色彩学第4章颜色的混色系统CIE色度学系统表色法.pptx

第四章 颜色的混色系统－－CIE标准色度系统 ;4.1颜色匹配 4.1.1 色光混合实验;Mapping the human response; 实验证明：三原色的选择是任意的，只要它们相互独立，也就是说任何一个原色不能由其余两个原色相加产生。 各种实验方法已表明，无法找到一组三原色能够将自然界中的所有色彩匹配出来。 ;4.1.2 三刺激值和色度图; 因为一组特定的R、G、B三刺激值在特定的实验和观察条件下代表一个特定的颜色感觉，不同的R、G、B三刺激值代表不同的颜色感觉。因此，所有颜色感觉的集合就构成了一个三刺激值空间，又称为混色空间。在这个空间中，每一个颜色感觉用空间中的一个坐标点来表示。任一个颜色C，在三刺激值空间中可以用坐标原点为起点的矢量来表示，三刺激值R、G、B就是该矢量在三个坐标轴上的分量。;二、颜色匹配方程;三、光谱三刺激值;色度坐标与三刺激值的关系如下：;4.2 CIE标准色度系统;4.2.1　CIE1931-RGB系统; 2°视场下用上述选定三原色匹配等能光谱色的R、G、B三刺激值，用 r, g, b来表示。光谱三刺激值曲线如图。这一组函数叫做“CIE1931-RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值”，简称“CIE1931-RGB系统标准色度观察者”。以此来代表人眼2°视场的平均颜色视觉特性。;;;;;注意：出现了负的三刺激值与色度坐标值 ;;;CIE1931-XYZ系统三原色的选择考虑因素： （1）要想消除负坐标值，必须使新三原色包围所有的颜色范围。 （2）规定(X)、(Z)两个原色只代表色度，没有亮度，全部亮度都由Y刺激值承担。 （3）光谱轨迹曲线从540nm附近到700nm在r-g色度坐标图上近似是一条135°直线，直线上所有的颜色都可以由这两个单色光混合产生。 （4） (Y)(Z)边与光谱轨迹上波长为503nm点的切线相重合 （5）以相等数量的三刺激值匹配等能白光来确定XYZ新系统的三刺激值单位。;X=2.7689R+1.7571G+1.1302B Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B Z=0.0565G+5.5943B;; 理想三原色在CIE1931RGB色度图中的坐标： r g b X 1.275 -0.278 0.003 Y -1.739 2.767 -0.028 Z -0.743 0.141 1.602;; ;; CIE明视觉和暗视觉光谱光视效率是光度学计算的重要依据。CIE推荐采用明视觉和暗视觉光谱光视效率V(λ)和Vˊ(λ)作为标准光度观察者，代表人眼的平均(光)视觉特性。按照CIE标准光度观察者来评价的辐通量Φe即为光通量Фv。 辐通量与光通量的关系式为： 式中V(λ)为明视觉光谱光视效率；V′(λ)为暗视觉光谱光视效率；Фv,Фv′为光通量，单位是流明(lm)；Фe(λ)是以波长为自变量的辐通量，单位是瓦(W)；Km=683流明/瓦(lm/w)；Km′=1755流明/瓦(lm/w)。 ;　　色度图可用来表示所有颜色的色度特性。色度图中心为白点（非彩色点），光谱轨迹上的点代表不同波长的光谱色，是饱和度最高的颜色，越接近色度图中心（白点），颜色的饱和度越低。围绕色度图中心不同的角度，颜色的色调不同。 ;颜色光谱由来; CIE1931标准色度系统的三刺激值以X、Y、Z表示，三种原色由于选择时的考虑，只有Y值既代表色度又代表亮度，又称为亮度因数，而X、Z只代表色度，与亮度无关，所以 y(λ)函数曲线与明视觉光谱光视效率V(λ)一致，即 y(λ)= V(λ)。;;;4.3 CIE1964补充标准色度系统 ; 为了适应大视场颜色测量的需要， CIE在1964年又规定了一组“CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值”，简称为“CIE1964补充标准色度观察者”， x10 (λ) ，y10 (λ) ，z10 (λ) 。这一系统称为“CIE1964补充标准色度系统”，也叫作10°视场X10Y10Z10色度系统。 ; 在色度测量与计算中要根据观察视场的大小选择CIE1964或CIE1931标准色度观察者数据来代表人眼的平均颜色视觉特性。;4.4 CIE色度计算方法; 而人眼对不同波长的颜色刺激感觉强度不同，只有Φ (λ)与该波长的CIE光谱三刺激值的乘积才是由这个波长的颜色刺激所引起的颜色感觉。根据颜色相加原理，总的颜色感觉应是各波长颜色感觉的总和。因此，三刺