色彩学第4章 颜色的混色系统--CIE色度学系统表色法 ln
chap-4
经数学变换，两组颜色空间色度坐标的相互转换
关系为：
x=(0.490r+0.310g+0.200b)/(0.667r+1.132g+1.200b) y=(0.177r+0.812g+0.010b)/(0.667r+1.132g+1.200b)
z=(0.000r+0.010g+0.990b)/(0.667r+1.132g+1.200b)
1931 CIE-RGB系统标准色度观察者光谱三刺
激值，简称 1931 CIE-RGB系统标准观察者
用很多观察者 来实验，匹配 光谱的各个颜 色，得到很多 组不同的三刺 激值，最后取 它们三刺激值 的平均结果。
1931CIE-RGB系统的光谱三刺激值是从实验得出来
的，本来可以用于颜色测量和标定以及色度学计算， 但是实验结果得到的用来标定光谱色的原色出现了 负值(有些颜色纯度太高)，正负交替十分不便，不 宜理解。
2、颜色光的混合
调节上方 三原色光 到适应的 比例，即 可混合出 下方的待 匹配的色 光。
同色异谱：二个颜色在视觉上感觉相同，但光 谱组成却不一样。
二、颜色方程：
用数学的方程形式来描述颜色的匹配实验。 C≡R(R)+G(G)+B(B) ≡：代表匹配，即视觉上相等。 R、G、B代表)、(B)代表混合所用的三原色
在颜色转盘实验中，若处在中间位置的被匹
配的颜色很饱和，那么很难用前面的颜色转 盘实现颜色的匹配。
可把处在外圈的一种原色加到中心被匹配的
颜色上，相当于只用外周的二种颜色来与中 心的颜色匹配。
这样的话，方程 中就可能出现了 负值，但用这种 方法，可使各种 色调和饱和度的 颜色也能匹配的 出来。
国际照明委员会色彩体系-CIE色彩系统-色彩学
国际照明委员会色彩体系-CIE色彩系统-色彩学
CIE系统是国际照明委员会(International Commission of Illumination)在1931年正式采用的国际测色标准。
是基于Young和Helmholtz的色光三原色理论，利用光学仪器测量色彩，是一种科学、准确的色彩系统。
CIE颜色系统
颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。
颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。
现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受。
RGB模型采用物理三基色，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜色模型。
每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。
色度学原理与CIE标准色度学系统介绍课件
色度学原理与CIE标准色度 学系统介绍
12
2
2.5 光谱三刺激值
如果已知色光E的光谱功率分布，怎样来确 定它的三刺激值及色度坐标呢？
设：光谱功率分布为E()，
光谱色 的色度坐标r()、g()、b()。
首先找出单色光E()d的色量值dC()，
单色光E()d的亮度：kV()E()d，
其对应的C值dC()：
学系统介绍
+Y 16
{Y}
+
Z
{Z}
2
2.7 CIE 标准色度观察者
现代色度学采用国际照明委员会(简称CIE) 所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法， 称为CIE标准色度学系统。此系统是以两组现代 色度学的基本视觉实验数据为基础的。
CIE l931标准色度观察者光谱三刺激值，适 于1o～4o视场的颜色测量；
2
色度学原理与CIE标准色度学系 统介绍
2
色光匹配：
Red
Green Blue
nm 700
546.1
435.8
色度学原理与CIE标准色度 学系统介绍
2
2
颜色转盘 色度学原理与CIE标准色度
学系统介绍
3
2
颜色匹配的方法：
• 光谱匹配：不同光谱成分的混合（调节光源的 发射光谱、物质的吸收与反射光谱。
原色能相加匹配出等能白色(E光源)，然后
在2o观察条件下，采用目视配色仪上匹配
出等能光谱色的 R、G、B分量，称为1931
年CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺
激值，用
r、g、b
色度学原理与CIE标准色度 学系统介绍
18
1931年CIE-RGB 系统标准色度观察者 2
CIE标准色度学系统
CIE标准色度学系统CIE标准色度学系统，全名为国际照明委员会标准色度学系统，是一种用于量化和描述颜色的科学方法。
它是由国际照明委员会（CIE）开发和推广的，目的是建立一个统一的国际标准，以便不同地区和领域的人们能够使用相同的术语和工具来描述和测量颜色。
CIE标准色度学系统基于人类视觉系统的特性和颜色感知的原理，广泛应用于工业工程、设计、艺术和科学研究领域。
下面将详细介绍CIE标准色度学系统的基本原理和应用。
CIE标准色度学系统是基于三个基本刺激色彩：红色，绿色和蓝色。
它们被称为三刺激值，并用X、Y和Z表示。
这些基本刺激色彩可以组合成所有其他的可见光颜色。
CIE标准色度学系统通过测量和描述三刺激值的相对量来定量描述颜色。
这些相对量是通过比较样品与已知标准的颜色之间的差异来确定的。
以CIE标准光源和CIE标准观察者为基准，CIE标准色度学系统提供了一种一致和可重复的方法来测量和描述颜色。
CIE标准色度学系统的应用非常广泛。
在工业工程中，它可以用于设计和控制光照，以确保产品的颜色一致性。
例如，在汽车制造业中，使用CIE标准色度学系统可以确保一个车型的不同部件的颜色一致，这对于提高产品质量和顾客满意度非常重要。
此外，CIE标准色度学系统还可以用于指导产品的色彩设计和开发，以满足不同顾客的需求和喜好。
在设计和艺术领域，CIE标准色度学系统可以用来操纵颜色，以实现特定的视觉效果。
例如，可以使用CIE标准色度学系统来调整图像和照片的颜色平衡，并根据需要增强或减弱特定颜色的亮度和饱和度。
此外，CIE标准色度学系统还可以用于指导画家和设计师在他们的作品中使用颜色。
在科学研究领域，CIE标准色度学系统可以用来研究和理解人类视觉系统的特性和颜色感知的机制。
通过研究CIE标准色度学系统，科学家们可以更好地了解色盲和其他视觉障碍的发生机制，并开发更好的方法来诊断和治疗这些问题。
总之，CIE标准色度学系统是一种用于量化和描述颜色的标准化方法。
色彩学第4章 颜色的混色系统--CIE色度学系统表色法
4.1 颜色匹配
B. 颜色匹配方程
在三刺激值空间中，颜色可以用一个矢量来表示，这个 矢量对应的方程就称为颜色匹配方程或简称为颜色方程，代 表匹配颜色感觉所需要的三原色数量之间的关系：
C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)
4.1 颜色匹配
C. 光谱三刺激值
匹配等能光谱中各单色光所需的三原色数量称为光谱三刺激 值，又称为颜色匹配函数。用符号ｒ，ｇ，ｂ 或r(λ)，g(λ)， b(λ)表示。 C (λ)(C)≡ r(λ)(R)+ g(λ)(G)+ b(λ)(B)， λ∈[380nm，780nm]
4.2 CIE标准色度系统
4.2.2 CIE1931XYZ标准色度系统
1931年CIE在RGB系统的基础上，改用三个假想的原色X、Y、 Z建立了一个新的色度系统。将RGB系统光谱三刺激值进行 转换后，变为以X、Y、Z三原色匹配等能光谱的三刺激值， 定名为“CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”，简称为 “CIE1931标准色度观察者”，记作x，y，z或x (λ) ，y (λ) ，z (λ) 。这一系统叫做“CIE1931标准色度系统” 或“CIE1931-XYZ”系统。
实验证明：三原色的选择是任意的，只要它们相 互独立，也就是说任何一个原色不能由其余两个原色 相加产生。
各种实验方法已表明，无法找到一组三原色能够 将自然界中的所有色彩匹配出来。
4.1 颜色匹配
4.1.2 三刺激值和色度图
A. 三刺激值
在颜色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色 叫做三原色 。通常加色混色中使用红、绿、蓝三种颜色光为三 原色是为了得到最多的混合色。
4.1.1 色光混合实验
把两种颜色调节到视觉上相同或相等的过程叫作颜色 匹配。
数字图文信息处理技术《第四章习题》
“颜色技术基础”课习题第四章 CIE标准色度系统1、颜色表示方法可分成三类⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
2、将颜色进行有系统、有规律的排列，并给每个颜色一个标记的表色方法称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 习惯法B 显色系统表示法C 混色系统表示法D CIE系统表示法3、以⎽⎽⎽⎽⎽⎽能混合出各种色彩，以⎽⎽⎽⎽⎽⎽为出发点建立的表色系统叫混色系统。
4、属于混色系统的是⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 孟塞尔表色系统B 自然色系统C 印刷用的色谱D CIE标准色度系统5、不属于混色系统的优点的是⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 以数表色B 可表示的颜色无限C 可用仪器测量D 色样直观6、将两种颜色调节到⎽⎽⎽⎽⎽⎽相同的过程叫颜色匹配，任意一种光色可以通过⎽⎽⎽⎽⎽⎽匹配得到，他们分别是⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
7、达到与待测色匹配时所需的三原色的数量称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽，记为⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
8、三刺激值相同的颜色，其外貌⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 一定相同B 不一定相同C 肯定不同D 与其它条件有关9、匹配等能光谱色所需的三原色数量称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽，记为⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
10、关于光谱三刺激值的意义下面说法错误的是⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 它的数值反映人眼的视觉特性B 是色度计算的基础C 已知各单色光的光谱三刺激值，可计算混合色光的三刺激值D 是显色表示系统的基础11、红色分量的色品坐标是⎽⎽⎽⎽⎽⎽在⎽⎽⎽⎽⎽⎽总量中所占的比例。
12、一个颜色的红、绿、蓝分量的色品坐标之和⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A 大于1B 大于3C 等于1D 等于313、匹配标准白光时的三原色色光数量都确定为一个单位，此时⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A R=G=B=1B R=G=B=3C R=G=B<1D RGB不相等14、CIE色度系统以两组实验数据⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽标准色度观察者光谱三刺激值为基础。
15、⎽⎽⎽⎽⎽⎽实用于1o-4o视场颜色测量，⎽⎽⎽⎽⎽⎽实用于大于4o视场颜色测，这两组光谱三刺激值必须在⎽⎽⎽⎽⎽⎽条件下使用。
《CIE标准色度系统》课件
XYZ色彩空间
XYZ色彩空间可以用于表示任何一种颜色，并且可以进行颜色与物理光谱之 间的转换。
CIE RGB色彩空间
CIE RGB色彩空间由红色、绿色和蓝色构成，常用于彩色显示器和电视等设 备中。
CIE L*a*b*色彩空间
CIE L*a*b*色彩空间是用于描述人眼所感受到的颜色，其中L*表示亮度，a*表 示绿色-红色的差异，b*表示黄色-蓝色的差异。
L*表示亮度，a*表示绿色-红色的差异，b*表 示黄色-蓝色的差异，用于描述人眼所感受 到的颜色。
CIE RGB色彩空间
由红色、绿色和蓝色构成，用于彩色显示器 和电视等设备中。
CIE L*u*v*色彩空间
L*表示亮度，u*表示从青色到红色的颜色， v*表示从洋红色到黄色的颜色，用于计算颜 色的距离。
《CIE标准色度系统》PPT课件
CIE标准色度系统的全面介绍，从基本概念到应用场景等各个方面，展现出色 彩世界的多样性和美妙。
什么是CIE标准色度系统
CIE是国际照明委员会的简称。CIE标准色度系统是一种用于描述颜色的国际 标准。
CIE标准色度系统的应用
1 颜色标示和描述
用于准确标示和描述各 种颜色，确保一致性和 标准化。
CIE L*u*v*色彩空间
CIE L*u*v*色彩空间是用于计算颜色的距离，其中L*表示亮度，u*表示从青色 到红色的颜色，v*表示从洋红色到黄色的颜色。
2 在线色彩选择和管
理
帮助设计师和艺术家在 线选择和管理色彩，提 供各种调色工具和准确 的色彩数值。
3 打印和出版领域
在打印和出版领域，确 保色彩准确传递，并保 持印刷品质量的一致性。
CIE标准色度一种颜色，并将颜色与物理光 谱之间进行转换。
色彩管理技术原理
CIE1931标准色度系统
三刺激值中的Y既代表 亮度（常称亮度因素） 又代表色品； 采用Yxy表色方法完整 地表示颜色的色度特征
CIE1931标准色度系统
CIE1964补充标准色度系统：
是CIE在1964年采用10o视场建立 的色度系统，用以适应大于4o视 场观察面积的颜色测量。
颜色1=颜色2=…=颜色n
色彩管理基本原理
设备相关颜色空间
如果一种颜色表示方法所表示的颜色只 与某一特定的设备相关，这种表示方法 所表示的颜色空间就被称作设备相关颜 色空间。 设备1 C=0 M=100 Y=0
• RGB：扫描仪、照相机、显示器、电 视机
设备2 设备n
• CMYK：打印机、印刷机
……
500 510 520 530 540 550 …… 780
CIE1931标准色度系统
等能光谱色色品坐标的计算：
x xx ~ ~ ~ z y ~ y ~ y z y x ~~ ~ ~ ~ z ~ y z z x ~~ 1 x y CIE1931-XYZ系统的色品图
D50 D75
B 100 C
D50 D55 D65 D75
400
500
600 波长（nm）
700
800
波长（nm）
CIE1931标准色度系统
• 物体色三刺激值与色品坐标的计算 色度坐标的计算是标准光源相对能量分布、样品的光谱反射率 和标准观察者光谱三刺激值的乘积
1.2 1 2
相 对 功 率
0 380 波长(nm) 780 CIE标准光源
CIE1931标准色度观察者光谱刺激值： 用假想三原色X（红）Y（绿）Z（蓝） 三原色匹配等能光谱的三刺激值
第四章 CIE色度系统
▲ 任何颜色在色度图中都占一个确定位臵。假如在 色度图中有颜色点Q，由E通过Q作一条直线至光谱 轨迹，这条直线在575nm处与光谱轨迹相交，那么Q 颜色的主波长即为575nm ，此处光谱轨迹的颜色相 当于Q的色相。某一颜色离开E点接近光谱轨迹的 程度表明它的纯度，相当于饱和度。
G g RG B
B b RG B
第四章 CIE色度系统 §1 颜色方程——色度坐标和色度图
2、标准白光的色度坐标：
在颜色匹配实验中，常用某一特定白光作为标准， 然后选择三种特定波长的红、绿、蓝三原色光相互 混合直到匹配出标准白光,此时规定每一种原色光的 亮度值作为一个单位，三原色的数量定为相等， 即R=G=B，且有：
第四章
CIE色度系统
第四章 CIE色度系统
本章内容：
▲
颜色方程
▲
▲
CIE色度系统（★）
CIE色度计算方法（★★）
▲
CIE均匀颜色系统
第四章 CIE色度系统
§1
颜 色 方 程
第四章 CIE色度系统 §1 颜色方程
一、颜 色 匹 配
第四章 CIE色度系统 §1 颜色方程——颜色匹配
一、颜色匹配：
▲ 从光谱波长为700nm左右的红端到540nm处的绿色， 光谱轨迹几乎呈一条直线。此后光谱轨迹突然转弯， 颜色从绿转为蓝-绿，蓝-绿色又从510nm 到480nm 逐渐平缓，轨迹的曲率较小。蓝和紫色波段却压缩 在光谱轨迹尾部的较短的范围。光谱轨迹之所以呈 现成这种特殊形状是由人眼对三原色刺激的混合比 例所决定的。
第四章 CIE色度系统 §2 CIE色度系统——1931CIE－XYZ色度系统
3、CIE－RGB系统与CIE－XYZ系统的转换关系：
印刷色彩学教学中对CIE色度学体系的分析
文 ／朱 明
张
浩
Ｃ Ｉ Ｅ色 度 学体 系是 色彩 色 度学 相 关课 程 中较 为
学相关 课程 的教学效果会起 到非 常积 极 的作用 。
重要却又难 以理解 的一部分 内容 。本文分别从 表色方
一
法 ，颜 色 视 觉及 坐 标 变换 的角 度提 出 了对 Ｃ Ｉ Ｅ色度 学 体系 的三点认识 ， 并 深刻剖 析了这三点认 识对 “ 测
和意 义 。本 文不 仅 为 印刷 工程 专 业 的色 彩 色度 学相
关课程教学提供 了借鉴，也有利于相关专业 的科研
工作 者对颜 色处理相 关概念 和原理 的理解 和运用 。
际照明委员会 （ 简称 ｃ 皿） 建立的一种混色表色方法。
这种表 色方法不需要 像显色 系统那 样荟集 大量 的实 际 色样 ，而是基 于三原色光 （ 红 、绿 、蓝 ） 能够混合 匹 配 出各 种不 同色 彩所 归纳 的系 统 ，这样就使 色光 的刺
二 、ＧＩ Ｅ色 度 学体 系是 一 种 模 拟 人
眼颜 色视 觉的系统
在 色彩 色度 学相 关课 程 的教 学 中 ，加 深学 生对
“ Ｃ Ｉ Ｅ 色度学体系是一种模拟人眼颜色视觉的系统”
这一 认 识是 非 常重 要 的 ，有利 于 学生 更加 深 刻地 理 解“ 测色 配 色” 和“ 色彩 管理 ” 中 的相 关 概念 和理论 。
在高等院校印刷工程专业 的课程体系中， 《 色 彩色度学 》， 《 计算机测色配色 》及 《 色彩管理》等
课程 都 占据 着十分重 要 的地位 。这 些课程 内容 具有较
强 的学科交叉性 ，涉及到光学 ，数学及计算机学科
领域 中一 些 较 为抽 象 的基 础概 念 和理 论 ，因此对 于
CIE标准色度学系统
CIE标准色度学系统CIE标准色度学系统国际照明委员会 (CIE) 规定的颜色测量原理、根本数据和计算方法，称做CIE 标准色度学系统。
CIE标准色度学的核心内容是用三刺激值及其派生参数来表示颜色。
任何一种颜色都可以用三原色的量，即三刺激值来表示。
选用不同的三原色，对同一颜色将有不同的三刺激值。
为了统一颜色表示方法，CIE对三原色做了规定。
光谱三刺激值或颜色匹配函数是用三刺激值表示颜色的极为重要的数据。
对于同一组三原色，正常颜色视觉不同入测得的光谱三刺激值数据很接近，但不完全相同。
为了统一颜色表示方法，CIE取多人测得的光谱三刺激值的平均数据做为标准数据，并称之为标准色度观察者。
CIE对三刺激值和色品坐标的计算方法作了规定。
对于物体色，光源、照明和观察条件对颜色有一定影响。
为了统一测量条件，CIE对光源、照明条件和观察条件也做了规定。
一、CIE1931标准色度学系统CIE1931标准色度学系统，是1931年在CIE第八次会议上提出和推荐的。
它包括1931CIE-RGB和1931 CIE-XYZ两个系统，分别介绍如下：〔一〕1931CIE-RGB 系统该系统用波长分别为7×××10-7米〔兰〕的光谱色为三原色，并且分别用〔R〕、〔G〕、〔B〕表示。
系统规定，用上述三原色匹配等能白光〔E光源〕三刺激值相等。
R、G、B的单位三刺激值的光亮度比为1.000: 4.5907:0.0601；辐亮度比为72.0962:1.3791:1.000。
系统的光谱三刺激值，由莱特实验和吉尔德〔J·Guild〕实验数据换算为既定三原色系统数据后的平均值来确定[详见参考文献]，并定名为“1931 CIE－ RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值〞。
简称“1931 CIE－RGB系统标准观察者〞。
光谱三刺激值分别用、和表示〔二〕1931 CIE－XYZ系统1931 CIE－RGB 系统可以用来标定颜色和进行色度计算。
色彩学CIE色度系统
0.8
0.8
色度图可用来表示所有颜色的色度特性。色度图中心 为白点（非彩色点），光谱轨迹上的点代表不同波长的光 谱色，是饱和度最高的颜色，越接近色度图中心（白点）， 颜色的饱和度越低。围绕色度图中心不同的角度，颜色的 色调不同。
颜色光谱由来
CIE1931标准色度观察者的数据适用于2°视场的 中央视觉观察条件(视场范围1°-4°)，以此代表人 的平均颜色视觉特性。
二、光谱三刺激值
匹配等能光谱色的三原色数量。用 符号ｒ，ｇ，ｂ 表示。
三、色度坐标和色度图
三原色各自在R+G+B总量中的相对 比例叫做色度坐标，用符号r，g，b来 表示。
色度坐标与三刺激值的关系如下：
r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B) b=B/(R+G+B)=1-r-g
以色度坐标r，g表示的 平面图称为色度图。
2.2 CIE标准色度系统
现代色度学采用CIE所规定的一系列颜色测 量原理、条件、数据和计算方法，称为CIE标准 色度系统。这一色度系统以两组基本颜色视觉 实验数据为基础：
•CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值 1°-4°视场
•CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值 大于4°视场
2.2.1 CIE1931-RGB系统
１、选择三原色： 700nm(R)、546.1nm(G)、 ２、43确5.定8n三m原(B色) 单位：
将相加匹配出等能白光(E光源)时三原色 各自的数量定为三原色的单位。即从色彩角度， 三原色等量（R=G=B=1)混合得到白光。
白光色度
颜色视觉特性
2°视场下用上述选定三原色匹配等能 光谱色的R、G、B三刺激值，用 r, g, b 来表示。光谱三刺激值曲线如图。这一 组函数叫做“CIE1931-RGB系统标准色 度观察者光谱三刺激值”，简称 “CIE1931-RGB系统标准色度观察者”。 以此来代表人眼2°视场的平均颜色视觉
色彩学复习大纲
色彩学复习大纲第一章光与颜色视觉1.1 光辐射1.光：能够在人眼的视觉系统上引起明亮的颜色感觉的电磁辐射。
不同波长的光辐射能不同，在人眼中引起的颜色感觉也不同。
可见光辐射范围：380-780nm.2.光谱能量分布光谱密度：以波长λ为中心的微小波长范围内辐射能量与该波长宽度之比。
反映了单位波长区间内辐射能量的大小。
光谱分布：光源的光谱密度与波长间的函数关系称为光谱分布。
相对光谱能量分布：实际中以光谱密度的相对值与波长之间的函数关系来描述光谱分布。
称为相对光谱能量分布S(λ)。
通常取波长λ=555nm处的辐射能量为100，其它波长处与之比较得出。
相对光谱能量分布决定光源的颜色。
其绝对值只影响光的强弱，不改变颜色。
1.2光与色的关系颜色：是由物体的化学结构所决定的一种光学现象；是光作用于人眼引起除形象以外的视觉特性。
颜色的本质：颜色既是光学现象，也是视觉现象。
光是颜色形成的先决条件。
有光才有色。
第二章颜色视觉的形成2.1 颜色视觉形成机理1.发光体的颜色形成：发光体发出的光是由各种不同波长的单色光组成，所以不同的发光体的光谱成分不同，则颜色也就不同。
哪种光谱成分的比例较大，则发光体的颜色就偏向于哪种颜色。
2.非发光体的颜色形成：非发光体只有在光的照射下才能呈现出颜色。
人们所看到的物体的颜色，是物体对照射到自身上的光线进行选择性吸收之后，剩余的反射光或透射光的颜色。
物体对光固定的吸收和反射是物体的光学特征，因此物体便能显示出固定的颜色。
3.颜色感觉形成的四要素：光源、颜色物体、人眼、大脑。
这四个要素缺一不可，并且只要其中任一要素变化，颜色感觉也就会变化。
2.2颜色视觉的生理基础2.2.1 眼睛视网膜：位于眼球壁的内层，是眼球的感光部分，其上布满感光细胞（杆体细胞和椎体细胞）锥体细胞：感红、感绿、感蓝色素。
对较光亮光线敏感，能分辨物体的颜色和细节。
属于名视觉器官。
杆体细胞：只有一种色素。
能对较暗光线敏感，只能分辨物体的明暗和轮廓。
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4.2 CIE标准色度系统
2020/6/2
光谱轨迹：
2020/6/2
4.2 CIE标准色度系统
注意：出现了负的三刺激值与色度坐标值 加入待匹配色一侧视场的原色数量为负值。
CIE1931-RGB系统的光谱三刺激值r, g, b 是由实验获 得的，本来可以用于色度计算，但由于光谱三刺激值与色度 坐标都出现了负值，计算起来不方便，又不易理解，因此， 1931年CIE讨论推荐了一个新的国际通用色度系统— CIE1931-XYZ系统。
Test Lamp!
2020/6/2
2°
Masking Screeen
4.1 颜色匹配
实验证明：三原色的选择是任意的，只要它们相互 独立，也就是说任何一个原色不能由其余两个原色相 加产生。
各种实验方法已表明，无法找到一组三原色能够 将自然界中的所有色彩匹配出来。
2020/6/2
4.1 颜色匹配
4.1.2 三刺激值和色度图 A. 三刺激值
4.1 颜色匹配
2020/6/2
4.2 CIE标准色度系统
为了统一计算颜色的方法和数值，现代色度学采用CIE所规 定的一系列颜色测量原理、条件、数பைடு நூலகம்和计算方法，称为CIE标 准色度系统。这一色度系统以两组基本颜色视觉实验数据为基础：
•CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值
1°-4°视场
•CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值 10°视场左右
4.1 颜色匹配
2020/6/2
4.1 颜色匹配
4.1.1 色光混合实验
把两种颜色调节到视觉上相同或相等的过程叫作颜色 匹配。
颜 色 匹 配 实 验
2020/6/2
White Screen
2°
Red Green
Mapping the human response
Blue
2° Observer
2°
2020/6/2
4.1 颜色匹配
因为一组特定的R、G、B三刺激值在特定 的实验和观察条件下代表一个特定的颜色感觉 ，不同的R、G、B三刺激值代表不同的颜色感 觉。因此，所有颜色感觉的集合就构成了一个 三刺激值空间，又称为混色空间。在这个空间 中，每一个颜色感觉用空间中的一个坐标点来 表示。任一个颜色C，在三刺激值空间中可以 用坐标原点为起点的矢量来表示，三刺激值R 、G、B就是该矢量在三个坐标轴上的分量。
大于4°视场、
2020/6/2
4.2 CIE标准色度系统
4.2 CIE标准色度系统
• 4.2.1 CIE1931-RGB系统 • 4.2.2 CIE1931XYZ标准色度系统
2020/6/2
4.2 CIE标准色度系统
4.2.1 CIE1931-RGB系统
A. 选择三原色： 700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B) B. 确定三原色单位：
将相加匹配出等能白光(E光源)时三原色各自的数量定为 三原色的单位。即从色彩角度，三原色等量（R=G=B=1)混合 得到白光。
白光色度r=g=b=1/(1+1+1)=0.33
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4.2 CIE标准色度系统
颜色视觉特性 2°视场下用上述选定三原色匹配等能光谱色的R、G、 B三刺激值，用 r, g, b来表示。光谱三刺激值曲线如图。 这一组函数叫做“CIE1931-RGB系统标准色度观察者光谱三 刺激值”，简称“CIE1931-RGB系统标准色度观察者”。以 此来代表人眼2°视场的平均颜色视觉特性。
D. 色度坐标和色度图
三原色各自在R+G+B总量中的相对比例叫做色度坐标，用 符号r，g，b来表示。
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色度坐标与三刺激值的关系如下：
r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B)
b=B/(R+G+B)=1-r-g 以色度坐标r，g表示的平面 图称为色度图。又称为麦克 斯韦三角形。
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4.1 颜色匹配
B. 颜色匹配方程
在三刺激值空间中，颜色可以用一个矢量来表示，这个 矢量对应的方程就称为颜色匹配方程或简称为颜色方程，代 表匹配颜色感觉所需要的三原色数量之间的关系：
C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)
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4.1 颜色匹配
C. 光谱三刺激值
匹配等能光谱中各单色光所需的三原色数量称为光谱三刺激 值，又称为颜色匹配函数。用符号ｒ，ｇ，ｂ 或r(λ)，g(λ)， b(λ)表示。 C (λ)(C)≡ r(λ)(R)+ g(λ)(G)+ b(λ)(B)， λ∈[380nm，780nm]
在颜色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色 叫做三原色 。通常加色混色中使用红、绿、蓝三种颜色光为三 原色是为了得到最多的混合色。
颜色匹配实验中，与待匹配色实现颜色匹配时所需要的三 原色的数量，称为三刺激值，记作R、G、B。一种颜色与一组R、 G、B值相对应，R、G、B值相同的颜色，颜色感觉(外貌)必定相 同。
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4.2 CIE标准色度系统
4.2.2 CIE1931XYZ标准色度系统
1931年CIE在RGB系统的基础上，改用三个假想的原色X、Y、 Z建立了一个新的色度系统。将RGB系统光谱三刺激值进行 转换后，变为以X、Y、Z三原色匹配等能光谱的三刺激值， 定名为“CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”，简称为 “CIE1931标准色度观察者”，记作x，y，z或x (λ) ，y (λ) ，z (λ) 。这一系统叫做“CIE1931标准色度系统” 或“CIE1931-XYZ”系统。
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4.2 CIE标准色度系统
CIE1931-RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值曲线
0.4
三 刺 0.2 激 值
r(λ) b(λ)
g(λ)
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λ(nm)
4.2 CIE标准色度系统
光谱三刺激值与光谱色色度坐标的关系式
r r r g b
g
g r g b
b b r g b
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色彩学第4章 颜色的混色系统--CIE色 度学系统表色法
4.1 颜色匹配 4.2 CIE标准色度系统 4.3 视觉的生理基础 4.4 色度计算方法 4.5 Yxy与HVC的转换 4.6 均匀颜色空间 4.7 同色异谱
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4.1 颜色匹配
• 4.1.1 色光混合实验 • 4.1.2 三刺激值和色度图