03第二章CIE标准色度系统

印刷业色评价标准中规定，观察环境四周的颜色应该是浅灰 色或白色，不应带有彩色；观察样品的背景色应该是灰色 或浅灰色，避免彩色对样品颜色的干扰。
第五节 CIE色度计算方法
一、三刺激值与色品坐标的计算（略）。 二、颜色相加的计算。 （一）、计算法。 1、当两种或两种以上已知三刺激值的颜色光相加混合，
B、 光谱色均在马蹄形的光谱轨迹上，光谱色的 色相由曲线上各色点的波长来表示。谱外色则均 在中性点与紫红轨迹之间的三角形区域内。位于 光谱轨迹之内各点的颜色色相一般可以用其主波 长来表示（主要是用作图法和计算方法求得）。
任一色点与中性点的连线称为等色相线，这条线上 各点的颜色色相相同，即均由同一主波长来表示， 但彩度有所不同。
C、谱外色的色相可由某色点的补色波长 λc表示。
D、在色度图中，很容易确定一对光谱色 的补色波长。
2.2彩度的表示。 2.3明度的表示。
第三节 CIE1964补充标准色度系统
为了适应大视场颜色测量的需要，所以1964 年，CIE又补充制定了一种10°视场的色 度系统，称为CIE1964补充标准色度系统， 又称10°视场X10Y10Z10色度系统，简称为 X10Y10Z10色度系统。
观察反射样品时应使用D65光源，接近日常照 明条件，一般显色指数在90以上；
观察透射样品应使用D50光源，一般显色指数 在90以上。
（二）、照明条件。
1、反射样品照明条件：
用于观察的光源应在观察面上产生均匀的漫射光 照明，观察反射样品时在观察面上形成照度范围 为500～1500lx，视被观察印刷品的明度而定。观 察面各点的照度不应突变，差别小于20%，照度 的均匀度不得小于80%。日光灯在使用5000小时 后色温会发生变化，应更换，观色以前最好预热 15分钟（才稳定）。
样品时，光源的相关色温为5003K； 观察反射样品时，光源的相关色温为 6504K，否则观察会出现偏差。
二、CIE标准照明体和标准光源
为了分析和运用颜色，统一颜色工作者对颜 色的认识和交流，CIE规定了标准照明体 和标准光源。
标准照明体是指特定的的光谱功率分布，标 准光源是符合标准照明体规定的光谱功率 分布的物理发光体。
CIE优先推荐D55，D65，D75的相对光谱功率分布作为代 表 日 光 的 标 准 照 明 体 ， 相 当 于 相 关 色 温 为 5505K ， 6504K，7504K的D照明体。CIE建议尽量用D65来代表 日光，在不能应用D65时，则尽量使用D55和D75。在印 刷应用中，常使用D50作为标准照明条件。
相关色温。
显而易见，光源的光谱功率分布是用曲 线的形式来描述光色，而色温则是用数 字的形式来表示光色，前者直观，后者 便于交流。注意：色温只是用温度值来 描述光源的颜色的一种量值，它与光源 本身的温度无关。
印刷行业对光源色温的要求
a、在拍摄彩色原稿的过程中的要求。 b、在彩色复制过程中的要求。 c、按照我国行业标准规定，观察透射
那么我们如何确定光源的色温呢？
具体作法是：
先使用光谱辐射计测出待测光源的光谱功率分 布并绘出相对光谱功率分布曲线，再以绝对黑 体的相对光谱功率分布曲线图作为参照标准， 比较后，找出与待测光源相吻合的一条曲线， 查出该曲线的绝对温度值，该数值即为待测光 源的色温数值。如正午的日光色温为6500K， 则说明此时日光的光色与黑体加热到6500K （6227℃）时发出的光色相同。
2、光谱三刺激值。 匹配等能光谱色的三原色数量。用符号r¯、g ¯、b ¯ 来表示。
3、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。 色品坐标与三刺激值的关系为： r=R/ R+G+B ，g =G /
R+G+B ， b =B/ R+G+B=1-r-g。 以色品坐标r、g表示的平面图称为色品图，如图2-2示。 标准白光（W）的色品坐标为：r=g=b=0.333。
观察角度与印刷品表面法线成45°夹角，最好 采用左边的观察方法。
2、观察透射样品。
（四）、环境色和背景色。
颜色对比和颜色适应现象影响我们的颜色视觉，所以观察面 周围的环境色应当是孟塞尔明度值6～8的中性灰（N6/～ N8/），其彩度值越小越好，一般应小于孟塞尔彩度值的0.3。 背景应是无光泽的孟塞尔颜色N5/～N7/，彩度值一般小于 0.3，对于配色要求较高的场合，彩度值应小于0.2。
色度图
色度图中心为白点，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，颜色的饱 和度就越低，围绕色品图中心不同的角度，颜色的色调不 同。
使用数字描述颜色时，常采用Yxy表色方法，即采用色品 坐标xy表示颜色的色度特征，用亮度因数Y表示颜色的亮 度特征。这样颜色的外貌就能完全唯一地确定下来。如图 2-7所示。
第二章 CIE标准色度系统
表示颜色的方法有很多，如：分光光度曲线、色谱表 色法、CIE标准色度系统、孟塞尔颜色系统、中国 颜色体系等等。
第一节 颜色匹配 把两种颜色调到视觉上相同或相等的过程叫做
颜色匹配。 一、颜色匹配实验：颜色匹配实验如P32图2-1
所示。
二、三刺激值和色品图
1、三刺激值。 在颜色匹配实验中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种
1.2参考标准光源的显色指数Ra=100。当某光源的 显色性与参考标准光源相同时，则该光源的显色指 数为100，而有差异时，其显色指数Ra<100。Ra越 接近100，光源的显色性越好。Ra值在100～75之间 的光源，属于显色性良好的光源；Ra值在75～50之 间的光源，显色性一般；Ra<50时，则为显色性差。 课本P55表2-6中列出了几种常用光源的的显色指数。
在理论上，要想得某一波长的光谱颜色，可以从表 2-2中查出相应的X、Y、Z三刺激值相加，便可得 该光谱色。
1、CIE1931色度图。
A、 绘制。
我们把色度图中各种单色光刺激色坐标的点连起 来形成的马蹄形轨迹叫做光谱轨迹（spectrum locus），这种特殊形状是由人眼对三原色刺激 的混合比例决定的。
CIE标准照明体：
标准照明体A、标准照明体B、标准照明 体C、标准照明体D65 、标准照明体D。
标准照明体A、B、C、D、D65的相对功 率分布见表2-4，色品坐标见表2-5，光 谱功率分布曲线见图2-14。
CIE标准光源：
是指用来实现标准照明体、由CIE所规定的人造光源。 标准光源A、 标准光源D65 、 标准光源D。
出现负值的原因见P37。为了方便计算和 理解，1931年CIE讨论推荐了新的国际通 用色度系统——CIE1931—XYZ系统。
二、CIE1931标准色度系统
在RGB系统的基础上，CIE作了修正，将原来的光 谱三刺激值进行了新的转换,保证所有实际颜色的 数据都是正值，这一组新计算出来的数据定名为 “CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值（又名匹 配函数）”。简称为“CIE1931标准色度观察者”。
B、在色度图中，把紫、红两端连接起来的 直线叫做紫红轨迹（purple boundary），这 是光谱中所没有的介于紫和红之间的颜色， 这条直线上的颜色又称为谱外色。
在由光谱轨迹和紫红轨迹所形成的马蹄形区 域里，包含了一切物理上能实现的颜色， 凡落在其区域外的颜色是不能由真实色光 混合产生的颜色。
课本中P43表2-3是其三刺所用的三原色波长与CIE1931 略有不同，分别为：λR=645.2nm，λG=526.3nm， λB=444.4nm。用它绘制的CIE1964色度图与CIE1931略有 差异，如P45图2-9所示。
二者的等能白光E点是重合的，光谱轨迹在形状上是相似的， 但是在相同波长的光谱色在各自的光谱轨迹上的位置有较 大差异，如490～500nm，还可以看图2-10，比较它们的 差异。 所以在色度测量与计算中要根据观察视场的大小 选择CIE1931或CIE1964。
CIE1931标准色度观察者的数据只适用于2 °（1 °～4 °） 视场。
2、色度图中颜色的标定
在色度图中标定颜色既可以用色度坐标，也可以用主波长 和彩度来表示。（以CIE1931色度图为例进行说明）
2.1色相的表示。 A、在色度图中，E点处是等能白光，表示理想的白光光源，
又名中性点，由三原色各三分之一混合产生，该点的色度 坐标为：x=0.3333，y=0.33333，z=0.3333。
1.3日光的色温会随着气候和时刻的不同而 产生变化，但是人眼辨色力依然是比较准 确的，所以日光具有最好的显色性。
1.4光源的显色性是由光源的光谱功率分布 决定的。
2.印刷行业对光源显色性的要求。
色温是衡量光源本身光色的指标， 显色性则是衡量光源视觉颜色质 量的指标。
四、印刷行业的照明条件。
（一）、照明光源
一、CIE1931—RGB系统
表2-1是用实验方法测得波长间隔为10nm的数据。
图2-4是根据CIE1931-RGB系统标准色度观察者 光谱三刺激值所绘制出的色品图。色品图中的偏 马蹄形曲线是所有光谱色色品点连接起来的轨迹 称作光谱轨迹。（spectrum locus），这种特殊形 状是由人眼对三原色刺激的混合比例决定的。
2、透射样品的照明条件。
所使用的光源不应直接射在观察表面，应通过散射装置 使观察表面形成均匀的明亮表面，如图2-15所示，中 心与边缘的亮度均匀度应大于80%，光源在观察面上 形成的亮度应为1000±250（还是25？）cd /m2。
（三）、观察条件。
1、观察反射样品： 光源与印刷品表面垂直，使在印刷品上照明均匀，
衡量光源色温是以绝对黑体的温度与其相应的光谱功率分 布作为标准的。
绝对黑体
绝对黑体是指能100%地吸收任何波长的光 辐射的物体。但是在自然界中理想的绝对 黑体是不存在的，所以人们就设计出以耐 高温金属材料制作的黑体基本接近于绝对 黑体。