第2章色度学原理与CIE标准色度学系统讲座

相应 [R]、[G]、[B] 的相对光亮度值： L[R]= 1.0000 、L[G] = 4.5907 、L[B] = 0.0691 ， 从而颜色C*的单位光亮度为
L[C] = r L[R] + g L[G] + b L[B] 若已知颜色C*的光亮度为L，并且测量得颜 色C*的r、g、b值，则颜色C*的色量为
相关色温：光源的光色在色度图上不一定准确
地落在绝对黑体轨迹上，所以只能用光源与黑
体轨迹最近的颜色来确定该光源的色温，称为
相关色温。
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.8.2 CIE 标准照明体A、B、C、D
CIE推荐了四种标准照明体A、B、C、D和三种 标准光源A、B、C。
1、CIE标准照明体
Байду номын сангаас第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.7 CIE 标准色度观察者
现代色度学采用国际照明委员会(简称CIE) 所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法， 称为CIE标准色度学系统。此系统是以两组现代 色度学的基本视觉实验数据为基础的。
CIE l931标准色度观察者光谱三刺激值，适 于1o～4o视场的颜色测量；
CIE l964与CIE l931三刺激值曲线比较
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
CIE1964 色度图与CIE l931 色度图比较
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.8 CIE 标准照明体和标准光源
2.8.1光源
（1）发光效率：一般指电光源所发出的光通量与该光 源所消耗的功率之比，即每消耗一瓦功率所能产生的 光通量。
CIE l964补充标准观察者光谱三刺激值，适 于大于4o视场的颜色测量。并且CIE规定必须在 明视觉条件下使用这两组标准观察者的数据。
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.7.1 1931 CIE-RGB 系统 (2o观察条件)
1931年CIE规定700 nm的红、546.1 nm的绿和435.8 nm的蓝为色光三原色，三 原色能相加匹配出等能白色(E光源)，然后 在2o观察条件下，采用目视配色仪上匹配 出等能光谱色的 R、G、B分量，称为1931 年CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺 激值，用
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.5 光谱三刺激值
如果已知色光E的光谱功率分布，怎样来确 定它的三刺激值及色度坐标呢？ 设：光谱功率分布为E()，
光谱色 的色度坐标r()、g()、b()。 首先找出单色光E()d的色量值dC()， 单色光E()d的亮度：kV()E()d， 其对应的C值dC()： dC()=kV()E()d/[r()L[R]+g()L[G]+b()L[B]]
（2）光谱功率分布：一种光源所发射的光谱往往不是 单一的波长，而是由许多不同波长的混合辐射所组成。 光源的光谱辐射按波长顺序和各波长强度分布称为光 源的光谱功率分布。
（3）绝对光谱功率分布曲线和相对光谱功率分布曲线：
前者指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲
线；后者指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相
令
其中k为规化系数。于是得：
对于任一色光，只要测得它的光谱功率分布， 就能计算求得这一色光的色度坐标。
称为光谱三刺激值。 需要指出，光谱三刺激值函数是与所选择的 红、绿、蓝三原色有关。一般来说，光谱三刺 激值在某些波段会出现负值。 第2章色度学原理与CIE标准色度学
系统讲座
2.6 色度转换
2.6.1 色度坐标的转换
•匹配该颜色所需要三原色的数量——颜色的三刺激值 •这就是将颜色“量化”的思想
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
• 方法何在？ • 有以下问题需要解决： • 怎样选定三原色？ • 怎样确定三原色的单位量？ • 怎样确定任何一种颜色的三刺激值，是否比必
需做匹配实验？ • 怎样利用颜色的光谱构成确定颜色的三刺激值？
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是： X：r = 1.2750，g = - 0.2778，b = 0.0028 Y：r = -1.7392，g = 2.7671，b = - 0.0279 Z：r = - 0.7431，g = 0.1409，b = 1.6022 在1931 CIE-XYZ 色度图中，等能的白光，
三原色
R*、G*、B* X*、Y*、Z*
单位向量： [R]、[G]、[B]
设颜色向量C*
单位向量：
[C]
{X}、{Y}、{Z} {C}
三刺激值 ： R、G、B
X、Y、Z
则颜色向量C*可表示为：
C* = (R + G + B) [C] = R [R] + G [G] + B [B]
= (X + Y + Z) {C} = X {X} + Y {Y} + Z {Z}
CIE l964补充标准色度学系统。 在CIE l964补充色度学系统色度图中，等能
白光的色度坐标：
x10E = 0.3333，y10E = 0.3333，z10E = 0.3333。 研究表明，观察视场增加到10o辨色精度能提
高，但视场进一步增大就不再提高了。 第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.7.3 CIE 1964 补充色度学系统 (10o观察条件)
单纯原色的混合物，在整个视场低于10o时出 现不均匀现象，工业上配色总是在比2o视场更大 的 范 围 。 为 了 适 合 于 10o 大 视 场 的 色 度 测 量 ， 1964年CIE规定了一组CIE l964 补充标准观察者 光谱三刺激值和相应的色度图，这一系统称为
第2章色度学原理与CIE 标准色度学系统讲座
2020/11/25
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
色光匹配： Red
nm 700
Green 546.1
Blue 435.8
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
颜色转盘 第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
颜色匹配的方法：
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
• 等能白：SE
Red nm 700
Green 546.1
Blue 435.8
Red
Green
cd/m2 1.0000 4.5907
Blue Mixture 0.0691 5.6508
1 Red unit = [R] = 1.0000 cd/m2 ; 1 Green unit = [G] = 4.5907 cd/m2 ; 1 Blue unit = [B] = 0.0691 cd/m2 .
标准照明体：指一定的光谱功率分布，这种标 准的光谱功率分布并不是必须由一个光源直接 提供，也不一定能用一个光源来实现。
•标准照明体A：相当于绝对黑体在加温到2856 K时所辐射出来的光，它的相对光谱功率分布可 根据普朗克辐射定律计算：
标准照明体A色度点正好落在CIE l931色度
个颜色的亮度的总和。（颜色的加法混合，不适用 于染料的混合）
• 格拉斯曼定律是颜色混合现象的总结与描述。 第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.2.2 颜色方程
•颜色匹配方程 •如果 （C）为待匹配的目标色 • （R）（G）（B）为三原色 •C R G B目标色及三原色的量， •当用三原色混合实现与颜色（C）的匹配时有 •（C）=R（R）+G（G）+B（B） •此式即为颜色匹配方程。 •根据颜色方程任何一种颜色可以用匹配该颜色的三原 色的量来表示，
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
格拉斯曼定律
• （3）颜色外貌相同的个光，不管他们的光谱组成是 否一样，在颜色混合中具有相同的效果。
• 颜色的代替律: 感觉上相同的颜色在颜色混合中可以 互相代替
• ①如果
• A=B，C=D
•则
A+C=B+D
• ②如果
A=B
•则
nA=nB
• （4）亮度相加定律：混合色的亮度等于参与混合的
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.5 光谱三刺激值
再由式（2-10）得色光E的色度坐标为： rE = [ r()dC()]/[ dC()]， gE = [ g()dC()]/[ dC()]， bE = [ b()dC()]/[ dC()]
或写成：
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
C = L / L[C] = L / ( r L[R] + g L[G] + b L[B] )
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.3 色度相加原理
根据格拉斯曼配色混合的代替律， 如果色光A* =色光B*，色光C* = 色光D*， 则 A* + C* = B* + D*。 此式说明色光相加符合数学上的向量加法法则。
第2章色度学原理与CIE标准色度学 系统讲座
2.2.2 颜色方程
在颜色科学中，我们不直接用三刺激值R、 G、B来表示颜色，而用三原色各自占R+G+B总 量的相对比值表示颜色。 色度坐标：三原色各自占R+G+B总量的相对比 值。 对颜色C*而言，其色度坐标为：
r = R / (R+G+B)
g = G / (R+G+B)
• （2）在有几个成分组成的混合色中，如果一 个成分连续变化，则混合色的成分也连续变化。 由此导出：
• 补色律：如果两个补色成分以适当混合产生灰 色或白色，以其它比例混合产生近似于比重较 大的颜色的非饱和色。
• 中间色律：如果两个非补色成分混合，便产生 中间色，其色调云饱和度随这两种颜色的相对 数量的不同而变化。