色彩學第五章cie色度系統(tǒng)(已修改)
2025-05-12 06:32 本頁面
【正文】 CIE標準色度系統(tǒng) 物體顏色是光刺激人的視覺器官產(chǎn)生的反應(yīng)，要將觀察者的顏色感覺數(shù)字化，國際照明委員會 (CIE)規(guī)定了一套標準色度系統(tǒng)，稱為CIE標準色度系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是近代色度學的基本組成部分，是色度計算的基礎(chǔ)，也是彩色復制的理論基礎(chǔ)之一。 CIE標準色度學系統(tǒng)是一種混色系統(tǒng)，是以顏色匹配實驗為出發(fā)點建立起來的。用組成每種顏色的三原色數(shù)量來定量表達顏色。 把兩種顏色調(diào)節(jié)到視覺上相同或相等的過程叫作 顏色匹配 。 顏色匹配實驗 Mapping the human response Red Green Blue Test Lamp! White Screen Masking Screen Observer 2176。 2176。 2176。 2176。 一、三刺激值 在顏色匹配中，用于顏色混合以產(chǎn)生任意顏色的三種顏色叫做 三原色 。 通常加色混色中使用紅、綠、藍三種顏色光為三原色是為了得到最多的混合色。 顏色匹配實驗中，當與待測色達到色匹配時所需要的三原色的數(shù)量，稱為 三刺激值 ，記作 R、 G、B。 一種顏色與一組 R、 G、 B值相對應(yīng)， R、 G、 B值相同的顏色，顏色感覺 (外貌 )必定相同 。 二、光譜三刺激值 匹配等能光譜色的三原色數(shù)量 。用符號ｒ，ｇ，ｂ 表示。 三、色度坐標和色度圖 三原色各自在 R+G+B總量中的相對比例叫做 色度坐標 ， 用符號 r， g， b來表示 。 色度坐標與三刺激值的關(guān)系如下： r=R/(R+G+B) g=G/(R+G+B) b=B/(R+G+B)=1rg 以色度坐標 r， g表示的平面圖稱為 色度圖 。 CIE標準色度系統(tǒng) 現(xiàn)代色度學采用 CIE所規(guī)定的一系列顏色測量 原理、條件、數(shù)據(jù)和計算方法 ，稱為 CIE標準色度系統(tǒng)。 這一色度系統(tǒng)以兩組基本顏色視覺實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)： ?CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值 1176。 4176。視場 ?CIE1964補充標準色度觀察者光譜三刺激值 大于 4176。視場 CIE1931RGB系統(tǒng) １、選擇三原色： 700nm(R)、 (G)、 (B) ２、確定三原色單位： 將相加匹配出等能白光 (E光源 )時三原色各自的數(shù)量定為三原色的單位。即從色彩角度，三原色等量（ R=G=B=1)混合得到白光。 白光色度 r=g=b=1/(1+1+1)= 2176。視場下用上述選定三原色匹配等能光譜色的 R、 G、 B三刺激值，用 r, g, b來表示。光譜三刺激值曲線如圖。這一組函數(shù)叫做 “ CIE1931RGB系統(tǒng)標準色度觀察者光譜三刺激值 ” ，簡稱“ CIE1931RGB系統(tǒng)標準色度觀察者 ” 。以此來代表人眼 2176。視場的 平均顏色視覺特性 。 顏色視覺特性 r(λ) g(λ) b(λ) λ(nm) 三刺激值 CIE1931RGB系統(tǒng) 標準色度觀察者光譜三刺激值曲線 bgrbbgrgbgrrbgr?????????光譜三刺激值與光譜色色度坐標的關(guān)系式 光譜軌跡： 注意： 出現(xiàn)了負的三刺激值與色度坐標值 加入待匹配色一側(cè)視場的原色數(shù)量為負值。 CIE1931RGB系統(tǒng)的光譜三刺激值 r, g, b 是由實驗獲得的，本來可以用于色度計算，但由于光譜三刺激值與色度坐標都出現(xiàn)了負值，計算起來不方便，又不易理解，因此，1931年 CIE討論推薦了一個新的國際通用色度系統(tǒng) — CIE1931XYZ系統(tǒng)。 1931年 CIE在 RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改用三個假想的原色 X、 Y、 Z建立了一個新的色度系統(tǒng)。將 RGB系統(tǒng)光譜三刺激值進行轉(zhuǎn)換后，變?yōu)橐?X、Y、 Z三原色匹配等能光譜的三刺激值，定名為“ CIE1931標準色度觀察者光譜刺激值 ” ，簡稱為 “ CIE1931標準色度觀察者 ” ，記作 x (λ) ， y (λ) ， z (λ) 。 這一系統(tǒng)叫做 “ CIE1931標準色度系統(tǒng) ” 或 “ CIE1931XYZ”系統(tǒng)。 λ(nm) 三刺激值 z(λ) y(λ) x(λ) CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值曲線圖 400 500 600 700 光譜光視效率 能量相同而波長不同的光，對人眼所引起的亮度感覺是不同的。眼睛的靈敏度與波長的依賴關(guān)系，稱為光譜光視效率 (或稱視見函數(shù) )。由于人眼有明視覺和暗視覺兩種視覺功能，光譜光視效率也分明、暗兩種。 CIE(國際照明委員會 )分別于 1924年和 1951年根據(jù)不同科學家的實驗結(jié)果規(guī)定了明視覺光譜光視效率 V(λ) 和暗視覺光譜光視效率 Vˊ(λ) 。 CIE明視覺和暗視覺光譜光視效率是光度學計算的重要依據(jù) 。 CIE推薦采用明視覺和暗視覺光譜光視效率V(λ) 和 Vˊ(λ) 作為 標準光度觀察者 ， 代表人眼的平均(光 )視覺特性 。 按照 CIE標準光度觀察者來評價的輻通量Φe 即為光通量 Фv 。 輻通量與光通量的關(guān)系式為： 式中 V(λ) 為明視覺光譜光視效率； V′ (λ) 為暗視覺光譜光視效率； Фv,Фv ′ 為光通量 ， 單位是流明 (lm)；Фe(λ) 是以波長為自變量的輻通量 ， 單位是瓦 (W)；Km=683流明 /瓦 (lm/w)； Km′ =1755流明 /瓦 (lm/w)。 明視覺： 暗視覺： ? ? ? ? ??? dVK emV ? ??? 780380? ? ? ? ??? dVK emV ???? ?? 780380 色度圖可用來表示所有顏色的色度特
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