CIE 及Lab 颜色体系的概念及理解

蓅哖、似誰2012

二．CIE1931标准RGB系统

以上这个图叫做：CIE1931‐RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值，代表人眼在2度视场的平均颜色视觉特性。

CIE RGB标准规定三原色红绿蓝的波长分别为436nm546nm700nm，为上图r,g,b其中2个分量为0的时候，与纵坐标的交点。

这三种原色可以混色成波长546到700中的任意颜色，但是436到546之间混不出来，因为436到546的r值为负值。

这个图由实验获得的，负光强究竟怎么实验出来，难以理解。

CIE1931又推出了一个新的标准XYZ系统：

用假想的XYZ作为3原色，但其实这三种原色是不存在的。可以用X（偏红）Z（偏蓝紫）Y(偏绿)混出我们的色域空间。必须先找到XZ且Y=0的曲线，即无亮度曲线。X和Z是RGB 的混色。

Y的值虽然也是偏绿的混色，但它的大小恰好是亮度大小，CIE规定，Y值对波长的曲线符合人眼光谱光视效率的值，人眼正好也是对偏绿色的光谱最敏感。

Y其实就是我们平时测的亮度，

cd/m2

以上这个图怎么来的？

可能也是通过实验得出来的，通过以上的RGB‐>XYZ公式得来的。而那个公式的系数暂时无法求得。X,Z的大小对亮度没有贡献，仅代表颜色。

得到光谱色的互补色，只要从该颜色点过C点作一条直线，求其与对侧光谱曲线的交点，即可得到补色的波长。D的补色为E。

o确定所选颜色的主波长和纯度。颜色A的主波长，从标准白光点C过A作直线与光谱曲线相交于B（A与B在C的同侧），这样颜色A可以表示为纯色光B和白光C的混合，B就定义了颜色A的主波长。

定义一个颜色域。通过调整混合比例，任意两种颜色：

o I和J加在一起能够产生它们连线上的颜色

再加入第三种颜色K，就产生三者（I、J和K）构成的三角形区域的颜色。

这个图叫做人眼明视觉和暗视觉的光谱光视效率曲线，代表人眼对不同波长的光的敏感度是不同的，依据这个曲线的，可以看出人眼对绿色的光视效率最高，最明亮。

所以，亮度由此而来：

光通量单位为流明，亮度=明暗视觉系数*单位波长功率对全波长（380‐780）的积分。

X,Y,Z和x，y，z的相互转换

。

CIE L‘a’b’的得来：因为xy空间的颜色在人眼感知上不是均匀变化的，比如xy值在绿色区域时，xy变化，人眼较难察觉，而在红色和蓝色区域，xy变化，人眼较易察觉。L’a’b’空间是均匀的色彩空间。

验证Xn Yn Zn：

对于6500K的白画面色温：x=0.313，Y=100,y=0.329.

Xn=0.313*100/0.329=95.13;

Zn=（1‐0.313‐0.329）*100/0.329=108.8

与上面基本符合

此时的白画面L’=100

a’=0

b’=0;

而我们的x，y曲线基本为水平直线。那么a’,b’都是0，a’,b’的意义就是某灰阶与白场（假定一个标准，比如6504k色温）之间颜色偏差程度，范围‐100到

+100.