七章CIE标准色度学系统-资料

印刷色彩学（第三版）
郑元林(zhengyuanlin@)
光谱三刺激值记法
r()、g()、b()
它是CIE在对等能光谱色进行匹配时用来表示 红、绿、蓝三原色的专用符号。因此，匹配波 长为入的等能光谱色C(λ)的颜色方程为：
C() r()(R) g()(G) b()(B)
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三刺激值与色度坐标
r R /(R G B) g G /(R G B) b B /(R G B)
r g b 1
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光谱色的三刺激值与色度坐标
若待配色为光谱色，则上式可写为：
三原色的单位量
国际照明委员会（CIE）规定红、绿、蓝三原色 的波长分别为700 nm、546.1 nm、435.8 nm，在颜 色匹配实验中，当这三原色光的相对亮度比例为
1.0000：4.5907：0.0601时就能匹配出等能白光，所 以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量， 即(R): (G) :(B) =1:1:1。尽管这时三原色的亮度值并不 等，但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待， 所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合
因此，待配色:
C=R（R）+G（G）- B（B）
所以 出现了负值
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这一实验方法和实验结果是现代CIE标 准色度学系统的定量基础，也是工业上颜 色标定、测量和计算的原始依据。
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BUT! 负刺激值
待配色为单色光，其饱和度很高， 而三原色光混合后饱和度必然降低， 无法和待配色实现匹配。为了实现颜 色匹配，在实验中须将上方红、绿、 蓝一侧的三原色光之一移到待配色一 侧，并与之相加混合，从而使上下色 光的饱和度相匹配。
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ห้องสมุดไป่ตู้
CIE 1931 RGB色三刺激值曲线
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色度坐标
在颜色匹配实验中，为了表示R、G、B 三原色各自在R+G+B总量中的相对比例， 我们引入色度坐标r、g、b
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∴0.9399r + 4.5306g + 0.0601=0 即为XZ无亮度线的方程
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7.1 CIE 1931 RGB系统向CIE 1931 XYZ系 统的转换
三角形除零亮度线以外的另外两边：选 取700 nm和540 nm两点作为直线上的两点， 求得直线方程为：
+ 0.010g( + 1.132g(
) )
+ 0.990b() + 1.200b( )
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三刺激值之间的转换关系
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CIE 1931 xy色度图
第七章 CIE标准色度学系统
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主要内容
• 颜色匹配实验 • CIE 1931 RGB系统 • CIE 1931 XYZ系统 • CIE1964 XYZ补充色度学系统 • CIE色度计算方法 • 颜色客观三属性
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例如，将红原色移到待配色一侧，实现了颜色匹配：
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颜色方程
则颜色方程为: C+B（B）=R（R）+G（G）
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规定函数 y() 与明视觉光谱光效率函V(λ)一致， 即
y() V( )
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光谱三刺激值与色度坐标的转换
光谱色度坐标已知，由下式即可求出光谱三刺激值：
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1931 CIE-XYZ 系统中，用于匹配光谱三刺 激值的(X)、(Y)、(Z)的数量，称为“CIE 1931标 准色度观察者光谱三刺激值”，也叫做 “CIEl931标准色度观察者颜色匹配函数”， 简称“CIE标准色度观察者”或“颜色匹配函 数” ，在物体色色度值的计算中代表人眼的 颜色视觉特征参数。记为 、 、 x() y() z()
x(
)
0.490r() + 0.310g() 0.667r() +1.132g()
+ 0.200b() + 1.200b( )
y(
)
0.177r( ) 0.667r( )
+ +
0.812g( 1.132g(
) )
+ 0.010b() + 1.200b( )
z(
)
0.000r( ) 0.667r( )
(1) CIE 1931 RGB系统向CIE 1931 XYZ系统 的转换
所谓1931CIE-XYZ系统，就是在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 、 、 r() g() b() 和色度坐标r、 g、b均变为正值。
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x(
)
x() • y( )
y( )
y() V ()
z(
)
z() • y( )
y( )
1 x() y() • y() y( )
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CIE1931XYZ 光谱三刺激值曲线
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(2) CIE 1931 XYZ色度图与Yxy数字表色方法
• xy色度图
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y=0的直线与亮度没有关 系，即无亮度线，光谱轨 迹的短波端紧靠这条线， 虽然补充短的光的刺激能 够引起视觉上的反应，产 生蓝紫色的感觉，但是 380～420nm这一段补充的 辐通量在视觉上只能够引 起微弱的反应。
7.2 CIE1931RGB表色系统
CIE 1931 RGB真实三原色表色系统就是根据 莱特和吉尔德分别颜色匹配实验的结果，取其 光谱三刺激值的平均值，作为该系统的光谱三 刺激值，全部的光谱三刺激值又常称为“标准 色度观察者”。
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色度坐标
r()
-0.3667
g() b()
0.2906 1.0761
-0.5159 1.4761 0.0398
1.0000 0.00000 0.00000
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CIE 1931 RGB色度图
真实三原色 R＝700.0nm G= 546.1nm B= 435.8nm
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7.1 颜色匹配实验
转盘实验 色光匹配
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转盘实验
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色光匹配
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结果为白光，即（R）+（G）+（B）=（W）。
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三刺激值举例
入(mm)
光谱三刺激值
r() g() b()
480
-0.04939 0.03914 0.14494
530
-0.07101 0.20317 0.00549
700
0.00410 0.00000 0.00000
Y
-1.739
Z
-0.743
g -0.278 2.767 0.141
b 0.003 -0.028 1.602
X、Y、Z即为理想三原色
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真实三原色 R＝700.0nm G= 546.1nm B= 435.8nm
r() r() /(r() g() b()) g() g() /(r() g() b()) b() b() /(r() g() b())
r()、g()、b() 光谱色度坐标
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色度坐标举例
入(mm)
480 530 700
r+0.99g-1=0
另取一条与光谱轨迹波长503 nm点相 靠近的直线，这条直线的方程是
1.45r + 0.55g + 1=0
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以上三条直线相交，就得到X、Y、Z 三点，这三点在CIE RGB色度图中的坐标 是：
r
X
1.275
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配色方程
C=R（R）+G（G）+B（B）
其中C 表示待配色光；（R）、（G）、 （B）代表产生混合色的红、绿、蓝三原色 的单位量；R、G、B分别为匹配待配色所需 要的红、绿、蓝三原色的数量，称为三刺激 值；“＝”表示视觉上相等，即颜色匹配。