CIEXYZ表色系统解析.ppt

第二章 CIEXYZ表色系统 现代色度学采用的是CIE所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法，统称为CIE标准色度学系统。 CIE1931-RGB表色系统 CIE1931-XYZ表色系统 CIE1964-XYZ补充色度系统 第一节 CIE1931-RGB表色系统 一 颜色匹配实验 把两种颜色调整到视相同的方法叫颜色匹配 原理：格拉是满颜色混合定律 结论：1）红、绿、蓝不是唯一的三原色 2）红、绿、蓝组成的三原色产生的颜色范 围 最广，是最优的三原色 3)三原色组成颜色的光谱组成与匹配颜色的光谱组成可能不一致——同色异谱的颜色匹配 RGB表色系统的提出 在积累了大量实验材料的基础上，国际照明委员会选定了三色系统的一组三原色为： 红：波长700nm，位于可见光谱长波末端。 绿：波长546.1nm，水银光谱。 蓝：波长435.8nm，水银光谱。 上述三种单色光都容易精确产生 由于人的眼睛对上述三原色的光谱灵敏度是不一样的，也就是说，对于具有相同能量的上述三原色，人的眼睛感觉到的明度是不同的，红（R），绿（G），蓝（B）三原色的视觉光谱效率函数值为： （R）：0.00410（G）：0.98433（B）：0.0177 因此要想得到等能白光E，上述三原色的光通量必须满足下面的条件： 根据亮度相加定律： 混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和，则混合白光的亮度为： 1 + 4.5907+0.0601=5.6508(lm) lm：光通量单位 1lm的频率为540×1012Ｈz、辐通量为1/673Ｗ的单色辐射的光通量。 为了计算方便，分别把（R）=1 lm（G）=4.5907 lm； （B）= 0.0601 lm作为单位量“1”来看 则： 白光的光通量Φ E= 1（R）+1（G）+1（B） 对于任一待匹配的颜色亮度C： C= R（R）+G（G）+B（B） 其中：R、G、B为混色比例，表示匹配C 需要多少个（R）、（G）、（B）单位。完全可以决定C 的颜色。因 此在色度学中，把R、G、B 称三刺激值。即一组三刺激值可以表示一个颜色 公式：C= R（R）+G（G）+B（B）称为颜色匹配方程式。 其中R（R）、G（G）、B（B）称为颜色分量。（R）、（G）、（B）称为三原色亮度系数。 三、色度坐标 在颜色匹配实验中，为了表示R、G、B三原色各自在R +G +B总量中的相对比例，我们引入色度坐标r、g、b。 r =R/K g = G/K b = B/K 由于 K = R + G + B 故 r+g+b=1 这样将原来的三维空间直角坐标，变成了二维平面直角坐标。知道其中两个，第三个就可以知道。将r 值对 g 作图，得r – g色度图。 四、CIE1931 RGB表色系统 提出的原因： 不同科学家进行光谱三刺激值的确定时，选用不同的三原色及确定三刺激值单位的方法不同，导致无法统一数据。 CIE于1931年统一实验结果，提出了CIE标准色度观察者和色度坐标 标准色度观察者 标准色度观察者是一组数据, 主要用于描述人眼对于色彩感知变化情况, 它是根据 W. D. Wright 在 1928年与 J. Guild 在1931年人眼对颜色的实验发展出来的理论。 此实验是将各种波段的目标测色光源投射在白幕上, 找约100个判色能力正常的人做实验, 再依照每个人的判色能力让判色者自己 调 整 R、G、B三种色光, 得到观测者认为目标测色光与自己所调出的光最吻合的色光, 最后收集这些人所判定出的各种不同光源的能量值而定义出人眼的 三 刺 激 值〔 (?)、 (?)、 (?) 〕。 测试实验 莱特的实验条件： 三原色波长650nm、530nm、460nm；10名观 察者；2°视场 吉尔德实验条件： 滤光片产生三原色波长630nm、542nm、 460nm；7名观察者；2°视场。 CIE将两人实验中的三原色转换成波长700nm、546.1nm、435.8nm作为标准，选若干视力正常人对等能光谱逐一进行颜色匹配，得出了现在正式公布的“CIE1931—RGB标准色度观察者光谱三刺激值”(教材中表2-1） “CIE1931—RGB标准色度观察者