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。
色度学系统总结
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)