色度学系统总结

配色实验

1） 实验方法：调节三基色光的光通量使白板左、右部分的彩色光完全相同，记录三色光的比例。

2） 实验结果：配成等能E 白光所需红、绿、蓝三基色的光通量比为1∶4.5907∶0.0601, 可表示为： 1 4.59070.0601E lw lw lw =++白。总光通量为1+4.4907+0.0601=5.6508 lw 。 CIE 规定红基色单位量的光通量为1 lw ， 绿基色光和蓝基色光单位量的光通量分别为4.5907 lw 和0.0601 lw 。则上式可表示为：1[]1[]1[]E R G B =++白 3） 配色方程：[][][]F R R G G B B =++

[][][]{

[][][]}{[][][]}R G B F R R G G B B m R G B m r R g G b B m m m

=++=+

+

=++

其中m R G B =++，r,g,b 称为相对色系数，也称色度坐标。

4） 分布色系数与混色曲线：辐射功率为1W 、波长为λ的单色光的三色系数

()()[]()[]()[]F r R g G b B λλλλ=++

对于任意功率谱p(λ),其三色系数可通过分布色系数求得780

380

()()R p r d λλλ=⋅⎰

、

780

380

()()G p g d λλλ=

⋅⎰

、780

380

()()B p b d λλλ=

⋅⎰

混色曲线（也称光谱系数曲线），是按“标准观察者”测定的分布色系数绘出的一组曲线。

1） 解决问题：RGB 三色系统计算有负数，假象XYZ 三基色。 2） 设定基色标准：

a. 分布色系数均为正

b. X=Y=Z 时表示等能白光

c.

合成彩光的亮度仅有Y 分布色系数决定，且1[Y]=1lm ，[X]、[Z]项不提供亮度， [X]、[Z]必然在零光通量的轨迹上（零亮度线上）

{[][][]}0 4.59070.0601F m r R g G b B r g b

=++=++，

又因为

1

0.9399 4.53060.06010

r g b r g ++=∴++=

d. XY 连线方程：（过700nm 、640nm 的直线延长线）0.9910r g +-=

e.

YZ 连线方程：（舌形曲线左侧一条直线，CIE 规定：略离开504nm 点的切线的平行线1.450.5510r g ++=

最终得到XYZ 系统三基色坐标值

112233 1.2750[]{

0.278

1.7393[]{

2.76730.7431[]{

0.1409

r X g r Y g r Z g ===-=-===-==

基色单位量[X]、[Y]、[Z]与[R]、[G]、[B]的关系

[]0.4185[]0.0912[]0.0009[][]0.1587[]0.2524[]0.0025[][]0.0828[]0.0157[]0.1768[]

X R G B Y R G B Z R G B =-+=-+-=-++ 色系数X 、Y 、Z 与R 、G 、B 的关系 X = 2.7689R + 1.7518G + 1.1302B Y = 1.0000R + 4.5907G + 0.0601B

Z = 0.0000R + 0.0565G + 5.5943B

分布色系数x 、y 、z 与r 、g 、b 的关系

2.7689 1.7518 1.13021.0000 4.59070.06010.00000.0565 5.5943x r g b y r g b z r g b

=++=++=++

三. 1931 CIE-xyY 系统：加入Y 表示亮度因数

光反射率ρ= 物体表面的亮度 / 入射光源的亮度=Y / Y0 所以亮度因数 Y=100ρ

四. CIE 1964补充标准色度观察者光谱三刺激值：适用于大面积视场观察条件（>4°）

均匀色度空间

五. CIE 1960 均匀色度标尺图：

原有色坐标图中不同色坐标对应的颜色宽容度不同，即相同椭圆内的颜色密度不同，蓝色部分宽容度最小，绿色部分宽容度最大。因此建立新的色度系统，每个颜色的款容量都近似圆形，且大小一致。

u=Z

Y X X 3154++， v=

Z

Y X Y 3156++。

或者u=

42123

x x y -++，

v=

62123

y

x y -++。

六. 均匀明度尺

CIE 1964 的明度描述如下： 17253

1

*

-=Y

W

1001≤≤Y

实验中，将明度从0至10分为10等分，结果得11个值。

明度：从观察者直觉上将从黑到白的明度标尺均匀等距地分成许多等级，此等级成为明度值V/W(W 为CIE1964色差公式中的明度值)

亮度因数Y ，在规定的光照条件下，给定的方向上，物体表面的亮度与同一光照下完全反射漫射体的亮度之比。1

1

《色度学》汤顺清

图1.5－4 CIE 1964的三刺激值

图1.5－5 非均匀空间的色品分辨力

（椭圆放大了10倍）

2） 均匀色品尺

要使色品图均匀，则此图应是三维曲面的具有黎曼几何形式，而不是欧氏几何空间，故只能取近似均匀色品尺。

1960年，CIE 制定了新色品图坐标u 、v ，以后得到继续确认。

Z

Y X X u 3154++=

Z

Y X Y v 3156++=