色彩学第4章 颜色的混色系统CIE色度学系统表色法

•Blue
•2° •Observer
•2°
•Test Lamp!
•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。
•
•光谱轨 迹：
•
CIE1931-XYZ系统三原色的选择考虑因素：
•
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
•4.1
•颜色匹 配
•
•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
•
•White Screen
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ°
•Red •Green
•Mapping the human response
•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。
•
•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
•r(λ)
•b(λ)
•g(λ) •0. 2
•三刺激值
•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
•
•4.2 •CIE标准色度系统
•
•光谱轨 迹：
•
•4.2 •CIE标准色度系统
•
•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。
•
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
•
•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。
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]
•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。
•
•4.1
、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。
•
•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。
•
•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
•颜色匹 配
•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。
•
第四章 颜色的混色系统
4.2 CIE标准色度系统
•
•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 ：
•
•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。
•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
大于4°视场、
•
•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
•
•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
色彩学第4章 颜色的混 色系统CIE色度学系统表
色法
2020年7月19日星期日
•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
•
第四章 颜色的混色系统
4.1 颜色匹配