第三章CIE色度学体系ppt课件

通过颜色匹配实验获取表示颜色的 三刺激值，这就是CIE标准色度系统的基 本出发点。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
颜色空间
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。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
四、色品坐标和色品图
三原色各自在R+G+B总量中的相对比例 叫做色品坐标，用符号r，g，b来表示。 （chromaticity coordinates）
色品坐标与 三刺激值关系式
r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B) b=B/(R+G+B)=1-r-g
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
色品图（Chromaticity diagram）
挡屏
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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，用光谱三刺激值
r,g 来,b 表
示 ，这一组函数叫做“CIE1931-RGB系统标准色
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
CIE标准色度系统
（CIE standard colorimetric system）
在综合了一些颜色科学家的研究和实 验基础上，国际照明委员会(CIE)规定了一 套标准色度系统，称为CIE标准色度系统 这一系统是近代色度学的基本组成部分， 是色度计算的基础，也是彩色复制的理论 基础之一。
三原色单位亮度比：Lr:Lg:Lb=1.000:4.5907:0.0601
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
白屏
2°
匹配人类视觉
红
绿
响应
蓝
2° 观察者
2° 等能光谱色
等能白光
2°
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
3.1.2 三刺激值和颜色匹配方程
一、三刺激值（tristimulus values） 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 。 primary color 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。因为视网膜上的 锥体细胞只含有红、绿、蓝三种感色物质。
X2.768R91.751G71.130B2 Y1.000R04.590G70.060B1 Z0.056G55.594B3
x
1.13021.6387r 0.6215g 6.78463.0157r 0.3857g
y
0.06010.939r94.5306g
6.78463.0157r 0.3857g
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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 表示。 （读作r bar……） 或 r(),g(),b()
单色光的颜色方程：
C ()C ( ) r ()R ( ) g ()G ( ) b ()B ( )
[38 n0 ,m 78 n0 ]m
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z(λ) 1.5
三 1.0 刺 激 值 0.5
x(λ) y(λ)
400 50031标准色度观察者光谱三刺激值曲线图
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CIE标准色度学系统特点： 1.是一种混色系统，以颜色匹配实验 为出发点建立起来的。 2.用组成每种颜色的三原色数量来定 量表达颜色。 3.不是用颜色的三个色貌特征明度、 色调、彩度（饱和度）的大小为度 量来表示颜色。
任意颜色刺激的三刺激值
任意色光都是由单色光组成的，可以 理解为都是混合色光，那么如果各单色光 的光谱三刺激值预先测得，根据混色原理 就能计算出该色光的三刺激值来。
R
k
(
)r
(
)
G
k
( )g( )
B k ( )b ( )
φ(λ)——颜色刺激的光谱分布 k——归化常数
——计算所用的波长间隔
光谱三刺激值
r,g,b
x,y,z
称为“CIE1931标准色度观察者光谱刺激值” 简称“CIE1931标准色度观察者”
这一系统叫做“CIE1931标准色度系统” 或“CIE1931-XYZ”系统。
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3.2.1 CIE1931-RGB系统
• 选择三原色： 700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(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。
白光色品r=g=b=1/(1+1+1)=0.33
三原色可以任意选取，只要三原色中任何一种原色不 能由其余两种原色相混合得到就可以。
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颜色匹配实验中，当与待测色达到色 匹配时所需要的三原色的数量，称为三 刺激值，记作R、G、B。
标准白光(W)
r
R RG
B
1 111
0.33
g
G RG B
1 111
0.33
b
B RG B
1 r
g
0.33
以色品坐标 r，g表示的 平面图称为 色品图
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3.2.2. CIE1931标准色度系统
（CIE standard colorimetric system）
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。
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3.1颜色匹配（colour matching） 3.1.1 颜色匹配实验
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
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。
即匹配标准白光时三 原色的数量R、G、B(三 刺激值)相等， R=G=B=1。
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三、光谱三刺激值
（spectral tristimulus values）
CIE1931 色品图
色品图可用来表 示所有颜色的色度特 性。色品图中心为白 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， 越接近色品图中心 （白点），颜色的饱 和度越低。围绕色品 图中心不同的角度， 颜色的色调不同。
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3.2 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 （>4°视场）
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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。
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CIE1931-RGB系统标准色度观察者 光谱三刺激值曲线
个坐标轴方向的分量。
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三刺激值单位的确定：
选某一特定波长的红、 绿、蓝三原色去进行混 合，直到三原色光以适 当比例匹配标准白光， 我们将此时的三原色数 量均定为一个单位(R)、 (G) 、(B)。
B
G C R
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二、颜色匹配方程
C ( C ) R (R ) G ( G ) B (B )
“≡”表示颜色相互匹配 C(C)代表该颜色的矢量 C代表矢量的长度 ，(C)代表矢量的方向； (R) 、(G) 、(B)代表三原色，是三个坐标轴方向 上的单位矢量， R、G、B是三刺激值，为代数量，是(R) 、(G) 、(B)三
g g（） r （ ） g （ ） b （ ）
b b（） r （ ） g （ ） b （ ）
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光谱轨迹
CIE1931-RGB系统色品图及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)的转换
0.4
三 刺 0.2 激 值
r(λ) b(λ)
g(λ)
λ(nm)
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光谱三刺激值与光谱色色品坐标的关系式
r r（） r （ ） g （ ） b （ ）
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
注意：出现了负的三刺激值与色品坐标值
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，代表了视觉的光谱特性，本 来可以用于色度计算，但由于光谱三刺激值与 色品坐标都出现了负值，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。