表示的視覺(jué)特性用色名或色的三屬性來(lái)表示的視覺(jué)特性(2001) 。2. 光源色光源色：由光源發(fā)射的光的顏色。：由光源發(fā)射的光的顏色。3. 物體色物體色：光被物體反射或透射后的顏色。：光被物體反射或透射后的顏色。4. CIECIE標(biāo)準(zhǔn)照明體標(biāo)準(zhǔn)照明體：由由CIE規(guī)定的具有特定的相對(duì)光譜功規(guī)定的具有特定的相對(duì)光譜功率分布的一系列率分布的一系列發(fā)光體或光源。其中包括：標(biāo)準(zhǔn)照明體。其中包括：標(biāo)準(zhǔn)照明體A、D65、D55、D75。 、E，等，等標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體A A：根據(jù)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)而規(guī)定的絕對(duì)溫度為2856K的完全輻射體。標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體C C：相關(guān)色溫約為67 74K

11、 的平均晝光。標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體D65D65：相關(guān)色溫約為65 04K 的平均晝光；標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 D 55D 55： 相關(guān)色溫約為55 03K 的晝光；標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 D 75D 75： 相關(guān)色溫約為7504K的晝光;標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 E E： 等能光譜.CIECIE標(biāo)準(zhǔn)照明體標(biāo)準(zhǔn)照明體表示。表示。5. 三刺激值三刺激值Tristimulus values ：在三色系統(tǒng)中，與待測(cè)光達(dá)：在三色系統(tǒng)中，與待測(cè)光達(dá)到色匹配所需的三種原刺激的量。到色匹配所需的三種原刺激的量。6. 光譜三刺激值光譜三刺激值：在三色系統(tǒng)中，匹配等能單色輻射的一：在三色系

12、統(tǒng)中，匹配等能單色輻射的一系列三刺激值。在系列三刺激值。在CIE1931和和CIE1964標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)中分別用標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)中分別用xyz,xyz101010,和和7. CIE1931色品坐標(biāo)色品坐標(biāo)：三刺激之值與它們之和的比。：三刺激之值與它們之和的比。8. 均勻色空間均勻色空間：能以相同距離表示相同知覺(jué)色差的色空間。：能以相同距離表示相同知覺(jué)色差的色空間。9. 色差色差：以定量表示的色知覺(jué)差異。：以定量表示的色知覺(jué)差異。10. 同色異譜同色異譜：具有同樣顏色而光譜分布不同的兩個(gè)色刺激。：具有同樣顏色而光譜分布不同的兩個(gè)色刺激。E11. 色調(diào)（色相）色調(diào)（色相）( (hue)hue)：表示紅、

13、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色特性。表示紅、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色特性。顏色的三屬性之一。顏色的三屬性之一。1 12.2.明度明度( (lightness)lightness)：物體表面相對(duì)明暗的特性。物體表面相對(duì)明暗的特性。在同樣在同樣的照明條件下，以白板作為基準(zhǔn)，對(duì)物體表面的視知覺(jué)特性給的照明條件下，以白板作為基準(zhǔn)，對(duì)物體表面的視知覺(jué)特性給予的分度。顏色的三屬性之一。予的分度。顏色的三屬性之一。1 13.3.彩度彩度( (chroma)chroma)：某特定顏色的濃淡程度。顏色的三屬性之某特定顏色的濃淡程度。顏色的三屬性之一。一。Colorfulness or chroma, the perceive

14、d intensity of a specific color .14.14.飽和度飽和度( (saturation)saturation)：按照正比于物體表面的視亮度判斷按照正比于物體表面的視亮度判斷色濃度的一種目視感知屬性，因此可稱為相對(duì)色濃度。色濃度的一種目視感知屬性，因此可稱為相對(duì)色濃度。Colorfulness, chroma, and saturation are related but distinct concepts referring to the perceived intensity of a specific color. Colorfulness is the di

15、fference between a color against gray. Chroma is the colorfulness relative to the brightness of another color which appears white under similar viewing conditions. Saturation is the colorfulness of a color relative to its own brightness 15.顯色性顯色性：與參考光源相比較時(shí)，光源顯現(xiàn)物體顏色的特：與參考光源相比較時(shí)，光源顯現(xiàn)物體顏色的特性。性。16.顯色指數(shù)顯

16、色指數(shù)：光源顯色性的度量。以被測(cè)光源下物體的顏：光源顯色性的度量。以被測(cè)光源下物體的顏色和參考光源下物體的顏色的相符程度來(lái)表示。色和參考光源下物體的顏色的相符程度來(lái)表示。5.2 5.2 顏色匹配顏色匹配 顏色研究的第一階段，色匹配的研究階段顏色研究的第一階段，色匹配的研究階段一、顏色匹配實(shí)驗(yàn)一、顏色匹配實(shí)驗(yàn) 顏色可以相互混合，顏色可以相互混合，顏色混合可以是顏顏色混合可以是顏色光的混合，也可色光的混合，也可以染料的混合，這以染料的混合，這兩種混合方法是不兩種混合方法是不同的，前者稱為同的，前者稱為加加色混合色混合，后者為顏，后者為顏色色減色混合減色混合。將幾。將幾種顏色光同時(shí)或快種顏色光同時(shí)或

17、快速先后刺激人的視速先后刺激人的視覺(jué)器官，產(chǎn)生不同覺(jué)器官，產(chǎn)生不同于原來(lái)顏色的新的于原來(lái)顏色的新的顏色感覺(jué)，這就是顏色感覺(jué)，這就是顏色相加混合的方顏色相加混合的方法。法。 色光的混合加色法色光的混合加色法C= G +B =W-RM= B+ R =W-G Y= R+ G =W-B互補(bǔ)色互補(bǔ)色:Y+B=W 白色白色光三原色：光三原色：R, G, B 色料的混合色料的混合-減色法減色法n色料減色n色料三原色：Y,M,CnY+M=RnM+C=BnC+Y=GnY+M+C=BK二、格拉斯曼定律二、格拉斯曼定律 18541854年格拉斯曼年格拉斯曼( (H Grassmann)H Grassmann)總結(jié)出

18、顏色混合的定性性質(zhì)，總結(jié)出顏色混合的定性性質(zhì)，稱為格拉斯曼定律，為現(xiàn)代色度學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。稱為格拉斯曼定律，為現(xiàn)代色度學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。(1) (1) 人的視覺(jué)只能分辨顏色的三種變化。人的視覺(jué)只能分辨顏色的三種變化。( (例如明度、色調(diào)、例如明度、色調(diào)、飽和度飽和度) )(2) (2) 在由兩個(gè)成份組成的混合色中，如果一個(gè)成份連續(xù)地變化，在由兩個(gè)成份組成的混合色中，如果一個(gè)成份連續(xù)地變化，混合色的外貌也連續(xù)變化?；旌仙耐饷惨策B續(xù)變化。若兩個(gè)成份互為補(bǔ)色，以適當(dāng)比例混合，便產(chǎn)生白色或若兩個(gè)成份互為補(bǔ)色，以適當(dāng)比例混合，便產(chǎn)生白色或灰色，若按其它比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成份的灰色，

19、若按其它比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成份的非飽和色；若任何兩個(gè)非補(bǔ)色相混合，便產(chǎn)生中間色，中間非飽和色；若任何兩個(gè)非補(bǔ)色相混合，便產(chǎn)生中間色，中間色的色調(diào)及飽和度隨這兩種顏色的色調(diào)及相對(duì)數(shù)量不同而變色的色調(diào)及飽和度隨這兩種顏色的色調(diào)及相對(duì)數(shù)量不同而變化?；?。(3) (3) 顏色外貌相同的光，不管它們的顏色外貌相同的光，不管它們的光譜組成光譜組成是否一樣，是否一樣，在顏色混合中具有相同的效果。就是說(shuō)，凡是在視覺(jué)上相同在顏色混合中具有相同的效果。就是說(shuō)，凡是在視覺(jué)上相同的顏色都是等效的。由這一定律導(dǎo)出的顏色都是等效的。由這一定律導(dǎo)出顏色的代替律顏色的代替律：兩個(gè)相同的顏色各自與另外兩個(gè)相同的顏

20、色相加混合后兩個(gè)相同的顏色各自與另外兩個(gè)相同的顏色相加混合后，顏色仍相同。用公式表示為，顏色仍相同。用公式表示為DCBA,DBCA式中符號(hào)式中符號(hào)“”代代表顏色相互匹配表顏色相互匹配相減的情況也成立。即相減的情況也成立。即DCBA,DBCA一個(gè)單位量的顏色與另一個(gè)單位量的顏色相同，那么一個(gè)單位量的顏色與另一個(gè)單位量的顏色相同，那么這兩種顏色數(shù)量同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)則兩顏色仍為相這兩種顏色數(shù)量同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)則兩顏色仍為相同。即同。即 BA nBnA 根據(jù)代替律可知，只要在感覺(jué)上顏色是相同的，便可根據(jù)代替律可知，只要在感覺(jué)上顏色是相同的，便可以互相代替，所得的視覺(jué)效果是相同的，因而可以利

21、用以互相代替，所得的視覺(jué)效果是相同的，因而可以利用顏色混合的方法來(lái)產(chǎn)生或代替所需要的顏色。例如：顏色混合的方法來(lái)產(chǎn)生或代替所需要的顏色。例如：設(shè)設(shè) ，如果沒(méi)有，如果沒(méi)有B B種顏色，但是種顏色，但是 ，那，那么么 。這個(gè)由代替而產(chǎn)生的混合色與原來(lái)。這個(gè)由代替而產(chǎn)生的混合色與原來(lái)的混合色具有相同的效果。的混合色具有相同的效果。(4) (4) 混合色的總亮度等于組成混合色的各種顏色光的亮度混合色的總亮度等于組成混合色的各種顏色光的亮度總和，稱為總和，稱為亮度相加定律亮度相加定律。格拉斯曼定律僅適用于各種顏色光的相加混合過(guò)程。格拉斯曼定律僅適用于各種顏色光的相加混合過(guò)程。 三、顏色匹配方程三、顏色匹

22、配方程 顏色匹配的結(jié)果可用格拉斯曼定律來(lái)闡述，還可以顏色匹配的結(jié)果可用格拉斯曼定律來(lái)闡述，還可以用代數(shù)式和幾何圖形來(lái)表示。用代數(shù)式和幾何圖形來(lái)表示。用代數(shù)式表示的色匹配過(guò)程稱為用代數(shù)式表示的色匹配過(guò)程稱為顏色匹配方程顏色匹配方程 表示為下列方程表示為下列方程：CBABYXCYXA)()()()()(BBGGRRCC其中其中( (C)C)代表被匹配顏色的單位，代表被匹配顏色的單位，( (R)R)，(G)(G)，(B)(B)代表產(chǎn)代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍(lán)三原色的單位。生混合色的紅、綠、藍(lán)三原色的單位。R R，G G，B B，C C分別分別代表紅、綠、藍(lán)和被匹配色的數(shù)量。代表紅、綠、藍(lán)和被匹配色的

23、數(shù)量。用幾何圖形表示：用幾何圖形表示： 四四、三刺激值和色品圖、三刺激值和色品圖 1 1三刺激值三刺激值 在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，與待測(cè)色達(dá)到色匹配時(shí)所需要在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，與待測(cè)色達(dá)到色匹配時(shí)所需要的三原色的數(shù)量，稱為三刺激值。也就是顏色匹配方程的三原色的數(shù)量，稱為三刺激值。也就是顏色匹配方程式中的式中的R R、G G、B B值。值。三原色可以任意選定，但三原色中任何一種顏色不三原色可以任意選定，但三原色中任何一種顏色不能由其余兩種原色相加混合得到。最常用的是紅、綠、能由其余兩種原色相加混合得到。最常用的是紅、綠、藍(lán)三原色。藍(lán)三原色。三刺激值的單位三刺激值的單位( (R)R)、(G)(G)、(B)

24、(B)：不是用物理量為單位，不是用物理量為單位，而是選用色度學(xué)單位，亦稱三而是選用色度學(xué)單位，亦稱三T T單位。確定方法是：選單位。確定方法是：選一特定白光一特定白光( (W)W)作為標(biāo)準(zhǔn)，在顏色匹配實(shí)驗(yàn)裝置上用選作為標(biāo)準(zhǔn)，在顏色匹配實(shí)驗(yàn)裝置上用選定的三原色光定的三原色光( (紅、綠、藍(lán)紅、綠、藍(lán)) )相加混合與此白光相加混合與此白光( (W)W)相匹配，相匹配，達(dá)到匹配時(shí)，如測(cè)得所需要的三原色光的達(dá)到匹配時(shí)，如測(cè)得所需要的三原色光的光通量值光通量值( (R)R)為為流明；流明；( (G)G)為流明；為流明；B B為流明。則將它們的比值為流明。則將它們的比值 定為三刺激值的定為三刺激值的相對(duì)亮

25、度相對(duì)亮度單位單位，即色度學(xué)單位。，即色度學(xué)單位。 RlGlBlBGRlll:2 2光譜三刺激值光譜三刺激值 在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)色光也可以是某一種波長(zhǎng)在顏色匹配實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)色光也可以是某一種波長(zhǎng)的單色光的單色光( (亦稱為光譜色亦稱為光譜色) )，對(duì)應(yīng)一種波長(zhǎng)的單色光可以得，對(duì)應(yīng)一種波長(zhǎng)的單色光可以得到一組三刺激值到一組三刺激值R R、G G、B B。對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光做一系對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光做一系列類似的匹配實(shí)驗(yàn)，可以得到對(duì)應(yīng)于各種波長(zhǎng)單色光的列類似的匹配實(shí)驗(yàn)，可以得到對(duì)應(yīng)于各種波長(zhǎng)單色光的三刺激值。如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同三刺激值。如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同(

26、 (這樣的光譜分布稱為這樣的光譜分布稱為等能光譜等能光譜) )來(lái)做上述一系列實(shí)驗(yàn)，所來(lái)做上述一系列實(shí)驗(yàn)，所得到的三刺激值稱為得到的三刺激值稱為光譜三刺激值光譜三刺激值，也就是匹配等能光，也就是匹配等能光譜色的三原色的數(shù)量。用符號(hào)譜色的三原色的數(shù)量。用符號(hào) 表示。光譜三刺表示。光譜三刺激值又稱為激值又稱為顏色匹配函數(shù)顏色匹配函數(shù)，它的數(shù)值只決定于人眼的視，它的數(shù)值只決定于人眼的視覺(jué)特性。匹配方程表示為覺(jué)特性。匹配方程表示為 )()()(BbGgRrC任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所以光譜三刺激值能作為顏色色度計(jì)算的基礎(chǔ)。以光譜三

27、刺激值能作為顏色色度計(jì)算的基礎(chǔ)。3 3三刺激值的計(jì)算公式三刺激值的計(jì)算公式 （任意色的三刺激值）（任意色的三刺激值） )(),(),(bgr在色度學(xué)中，我們用三刺激值來(lái)表示顏色。根據(jù)格拉在色度學(xué)中，我們用三刺激值來(lái)表示顏色。根據(jù)格拉斯曼斯曼顏色混合的代替律顏色混合的代替律 ，可以得出混合色的三刺激值為各，可以得出混合色的三刺激值為各組成色三刺激值之和組成色三刺激值之和 。例如。例如：212121BBBGGGRRR任意色光都是由單色光組成的，如果各單色光的光譜任意色光都是由單色光組成的，如果各單色光的光譜三刺激值預(yù)先測(cè)得，根據(jù)混色原理就能計(jì)算出該色光的三三刺激值預(yù)先測(cè)得，根據(jù)混色原理就能計(jì)算出該

28、色光的三刺激值來(lái)刺激值來(lái)。計(jì)算方法是將待測(cè)光的光譜分布函數(shù)，按波長(zhǎng)加計(jì)算方法是將待測(cè)光的光譜分布函數(shù)，按波長(zhǎng)加權(quán)光譜三刺激值，得出每一波長(zhǎng)的三刺激值，再進(jìn)行積分，權(quán)光譜三刺激值，得出每一波長(zhǎng)的三刺激值，再進(jìn)行積分，就得出該待測(cè)光的三刺激值就得出該待測(cè)光的三刺激值 )(dbkBdgkGdrkR)()()()()()(積分的波長(zhǎng)范積分的波長(zhǎng)范圍為可見(jiàn)光波圍為可見(jiàn)光波段，一般從段，一般從380nm至至780nm 4 4色品坐標(biāo)和色品圖色品坐標(biāo)和色品圖 當(dāng)當(dāng)C=1，顏色匹配方程顏色匹配方程(5-1)可寫(xiě)成可寫(xiě)成 )()()()(BBGRBGBGRGRBGRRC由方程中可知一個(gè)單位的顏色由方程中可知一個(gè)

29、單位的顏色( (C)C)的色品只決定于三原的色品只決定于三原色的刺激值各自在色的刺激值各自在R+G+BR+G+B總量中的相對(duì)比例，此比值叫做總量中的相對(duì)比例，此比值叫做色品坐標(biāo)色品坐標(biāo)，用符號(hào)表示。色品坐標(biāo)與三刺激值用符號(hào)表示。色品坐標(biāo)與三刺激值之間的關(guān)系如下之間的關(guān)系如下 bgr,BGRBbBGRGgBGRRr1bgr且且所以色品坐標(biāo)只有兩個(gè)自由度所以色品坐標(biāo)只有兩個(gè)自由度色品圖色品圖: :以色品坐標(biāo)表示的平以色品坐標(biāo)表示的平面圖稱為色品圖。面圖稱為色品圖。只只需給出需給出r r 和和g g 坐標(biāo)就可坐標(biāo)就可確定顏色在色品圖的確定顏色在色品圖的位置。位置。 標(biāo)準(zhǔn)白光（標(biāo)準(zhǔn)白光（W）:R =

30、G = B = 1; r = 0.333,g = 0.3335.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931-RGB系統(tǒng)系統(tǒng);CIECIE1931-XYZ1931-XYZ系統(tǒng)系統(tǒng); ;CIE1964-XYZ系統(tǒng)系統(tǒng);CIE1960-UCS均勻色度空間均勻色度空間(David MacAdam);CIE1964-W*U*V*均勻色度空間均勻色度空間;CIE1976-L*u*v*均勻色度空間均勻色度空間;CIECIE1976-L1976-L* *a a* *b b* *均勻色度空間均勻色度空間; ;CIE94色差公式色差公式; CIEDE 2000色差公式色差

31、公式;CIECAM02 色貌模型色貌模型 L, c, h5.3 CIE 1931XYZ5.3 CIE 1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) (1) (1) 三原色三原色: X ,Y, Z ?; : X ,Y, Z ?; 白場(chǎng)白場(chǎng):W ?:W ?(2) (2) 標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值匹配函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值匹配函數(shù) (3) 色度坐標(biāo)系統(tǒng)色度坐標(biāo)系統(tǒng)CIE 1931XYZCIE 1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) (4) 三刺激值計(jì)算三刺激值計(jì)算5.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931xy色品圖CIE1931RGB光譜三刺激值光譜三刺激值

32、匹配函數(shù)匹配函數(shù) CIE1931XYZ光譜三刺激值匹配函數(shù) 5.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 關(guān)鍵數(shù)據(jù)：關(guān)鍵數(shù)據(jù)： 人眼的光譜三刺激值:由光譜匹配實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)證明不同觀察者的視覺(jué)特性多少是有差實(shí)驗(yàn)證明不同觀察者的視覺(jué)特性多少是有差異的，但是具有正常顏色視覺(jué)的人此差異是不大異的，但是具有正常顏色視覺(jué)的人此差異是不大的，故有可能根據(jù)一些觀察者進(jìn)行的顏色匹配實(shí)的，故有可能根據(jù)一些觀察者進(jìn)行的顏色匹配實(shí)驗(yàn)，將他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以平均，確定一組匹配驗(yàn)，將他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以平均，確定一組匹配等能光譜色所需要的三原色數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)稱為等能光譜色所需要的三原色數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)稱

33、為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察三刺激值準(zhǔn)色度觀察三刺激值:。 光譜匹配方法的問(wèn)題關(guān)鍵：光譜匹配方法的問(wèn)題關(guān)鍵： 三原色選擇、三刺激值單位的統(tǒng)一三原色選擇、三刺激值單位的統(tǒng)一 。 1931 1931年在英國(guó)劍橋舉行的年在英國(guó)劍橋舉行的CIECIE第第8 8次會(huì)議上，統(tǒng)一了實(shí)次會(huì)議上，統(tǒng)一了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了最早的主要推薦書(shū)驗(yàn)結(jié)果，提出了最早的主要推薦書(shū)CIECIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者和色品坐標(biāo)系統(tǒng)察者和色品坐標(biāo)系統(tǒng)；并規(guī)定了；并規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)光源(A，B，C)；還對(duì)還對(duì)測(cè)量反射面的照明觀測(cè)條件測(cè)量反射面的照明觀測(cè)條件進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。建進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。建立起立起CIE 1931CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度

34、系統(tǒng)。從而奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的。從而奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。一、一、CIE1931-RGBCIE1931-RGB系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來(lái)源：數(shù)據(jù)的來(lái)源：CIECIE1931-RGB1931-RGB系統(tǒng)是建立在萊特（系統(tǒng)是建立在萊特（W.D.WrightW.D.Wright）和吉爾德（和吉爾德（J.GuildJ.Guild）兩項(xiàng)顏色匹配實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。兩項(xiàng)顏色匹配實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。萊特（萊特（W.D.WrightW.D.Wright）的實(shí)驗(yàn)條件：的實(shí)驗(yàn)條件： RGB RGB三原色：三原色：650650nm 530nm 460nmnm 530nm 460nm 視場(chǎng)：視場(chǎng)：2 2 1. 1.三刺激值的單位：三

35、刺激值的單位：相等數(shù)量的綠和藍(lán)原色匹配相等數(shù)量的綠和藍(lán)原色匹配494nm的藍(lán)綠色，相的藍(lán)綠色，相等數(shù)量的紅和綠原色匹配等數(shù)量的紅和綠原色匹配582.5nm的黃色，得出它們的的黃色，得出它們的相對(duì)亮度單位為。相對(duì)亮度單位為。 吉爾德（吉爾德（J.Guild）的實(shí)驗(yàn)條件：的實(shí)驗(yàn)條件：RGB三原色：三原色：630nm 542nm 460nm視場(chǎng)：視場(chǎng)：2 三刺激值的單位：三刺激值的單位： 以三原色相加匹配以三原色相加匹配N(xiāo)PL（英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的縮寫(xiě)）英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的縮寫(xiě)）白色光源的條件下，認(rèn)為三原色的刺激值相等定出它們白色光源的條件下，認(rèn)為三原色的刺激值相等定出它們的相對(duì)亮度單位為的相對(duì)亮度

36、單位為 CIE所做的統(tǒng)一工作所做的統(tǒng)一工作三原色：三原色：700nm 546.1nm 435.8nm視場(chǎng)：視場(chǎng)：2 BGRlll:BGRlll:三刺激值的單位確定：三刺激值的單位確定： 以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光（又稱為以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光（又稱為E E光源）來(lái)確定三刺激值單位光源）來(lái)確定三刺激值單位 。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算確定，匹。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算確定，匹配等能白光的（配等能白光的（R），（），（G），（），（B）三原色單位的亮三原色單位的亮度比率為度比率為1.0000：4.5907：0.0601，它們的輻亮度比率，它們的輻亮度比率為為72.0962：1.3791：1.00

37、00 CIE統(tǒng)一的方法：統(tǒng)一的方法：將將J.Guild和和Wright的的兩套實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換兩套實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果：結(jié)果：轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)非常一致，取平均值后得出人眼的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)非常一致，取平均值后得出人眼的光譜三刺激值，用來(lái)表示。這一組函數(shù)叫做光譜三刺激值，用來(lái)表示。這一組函數(shù)叫做“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜刺激值系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜刺激值”。簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。 反映的反映的是是2 視場(chǎng)的平均顏色視覺(jué)特性。這一系統(tǒng)叫做視場(chǎng)的平均顏色視覺(jué)特性。這一系統(tǒng)叫做CIE1931-RGB色度系統(tǒng)色度系統(tǒng)。bgr,光譜三刺

38、激值與光譜色色品坐標(biāo)的關(guān)系式為光譜三刺激值與光譜色色品坐標(biāo)的關(guān)系式為 bgrggbgrrr色品圖和色度圖色品圖和色度圖CIE1931-RGB存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題可看到光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐可看到光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值出現(xiàn)的物理意義標(biāo)有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值出現(xiàn)的物理意義可以從匹配實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中來(lái)理解它。當(dāng)投射到半可以從匹配實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中來(lái)理解它。當(dāng)投射到半視場(chǎng)的某些光譜色，用另一半視場(chǎng)的三原色來(lái)匹視場(chǎng)的某些光譜色，用另一半視場(chǎng)的三原色來(lái)匹配時(shí)，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩視場(chǎng)顏色配時(shí)，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩視場(chǎng)顏色達(dá)到匹配，只有在光譜色半視場(chǎng)內(nèi)加

39、入適量的原達(dá)到匹配，只有在光譜色半視場(chǎng)內(nèi)加入適量的原色之一才能達(dá)到匹配，加在光譜色半視場(chǎng)的原色色之一才能達(dá)到匹配，加在光譜色半視場(chǎng)的原色就用負(fù)值來(lái)表示，這就出現(xiàn)負(fù)的色品坐標(biāo)值。色就用負(fù)值來(lái)表示，這就出現(xiàn)負(fù)的色品坐標(biāo)值。色品圖的三角形頂表示紅（品圖的三角形頂表示紅（R R）、）、綠（綠（G G）、）、藍(lán)（藍(lán)（B B）三原色。在色品圖上，負(fù)值的色品坐標(biāo)落在原色三原色。在色品圖上，負(fù)值的色品坐標(biāo)落在原色三角形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點(diǎn)的坐三角形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點(diǎn)的坐標(biāo)為正值。標(biāo)為正值。CIECIE1931-RGB1931-RGB系統(tǒng)是從實(shí)驗(yàn)得出的，可系統(tǒng)是從實(shí)驗(yàn)得出的，可以用于色

40、度學(xué)計(jì)算，但計(jì)算中會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，用起以用于色度學(xué)計(jì)算，但計(jì)算中會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，用起來(lái)不方便，又不易理解，所以來(lái)不方便，又不易理解，所以19311931年年CIECIE推薦了一推薦了一個(gè)新的國(guó)際通用的色度系統(tǒng)，個(gè)新的國(guó)際通用的色度系統(tǒng)，CIE1931CIE1931XYZXYZ系統(tǒng)。系統(tǒng)。 二、二、CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) n設(shè)想設(shè)想：在在CIE1931-RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的原色系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個(gè)假想的原色X、Y、Z建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的三刺激值，定名為三刺激值，定名為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺

41、標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值激值”，簡(jiǎn)稱為，簡(jiǎn)稱為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。這一系。這一系統(tǒng)叫做統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”或稱為或稱為“2視場(chǎng)視場(chǎng)XYZ色度系統(tǒng)。色度系統(tǒng)。假想三原色的確定假想三原色的確定1) 規(guī)定（規(guī)定（X）、（）、（Z）兩原色只代表色度，沒(méi)有亮度，光度兩原色只代表色度，沒(méi)有亮度，光度量只與三刺激值量只與三刺激值Y成比例。成比例。XZ線稱為無(wú)亮度線，它在線稱為無(wú)亮度線，它在r-g 色品圖上的方程應(yīng)滿足零亮度線的條件。色品圖上的方程應(yīng)滿足零亮度線的條件。前面提到（前面提到（R)，(G），），(B）三原色的相對(duì)亮度比是三原色的相對(duì)亮度比是

42、 ，在色品圖上，某一顏色的色品坐標(biāo)為，在色品圖上，某一顏色的色品坐標(biāo)為r，g，b，則則它的亮度方程可寫(xiě)成它的亮度方程可寫(xiě)成 0601. 0:5907. 4:0000. 1:BGRlllbgrCl0601. 05907. 4)(若無(wú)亮度，則方程可寫(xiě)成若無(wú)亮度，則方程可寫(xiě)成0)(Cl00601. 05907. 4bgrgrb1因?yàn)橐驗(yàn)椋瑒t，則00601. 00601. 00601. 05907. 4grgr整理后得整理后得X ZX Z線的方程為線的方程為 00601. 05306. 49399. 0gr2 2）在此系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。要達(dá)到此目的在）在此系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。要達(dá)到此

43、目的在選擇三原色時(shí)，必須使三原色所形成的顏色三角形能包選擇三原色時(shí)，必須使三原色所形成的顏色三角形能包括整個(gè)光譜軌跡。整個(gè)光譜軌跡完全落在括整個(gè)光譜軌跡。整個(gè)光譜軌跡完全落在X X，Y Y，Z Z所形所形成的虛線三角形內(nèi)。成的虛線三角形內(nèi)。 3 3）光譜軌跡從）光譜軌跡從540540nmnm附近至附近至700700nmnm，在在RGBRGB色品圖上基色品圖上基本是一段直線，用這段線上的兩個(gè)顏色相混合可以得到本是一段直線，用這段線上的兩個(gè)顏色相混合可以得到兩色之間的各種光譜色，新的兩色之間的各種光譜色，新的XYZXYZ三角形的三角形的XYXY邊應(yīng)與這邊應(yīng)與這段直線重合，這樣能使計(jì)算簡(jiǎn)便，因?yàn)樵谶@

44、段線上光譜段直線重合，這樣能使計(jì)算簡(jiǎn)便，因?yàn)樵谶@段線上光譜軌跡只涉及（軌跡只涉及（X X）原色和（原色和（Y Y）原色的變化，不涉及（原色的變化，不涉及（Z Z）原色。原色。 則邊的方程為則邊的方程為0199. 0grY ZY Z邊取與光譜軌跡波長(zhǎng)邊取與光譜軌跡波長(zhǎng)503503nmnm點(diǎn)相切的直線，其方程點(diǎn)相切的直線，其方程為為 0155. 045. 1gr5) 5)求假想三原色、在求假想三原色、在RGBRGB系統(tǒng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)即求三條直線方程的交點(diǎn)，得即求三條直線方程的交點(diǎn)，得（X X）：）：r =1.2750r =1.2750，g =-0.2778g =-0.2778，b =0.00

45、28b =0.0028（Y Y）：）：r =-17392r =-17392，g =2.7671g =2.7671，b=-0.0279b=-0.0279（Z Z）：）：r =-0.7431r =-0.7431，g =0.1409g =0.1409，b =1.6022b =1.6022它們?cè)谒鼈冊(cè)趚-yx-y圖中的坐標(biāo)應(yīng)是圖中的坐標(biāo)應(yīng)是（X X）：）：x =1x =1，y =0y =0，z =0z =0（Y Y）：）：x =0 x =0，y =1y =1，z =0z =0（Z Z）：）：x =0 x =0，y =0y =0，z =1 z =1 定了三個(gè)原色坐標(biāo)之后，還必須選擇一種標(biāo)準(zhǔn)白，以確定了三

46、個(gè)原色坐標(biāo)之后，還必須選擇一種標(biāo)準(zhǔn)白，以確定三刺激值的單位。定三刺激值的單位。XYZ系統(tǒng)是用相等數(shù)量的三原色刺系統(tǒng)是用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白來(lái)定各原色刺激值單位的。等能白點(diǎn)激值匹配出等能白來(lái)定各原色刺激值單位的。等能白點(diǎn)在在r-g坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為r =0.3333，g =0.3333在在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為x =0.3333，y =0.3333 6)采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，可求得采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，可求得XYZ系統(tǒng)和系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三系統(tǒng)三刺激值間的關(guān)系，得刺激值間的關(guān)系，得BGZBGRYBGRX5943. 50565. 000601. 05907. 40000. 1

47、1302. 17517. 17689. 2色品坐標(biāo)間的關(guān)系為：色品坐標(biāo)間的關(guān)系為：bgrbgrzbgrbgrybgrbgrx20063. 113240. 166697. 099000. 001000. 00000. 020063. 113240. 166697. 001063. 081240. 017697. 020063. 113240. 166697. 020000. 031000. 049000. 0說(shuō)明說(shuō)明：通過(guò)以上兩式，可將通過(guò)以上兩式，可將CIE1931 RGB色度系統(tǒng)的光譜三色度系統(tǒng)的光譜三刺激值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成刺激值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成XYZ系統(tǒng)的值。這套數(shù)據(jù)定義為系統(tǒng)的值。這套數(shù)據(jù)定義為“C

48、IE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。 CIE1931-XYZCIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的特點(diǎn)(1) 由于在由于在XYZ選擇原色時(shí)就考慮到只有選擇原色時(shí)就考慮到只有Y值既代表色品又值既代表色品又代表亮度，而代表亮度，而X，Z只代表色品，所以函數(shù)曲線與明只代表色品，所以函數(shù)曲線與明視覺(jué)光譜光視效率一致，即視覺(jué)光譜光視效率一致，即。 (2) CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于 視場(chǎng)的中視場(chǎng)的中央視覺(jué)觀察條件（視場(chǎng)在央視覺(jué)觀察條件（視場(chǎng)在 范圍內(nèi)）范圍內(nèi)），主要是主要是中央窩錐體細(xì)胞起作用。中央窩錐體細(xì)胞起作用。 (3) 對(duì)極小面積的顏

49、色的觀察數(shù)據(jù)無(wú)效對(duì)極小面積的顏色的觀察數(shù)據(jù)無(wú)效 (4) CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色品圖是馬蹄形的，假想的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色品圖是馬蹄形的，假想的三原色（三原色（X）為紅原色，（）為紅原色，（Y）為綠原色，（）為綠原色，（Z）為藍(lán)）為藍(lán)原色。它們都落在光譜軌跡的外面，在光譜外面的所原色。它們都落在光譜軌跡的外面，在光譜外面的所有顏色都是物理上不能實(shí)現(xiàn)的。光譜軌跡曲線以及連有顏色都是物理上不能實(shí)現(xiàn)的。光譜軌跡曲線以及連接光譜兩端點(diǎn)的直線所構(gòu)成的馬蹄形內(nèi)包括了一切物接光譜兩端點(diǎn)的直線所構(gòu)成的馬蹄形內(nèi)包括了一切物理上能實(shí)現(xiàn)的顏色。理上能實(shí)現(xiàn)的顏色。 )(y)(V)()(Vy241CIE x、y色

50、品圖的光譜軌跡 在在CIEx、y色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視覺(jué)特點(diǎn)：覺(jué)特點(diǎn)：n靠近波長(zhǎng)末端靠近波長(zhǎng)末端700770nm的光譜波段的光譜波段具有一個(gè)恒定的色品值，具有一個(gè)恒定的色品值，所以在色品圖上由一個(gè)所以在色品圖上由一個(gè)點(diǎn)來(lái)代表。點(diǎn)來(lái)代表。n光譜軌跡光譜軌跡540700nm這這一段是一條與一段是一條與XY邊基邊基本重合的本重合的直線直線。在這段。在這段光譜范圍內(nèi)的任何光譜光譜范圍內(nèi)的任何光譜色都可通過(guò)色都可通過(guò)540nm和和700nm二種波長(zhǎng)的光以二種波長(zhǎng)的光以一定比例相加混合產(chǎn)生。一定比例相加混合產(chǎn)生。 n光譜軌跡光譜軌跡380540nm一一

51、段是段是曲線曲線，在此范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)的一對(duì)光譜色的混合不的一對(duì)光譜色的混合不能產(chǎn)生二者之間位于光能產(chǎn)生二者之間位于光譜軌跡上的顏色，而只譜軌跡上的顏色，而只能產(chǎn)生光譜軌跡所包圍能產(chǎn)生光譜軌跡所包圍面積內(nèi)的混合色。光譜面積內(nèi)的混合色。光譜軌跡上的顏色飽和度最軌跡上的顏色飽和度最高。圖上的高。圖上的C和和E代表代表的是的是CIE標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源C和和等能白光等能白光E，等能白光，等能白光E點(diǎn)位于點(diǎn)位于XYZ顏色三角形顏色三角形的中心處。圖上越靠近的中心處。圖上越靠近C或或E點(diǎn)的顏色飽和度點(diǎn)的顏色飽和度越低。越低。0,2653. 0,7347. 0zyx在在CIEx、y色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有

52、如下的顏色視覺(jué)特點(diǎn)色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視覺(jué)特點(diǎn)n連接色度點(diǎn)連接色度點(diǎn)400nm和和700nm的直線稱為的直線稱為紫紅軌跡紫紅軌跡，亦稱紫線。因?yàn)閷⒁喾Q紫線。因?yàn)閷?00nm的藍(lán)色刺激與的藍(lán)色刺激與700nm的紅的紅色刺激混合后會(huì)產(chǎn)生紫色。色刺激混合后會(huì)產(chǎn)生紫色。ny=0的直線（的直線（XZ）與亮度沒(méi)有關(guān)系，即無(wú)亮度線。）與亮度沒(méi)有關(guān)系，即無(wú)亮度線。光譜軌跡的短波段緊靠這條線，意味著雖然短波光譜軌跡的短波段緊靠這條線，意味著雖然短波端的光能夠引起標(biāo)準(zhǔn)觀察者的反應(yīng)，但端的光能夠引起標(biāo)準(zhǔn)觀察者的反應(yīng)，但380420nm波長(zhǎng)的輻射通量在視覺(jué)上引起的亮度感覺(jué)很低。波長(zhǎng)的輻射通量在視覺(jué)上引

53、起的亮度感覺(jué)很低。三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換由于三原色選擇不同，以及規(guī)定三原色刺激值單位的由于三原色選擇不同，以及規(guī)定三原色刺激值單位的方法不同會(huì)出現(xiàn)許多不同的色度系統(tǒng)，任何兩個(gè)色度系統(tǒng)方法不同會(huì)出現(xiàn)許多不同的色度系統(tǒng)，任何兩個(gè)色度系統(tǒng)都可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法實(shí)質(zhì)上是一個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。都可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法實(shí)質(zhì)上是一個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。 5.45.4CIE 1964-XYZ CIE 1964-XYZ 補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)建立后，經(jīng)過(guò)多年實(shí)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)建立后，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐證明，踐證明，CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)代表了標(biāo)準(zhǔn)

54、色度觀察者的數(shù)據(jù)代表了人眼視場(chǎng)的色覺(jué)平均特性。但是，當(dāng)觀察視場(chǎng)增大人眼視場(chǎng)的色覺(jué)平均特性。但是，當(dāng)觀察視場(chǎng)增大到以上時(shí)，某些研究者從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在波長(zhǎng)到以上時(shí)，某些研究者從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在波長(zhǎng)380nm至至460nm區(qū)間內(nèi)數(shù)值偏低。這是由于大面積視區(qū)間內(nèi)數(shù)值偏低。這是由于大面積視場(chǎng)觀察條件下，桿體細(xì)胞的參與以及中央窩黃色素的場(chǎng)觀察條件下，桿體細(xì)胞的參與以及中央窩黃色素的影響，顏色視覺(jué)會(huì)發(fā)生一定的變化。日常觀察物體時(shí)影響，顏色視覺(jué)會(huì)發(fā)生一定的變化。日常觀察物體時(shí)視野經(jīng)常超過(guò)范圍，因此，為了適應(yīng)大視場(chǎng)顏色測(cè)視野經(jīng)常超過(guò)范圍，因此，為了適應(yīng)大視場(chǎng)顏色測(cè)量的需要，量的需要，CIE在在1964年規(guī)定了一組年規(guī)

55、定了一組“CIE1964補(bǔ)充補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”簡(jiǎn)稱為簡(jiǎn)稱為“CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”，也叫做，也叫做視場(chǎng)視場(chǎng)X10Y10Z10色度系色度系統(tǒng)統(tǒng)。 24210數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)來(lái)源 建立在斯泰爾斯（建立在斯泰爾斯（W.S.Stiles）與伯奇（）與伯奇（J.M.Burch）以及斯）以及斯伯林斯卡婭（伯林斯卡婭（N.I.Speranskaya）兩項(xiàng)顏色匹配實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。）兩項(xiàng)顏色匹配實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。 n斯泰爾斯和伯奇的實(shí)驗(yàn)：斯泰爾斯和伯奇的實(shí)驗(yàn)：n三原色：三原色：645.2nm 526.3nm 444.4nm 視場(chǎng)：視場(chǎng)：10 為了避免桿體細(xì)

56、胞的參與，在實(shí)驗(yàn)中使用高亮度的顏色刺為了避免桿體細(xì)胞的參與，在實(shí)驗(yàn)中使用高亮度的顏色刺激。在上述實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)出補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者大視場(chǎng)的匹配激。在上述實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)出補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者大視場(chǎng)的匹配等能光譜的三刺激值。等能光譜的三刺激值。 n斯伯林斯卡婭的實(shí)驗(yàn)：斯伯林斯卡婭的實(shí)驗(yàn)：三原色：三原色：640nm 545nm 465nm 視場(chǎng)：視場(chǎng)：10 在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有排除桿體細(xì)胞的作用，但消除麥克斯韋圓斑在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有排除桿體細(xì)胞的作用，但消除麥克斯韋圓斑的影響，將視場(chǎng)中心部分（范圍）遮住的影響，將視場(chǎng)中心部分（范圍）遮住 。 賈德（賈德（Judd）將這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了加權(quán)處理，按觀察）將這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

57、進(jìn)行了加權(quán)處理，按觀察者人數(shù)給予斯泰爾斯和伯奇的結(jié)果以較大的加權(quán)量（者人數(shù)給予斯泰爾斯和伯奇的結(jié)果以較大的加權(quán)量（3：1），），并對(duì)斯伯林斯卡婭的結(jié)果作了桿體細(xì)胞參與的修正。從而確并對(duì)斯伯林斯卡婭的結(jié)果作了桿體細(xì)胞參與的修正。從而確定了定了1964年年CIER10G10B10系統(tǒng)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜系統(tǒng)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值的數(shù)值。三刺激值的數(shù)值。 .轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) n將三刺激值轉(zhuǎn)換成將三刺激值轉(zhuǎn)換成CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值 。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下

58、 )(),(),(101010bgr)(),(),(101010zyx)(08878. 2)(0375154. 0)(000000. 0)()(073588. 0)(837182. 0)(138972. 0)()(390202. 0)(188273. 0)(341427. 0)(101010101010101010101010bgrzbgrybgrx這套數(shù)據(jù)就稱為這套數(shù)據(jù)就稱為CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者，光譜三，光譜三刺激值函數(shù)曲線刺激值函數(shù)曲線 為為3. 3.數(shù)據(jù)的使用數(shù)據(jù)的使用n當(dāng)觀測(cè)或匹配顏色樣品的視場(chǎng)角度在時(shí)則采用當(dāng)觀測(cè)或匹配顏色樣品的視場(chǎng)角度在時(shí)則采用“CIE

59、1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”這套數(shù)據(jù)；當(dāng)觀測(cè)或這套數(shù)據(jù)；當(dāng)觀測(cè)或匹配顏色樣品的視場(chǎng)角度在時(shí)采用匹配顏色樣品的視場(chǎng)角度在時(shí)采用“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。4. 1931與與1964色品圖的差別色品圖的差別 10442由圖可看出二者的光譜軌跡在由圖可看出二者的光譜軌跡在形狀上很相似，但相同波長(zhǎng)的形狀上很相似，但相同波長(zhǎng)的光譜色在各自的光譜軌跡上的光譜色在各自的光譜軌跡上的位置有相當(dāng)大的差異。例如，位置有相當(dāng)大的差異。例如，在在490nm500nm一帶，兩張圖一帶，兩張圖上的坐標(biāo)值在波長(zhǎng)上相差達(dá)上的坐標(biāo)值在波長(zhǎng)上相差達(dá)50nm以上，其他相同波長(zhǎng)的坐

60、以上，其他相同波長(zhǎng)的坐標(biāo)值也都有差異，僅只在標(biāo)值也都有差異，僅只在600nm處的光譜色坐標(biāo)值大致處的光譜色坐標(biāo)值大致相近。兩張色品圖上唯一重合相近。兩張色品圖上唯一重合的色品點(diǎn)就是等能白點(diǎn)。的色品點(diǎn)就是等能白點(diǎn)。 如果將兩者的光譜三刺激曲線繪在同一坐標(biāo)上進(jìn)行比較，如果將兩者的光譜三刺激曲線繪在同一坐標(biāo)上進(jìn)行比較，則更能清楚地看到它們的差異，則更能清楚地看到它們的差異， 由圖中可看出，曲線在400nm500nm區(qū)域高于視場(chǎng)的，表明視網(wǎng)膜上中央窩以外的區(qū)域?qū)Χ滩ü庾V有更高的感受性。 )(10y2)(y5.5.CIECIE色度計(jì)算方法色度計(jì)算方法一、色品坐標(biāo)的計(jì)算一、色品坐標(biāo)的計(jì)算 要計(jì)算顏色的色品