色度学系统总结 

一. 1931 CIE-RGB系统 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： E白?1lw?4.5907lw?0.0601lw。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：E白?1[R]?1[G]?1[B] 3） 配色方程：F?R[R]?G[G]?B[B]

F?R[R]?G[G]?B[B]?m{Rm[R]?Gm[G]?Bm[B]}?m{r[R]?g[G]?b[B]}

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]

对于任意功率谱p(λ),其三色系数可通过分布色系数求得R?G??780380p(?)?r(?)d?、

?780380p(?)?g(?)d?、B??780380p(?)?b(?)d?

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。

二. 1931 CIE-XYZ系统

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）

F?m{r[R]?g[G]?b[B]}0?r?4.5907g?0.0601b，

又因为

?r?g?b?1?0.9399r?4.5306g?0.0601?0

d. e.

XY连线方程：（过700nm、640nm的直线延长线）r?0.99g?1?0

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1.45r?0.55g?1?0

最终得到XYZ系统三基色坐标值

[X]?{r1?1.2750g1??0.278[Y]?{r2??1.7393g2?2.7673r3??0.7431g3?0.1409

[Z]?{基色单位量[X]、[Y]、[Z]与[R]、[G]、[B]的关系

[X]?0.4185[R]?0.0912[G]?0.0009[B][Y]??0.1587[R]?0.2524[G]?0.0025[B] [Z]??0.0828[R]?0.0157[G]?0.1768[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

x?2.7689r?1.7518g?1.1302by?1.0000r?4.5907g?0.0601bz?0.0000r?0.0565g?5.5943b

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=v=

4XX?15Y?3Z6YX?15Y?3Z， 。

或者u=

4x?2x?12y?36y，

v=

六. 均匀明度尺

?2x?12y?3。

CIE 1964 的明度描述如下： W*?25Y13?17 1?Y?100

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。

u?4XX?15Y?3Z

v?6YX?15Y?3Z

3） 均匀颜色坐标的允许误差

uv坐标的色品示于图1.5－6中，其中也示出了允许的色品误差，可见此允许的色品误差比图1.5－5的均匀得多。

图1.5－6 均匀空间的分辨力

七. CIE均匀色度空间

1） CIE 1964 LUV均匀色度空间公式

主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。

W*=25Y

1/3

-17 1≤Y<100

U*=13W*(u-u0) V*=13W*(v-v0) 式中 u=v=

4XX?15Y?3Z6YX?15Y?3Z， 。

u0，v0是照明光源的色品坐标 色差△E＝［△W*2+△U*2+△V*2］1/2

△E=1时，称一个NBS色差单位，相当于最优实验条件下人眼能知觉的可觉察差的5倍。在CIE的xy色品图中心，一个NBS色差单位相当于0.0015~0.0025x或y的色品坐标变化。不同产品的颜色差异允许范围视具体情况而定。2） 1976年CIE的Luv色度空间，

CIE LUV色度空间即成为均匀色度空间。