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。
量原理、数据和计算方法，称为CIE标准色度 学系统。
一、1931 CIE-RGB色度系统
物体的颜色要受外界环境和人眼的视觉特性
的影响。不同观察者的颜色感觉有差异。 颜色匹配要根据许多观察者的视觉实验，确 定出一组匹配其它颜色所需要的三原色数据， 以此代表人眼的平均颜色视觉特性。
紫色
浅紫
第四章 CIE色度系统
第一节 颜色方程
一、颜色匹配
把二个颜色调节到视觉上相同或者相等的方
法叫颜色匹配。 调节：色调、明度、饱和度
1、颜色转盘实验
C是被匹配的 颜色，放在转 盘的中间位置。 边缘几种颜色 的面积可调节。 当转盘快速旋 转时，就可以 看到边缘混合 出来的颜色。 三刺激值：为了匹配某一个颜色所需要的 红、绿、蓝三原色的数量值。
OM y y O pe OL y y O
三、颜色相加的计算
1、计算法 2、作图法
第四节
CIE均匀颜色系统
一、麦克亚当实验
颜色的宽容量 恰可分辨差（恰可觉察差）
麦克亚当的实验结果表明：
在XYZ色度图各种颜色区域的宽容量不 一样，蓝色区最小,绿色区最大，在色度图上， 同样大小的蓝色部分的空间内，视觉能分辩 出较多数量的蓝色；而在绿色部分同样大小 的空间内，人眼只能分辨出较少数量的绿色。 视觉对蓝色恰可辨别的最小距离与对绿色恰 可辨别的最小距离（恰可分辨差）之比大约 达1：20。
及油墨等表面颜色工业部门的颜色标示上。
L*a*b* (Lab) 模型 A. 亮度=100（白色） B.绿色到红色成分 C.蓝色到黄色成分 D. 亮度=0（黑色）







L*表示黑白程度，数值越大颜色越白 或越浅，反之颜色越暗。 a*表示红或绿的值，a*大于零时有红 色成分，a*小于零时有绿色成分。 b*表示黄或兰的值，b*大于零时有黄 色成分，b*小于零时有兰色成分。 a* ，b* 数值（绝对值）越大颜色越浓。 例如测得两个样品的L*a*b*值如下： 1):L*=83.01,a*=-6.19,b*=87.6 2):L*=81.81,a*=-6.16,b*=84.36 两样品为颜色相近的黄色，两样品L*、 a*、b*值的差值为： ΔL*=1.2，Δa*=-0.03，Δb*=3.24 ΔE =3.46 说明样品1较样品2 稍浅； 样品1和样品2的绿色成分非常接近， 样品1较样品2 黄得多； 两样品的总色差为3.46,说明两样品主 要因为黄色成分的不同造成了 较大的 色差。
CIE1976－ L*a*b*的优点是能较好地反映物
体色的心理感受效果，色彩表达范围广。
CIE1976－L*a*b*空间，L*表示其明度指数，
a*则表示红、绿指数，b*表示黄、蓝指数； 当a*所在位置在空间中如为正值，显示趋向 红色色相，反之则为绿色色相，b*所在位置 在空间中如为正值，显示趋向黄色色相，反 之则为蓝色色相。



不同于前面讲的，前面相当于色光的匹配。 步骤(以反射物体来讲)： （1）首先需要确定光源，对光源的光谱功率 分布、物体的光谱反射率因数进行测定； （2）然后计算颜色的三刺激值； （3）最后由三刺激值转换出来色度坐标。
X k ()X ()d

Y k ()Y ()d
二、1931 CIE-XYZ色度系统
因此，1931年CIE推荐了一个新的国际色度
学系统——1931CIE-XYZ系统，又称为XYZ 国际坐标制。
所谓1931CIE-XYZ系统，就是在CIE-RGB系
统的基础上，用数学方法，选用三个理想的 原色来代替实际的三原色，从而将CIE-RGB 系统中的光谱三刺激值和色度坐标均变为正 值。
第五节
颜色测量原理（了解）
一、颜色测量原理
参考三刺激值的计算
二、颜色测量的参照标准
三、测色仪器 分光光度计
标准观察者2°或10°
光源：A、C、D50、D65、F2、F6、F7、F8、F10、F11、

F12（最多可同时选择两种光源进行显示） 数据显示：光谱数据/图，色度值，色差值/图，合格/不合格， 色彩仿真，色彩评估 色空间：L*a*b*，L*C*h，Hunter Lab，Yxy，XYZ及这些色 空间的色差，Munsell 色差公式：ΔE*ab (CIE1976)，ΔE*94 (CIE1994)，ΔE00 (CIE 2000)，CMC (l: c) 数据存储测量数据：4,000组 标准色度数据：1,000组 合格/不合格判断：通过设置色度值容差（Munsell除外），独 立设置各参数（8°光泽度除外）
□ 自动功能1/自动 功能2
□ 不带湿墨滤镜
☆ 显示屏明暗度 调节
☆ 打印机/计算机 接口
☆ 标准色与黑度的普通滤镜 ☆ 打印测量数据附日期及时间 ☆ 利用控制球可逐步查阅的使用指南
☆ 32个参考数据 贮存
蓝紫
？？？
？？？ ？？？
人对颜色的视觉感觉不同，让不同的人用三
原色光(或者三原色料)混合来匹配颜色的时候， 大家所用的三原色光(或者三原色料)的量和比 例各不相同，会有一些差别。
也就是匹配某个颜色光时，三刺激值有差别。
既然大家选用的三刺激值有差别，以谁的比
例为准呢？
莱特和吉尔德的实验
1、CIE 1931 标准色度观察者(XYZ) CIE 1931 XYZ标准色度观察者的三刺激值 CIE规定： Y(λ) = V(λ)
[在选择新的理想原色Y时已经考虑了这个问题，即 Y也可以表示亮度]
所以光谱三刺激值的计算公式为 ：
X =x(λ)/y(λ) * V(λ) Y= V(λ) (即：明视觉光谱光效率函数) Z = z(λ)/y(λ) * V(λ)

Z k ()Z()d

对反射物体来说： () ρ() S()
二、主波长和色纯度的计算
1、主波长与补色波长
2、兴奋纯度 用参照光源点到样品色度点的距离与参照光源点到
光谱色度点的距离的比率来表示纯度，称为兴奋纯 度。
OM O pe OL O
CIE 1960 均匀色度坐标图(CIE 1960 UCS 图)，在
表示色差方面比1931 色度图有了明显的改进，但在 图上没有明度坐标，这对计算色差很不方便。
三、CIE1976均匀颜色空间
为了进一步统一评价颜色差别的方法，CIE在
1976年又推荐了CIE1976－L*a*b* （Lab） 和CIE1976－ L*U*V* （ LUV ）均匀颜色空 间及色差公式。两者都是反映物体色在人眼 知觉上均匀的空间中，客观两物体的色差大 小和人眼视觉感受到的大小相同，即为所谓 的均匀颜色空间。
C+B(B) ≡ R(R) + G(G) C≡ R(R) +G(G)–B(B )
三、色度坐标和色度图
色度坐标：三原色各自在R+G+B总量中的相
对比例。 r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B) b=B/ (R+G+B) r+g+b=1,故只用二个就可以表示出来三个坐 标值，C的坐标可写为：C ≡(r,g,b)
2、CIE 1931色度图
色相确定：由光源通过待确定点作一直线和
光谱轨迹相交，交点的色相即相当于是待确 定的色调。
纯度：越靠近光谱轨迹越纯，越离光源近越
不纯。
连接400到700的称为紫红轨迹。
第三节 色度坐标的计算
一、色度坐标的计算
要计算的是某个光源或者物体的色度坐标，
当选定某一特定的白光作为标准白光时，选
择三个特定波长的红、绿、蓝光作为三原色 光，调节它们的比例混合匹配出标准白光时， 三色光的亮度值不一定相等，我们可以人为 的把每一色光的亮度值看作是一个单位，三 者的比例为1：1：1的等量关系。