第8講(1)CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)

1、第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)(CIE(CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)) )廖寧放廖寧放 .北京理工大學(xué)顏色科學(xué)與工程國家專業(yè)實驗室北京理工大學(xué)顏色科學(xué)與工程國家專業(yè)實驗室第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ) 引言引言5.1 顏色的基本術(shù)語顏色的基本術(shù)語5.2 顏色匹配顏色匹配5.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 5.4 CIE 1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 5.CIE色度計算方法色度計算方法5.7 同色異譜程度的評價同色異譜程度的評價5.8 CIE光源顯色指數(shù)計算方法光源顯色指數(shù)計算方法5.9 其它表色系統(tǒng)其它表色系統(tǒng)

2、 引引 言言1. 光源色與物體色光源色與物體色2. 人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型3. 色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容 引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色菩薩蠻大柏地 毛澤東 1933年夏 赤橙黃綠青藍紫，赤橙黃綠青藍紫， 誰持彩練當(dāng)空舞？誰持彩練當(dāng)空舞？ 雨后復(fù)斜陽，雨后復(fù)斜陽， 關(guān)山陣陣蒼。關(guān)山陣陣蒼。 當(dāng)年鏖戰(zhàn)急，當(dāng)年鏖戰(zhàn)急， 彈洞前村壁。彈洞前村壁。 裝點此關(guān)山，裝點此關(guān)山， 今朝更好看。今朝更好看。 引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色引引 言言光源色與物體色光源色與物體色光源 光譜分布特性觀察者

3、眼睛和大腦物體 吸收和反射（透射）特性光光眼睛和大腦眼睛和大腦物體物體引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型黑/白引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型黑/白三三色色模模型型引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型概述概述黑/白四色四色(對立色對立色Opponent-color)模型模型引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型黑/白紅綠色盲測試紅綠色盲測試引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型黑/白紅綠色盲測試紅綠色盲測試引言引言-人眼的色視覺模型人眼的色視覺模型黑/白黃藍色盲測試黃藍色盲測試顏色光學(xué)顏色光學(xué)顏色化學(xué)顏色化學(xué)顏色生理顏色

4、生理顏色心理顏色心理顏色藝術(shù)顏色藝術(shù) 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容1818世紀(jì)，牛頓揭示顏色的本質(zhì)：光本身沒有顏色、色環(huán)概念世紀(jì)，牛頓揭示顏色的本質(zhì)：光本身沒有顏色、色環(huán)概念19世紀(jì)，世紀(jì)，Young-Helmholtz , 提出并發(fā)展了提出并發(fā)展了 “ 三原色三原色”理論。理論。Grassmann 提出顏色的混合定律提出顏色的混合定律19世紀(jì)末，世紀(jì)末，Hering, 提出提出“ 對立色對立色”（四色說）理論模（四色說）理論模型型(20世紀(jì)后期，出現(xiàn)階段性世紀(jì)后期，出現(xiàn)階段性“ 視覺模型視覺模型”)1931:CIEXYZ色度系統(tǒng); 1

5、976:CIEL*a*b*;20世紀(jì)初，Munsell色序系統(tǒng)，隨后有NCS色序系統(tǒng)等二十世紀(jì)80年代：色貌模型研究:CIECAM02；圖貌模型iCAM; ICC數(shù)字顏色管理系統(tǒng)CMS色度學(xué)的定義色度學(xué)的定義( (ColorimetryColorimetry, Chromatics )=, Chromatics )=研究顏色度量和評價方法的一門科學(xué)研究顏色度量和評價方法的一門科學(xué) 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容GRB亮度亮度長度長度時間時間重量重量 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容GRB 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容三基色三基色 空間空間 引引 言言色度學(xué)的

6、研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容(三屬性三屬性:HSI, HSV，HSB ，HLS)GRB 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容三屬性三屬性 空間空間(HSI, HSV，HSB ，HLS)孟塞爾(Munsell)色標(biāo)系統(tǒng) 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容自然色(NCS) 色標(biāo)系統(tǒng) 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容YUV, YIQ（模擬電視）模擬電視）,YCbCr (數(shù)字電視)色度與亮度分離空間 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容CIE1931 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)CIE 1931(三基色三基色) 空間空間 引引 言言色度學(xué)的研究內(nèi)容色度學(xué)的研究內(nèi)容北京理工大學(xué)北京理工大學(xué)顏色

7、科學(xué)理論與技術(shù)課程體系顏色科學(xué)理論與技術(shù)課程體系本科生：本科生：輻射度、光度與色度及其測量輻射度、光度與色度及其測量（三度學(xué)）（三度學(xué)） 碩士生：碩士生：色度學(xué)色度學(xué) （必修）（必修） 數(shù)字顏色技術(shù)數(shù)字顏色技術(shù) （選修）（選修） 博士生：博士生： 數(shù)字圖文圖像顏色管理系統(tǒng)概論數(shù)字圖文圖像顏色管理系統(tǒng)概論 （數(shù)字顏色管理（數(shù)字顏色管理 ） 全校選修課：顏色科學(xué)及其應(yīng)用全校選修課：顏色科學(xué)及其應(yīng)用 引言引言國際顏色科學(xué)學(xué)術(shù)組織國際顏色科學(xué)學(xué)術(shù)組織國際照明委員會國際照明委員會CIE :下設(shè)下設(shè)8個專業(yè)技術(shù)委員會個專業(yè)技術(shù)委員會 第第1分部：分部：Vision and Color 第第8分部：分部：I

8、maging Technology國際色彩學(xué)會國際色彩學(xué)會AIC國際色彩聯(lián)盟國際色彩聯(lián)盟ICC CIE: Commission Internationale de LEclairage（法）（法） International Commission on Illumination （英）（英） CIE的總部位于奧地利維也納的總部位于奧地利維也納引言引言中國顏色科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機構(gòu)中國顏色科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機構(gòu) 中國照明學(xué)會中國照明學(xué)會（ CIE CHINA） 第第1分部：視覺與顏色：分部：視覺與顏色： 第第8分部：圖像技術(shù)專業(yè)委員會：分部：圖像技術(shù)專業(yè)委員會：中國光學(xué)學(xué)會顏色專業(yè)委員會中國光學(xué)學(xué)會顏色

9、專業(yè)委員會：全國顏色標(biāo)準(zhǔn)化委員會：全國顏色標(biāo)準(zhǔn)化委員會： 引言引言第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)第五章色度學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)5.1 顏色的基本術(shù)顏色的基本術(shù)語語關(guān)于顏色術(shù)語可以參閱關(guān)于顏色術(shù)語可以參閱CIE出版物色度學(xué)和我國國家出版物色度學(xué)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB5698顏色術(shù)語及其它文獻。顏色術(shù)語及其它文獻。1. 顏色顏色：目視感知的一種屬性，它可以用一些顏色名：目視感知的一種屬性，它可以用一些顏色名稱進行描述，例如白、黑、灰、黃、紅、綠等等稱進行描述，例如白、黑、灰、黃、紅、綠等等(1995) 。顏色顏色：光：光 作作 用用 于于 人人 眼引起除眼引起除空間屬性空間屬性以外的視覺特性。以外的視覺特性。用色

10、名或色的三屬性來表示的視覺特性用色名或色的三屬性來表示的視覺特性(2001) 。2. 光源色光源色：由光源發(fā)射的光的顏色。：由光源發(fā)射的光的顏色。3. 物體色物體色：光被物體反射或透射后的顏色。：光被物體反射或透射后的顏色。4. CIECIE標(biāo)準(zhǔn)照明體標(biāo)準(zhǔn)照明體：由由CIE規(guī)定的具有特定的相對光譜功規(guī)定的具有特定的相對光譜功率分布的一系列率分布的一系列發(fā)光體或光源。其中包括：標(biāo)準(zhǔn)照明體。其中包括：標(biāo)準(zhǔn)照明體A、D65、D55、D75。 、E，等，等標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體A A：根據(jù)國際實用溫標(biāo)而規(guī)定的絕對溫度為2856K的完全輻射體。標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體C C：相關(guān)色溫約為67

11、74K 的平均晝光。標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體D65D65：相關(guān)色溫約為65 04K 的平均晝光；標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 D 55D 55： 相關(guān)色溫約為55 03K 的晝光；標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 D 75D 75： 相關(guān)色溫約為7504K的晝光;標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 照照 明明 體體 E E： 等能光譜.CIECIE標(biāo)準(zhǔn)照明體標(biāo)準(zhǔn)照明體表示。表示。5. 三刺激值三刺激值Tristimulus values ：在三色系統(tǒng)中，與待測光達：在三色系統(tǒng)中，與待測光達到色匹配所需的三種原刺激的量。到色匹配所需的三種原刺激的量。6. 光譜三刺激值光譜三刺激值：在三色系統(tǒng)中，匹配等能單色輻射的一：在

12、三色系統(tǒng)中，匹配等能單色輻射的一系列三刺激值。在系列三刺激值。在CIE1931和和CIE1964標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)中分別用標(biāo)準(zhǔn)表色系統(tǒng)中分別用xyz,xyz101010,和和7. CIE1931色品坐標(biāo)色品坐標(biāo)：三刺激之值與它們之和的比。：三刺激之值與它們之和的比。8. 均勻色空間均勻色空間：能以相同距離表示相同知覺色差的色空間。：能以相同距離表示相同知覺色差的色空間。9. 色差色差：以定量表示的色知覺差異。：以定量表示的色知覺差異。10. 同色異譜同色異譜：具有同樣顏色而光譜分布不同的兩個色刺激。：具有同樣顏色而光譜分布不同的兩個色刺激。E11. 色調(diào)（色相）色調(diào)（色相）( (hue)hue)：表

13、示紅、黃、綠、藍、紫等顏色特性。表示紅、黃、綠、藍、紫等顏色特性。顏色的三屬性之一。顏色的三屬性之一。1 12.2.明度明度( (lightness)lightness)：物體表面相對明暗的特性。物體表面相對明暗的特性。在同樣在同樣的照明條件下，以白板作為基準(zhǔn)，對物體表面的視知覺特性給的照明條件下，以白板作為基準(zhǔn)，對物體表面的視知覺特性給予的分度。顏色的三屬性之一。予的分度。顏色的三屬性之一。1 13.3.彩度彩度( (chromachroma) )：某特定顏色的濃淡程度。顏色的三屬性之某特定顏色的濃淡程度。顏色的三屬性之一。一。Colorfulness or chroma, the perc

14、eived intensity of a specific color .14.14.飽和度飽和度( (saturation)saturation)：按照正比于物體表面的視亮度判斷按照正比于物體表面的視亮度判斷色濃度的一種目視感知屬性，因此可稱為相對色濃度。色濃度的一種目視感知屬性，因此可稱為相對色濃度。Colorfulness, chroma, and saturation are related but distinct concepts referring to the perceived intensity of a specific color. Colorfulness is th

15、e difference between a color against gray. Chroma is the colorfulness relative to the brightness of another color which appears white under similar viewing conditions. Saturation is the colorfulness of a color relative to its own brightness 15.顯色性顯色性：與參考光源相比較時，光源顯現(xiàn)物體顏色的特：與參考光源相比較時，光源顯現(xiàn)物體顏色的特性。性。16.顯

16、色指數(shù)顯色指數(shù)：光源顯色性的度量。以被測光源下物體的顏：光源顯色性的度量。以被測光源下物體的顏色和參考光源下物體的顏色的相符程度來表示。色和參考光源下物體的顏色的相符程度來表示。5.2 5.2 顏色匹配顏色匹配 顏色研究的第一階段，色匹配的研究階段顏色研究的第一階段，色匹配的研究階段一、顏色匹配實驗一、顏色匹配實驗 顏色可以相互混合，顏色可以相互混合，顏色混合可以是顏顏色混合可以是顏色光的混合，也可色光的混合，也可以染料的混合，這以染料的混合，這兩種混合方法是不兩種混合方法是不同的，前者稱為同的，前者稱為加加色混合色混合，后者為顏，后者為顏色色減色混合減色混合。將幾。將幾種顏色光同時或快種顏色

17、光同時或快速先后刺激人的視速先后刺激人的視覺器官，產(chǎn)生不同覺器官，產(chǎn)生不同于原來顏色的新的于原來顏色的新的顏色感覺，這就是顏色感覺，這就是顏色相加混合的方顏色相加混合的方法。法。 色光的混合加色法色光的混合加色法C= G +B =W-RM= B+ R =W-G Y= R+ G =W-B互補色互補色:Y+B=W 白色白色光三原色：光三原色：R, G, B 色料的混合色料的混合-減色法減色法n色料減色n色料三原色：Y,M,CnY+M=RnM+C=BnC+Y=GnY+M+C=BK二、格拉斯曼定律二、格拉斯曼定律 18541854年格拉斯曼年格拉斯曼( (H H GrassmannGrassmann)

18、 )總結(jié)出顏色混合的定性性質(zhì)，總結(jié)出顏色混合的定性性質(zhì)，稱為格拉斯曼定律，為現(xiàn)代色度學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。稱為格拉斯曼定律，為現(xiàn)代色度學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。(1) (1) 人的視覺只能分辨顏色的三種變化。人的視覺只能分辨顏色的三種變化。( (例如明度、色調(diào)、例如明度、色調(diào)、飽和度飽和度) )(2) (2) 在由兩個成份組成的混合色中，如果一個成份連續(xù)地變化，在由兩個成份組成的混合色中，如果一個成份連續(xù)地變化，混合色的外貌也連續(xù)變化。混合色的外貌也連續(xù)變化。若兩個成份互為補色，以適當(dāng)比例混合，便產(chǎn)生白色或若兩個成份互為補色，以適當(dāng)比例混合，便產(chǎn)生白色或灰色，若按其它比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成

19、份的灰色，若按其它比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成份的非飽和色；若任何兩個非補色相混合，便產(chǎn)生中間色，中間非飽和色；若任何兩個非補色相混合，便產(chǎn)生中間色，中間色的色調(diào)及飽和度隨這兩種顏色的色調(diào)及相對數(shù)量不同而變色的色調(diào)及飽和度隨這兩種顏色的色調(diào)及相對數(shù)量不同而變化?；?。(3) (3) 顏色外貌相同的光，不管它們的顏色外貌相同的光，不管它們的光譜組成光譜組成是否一樣，是否一樣，在顏色混合中具有相同的效果。就是說，凡是在視覺上相同在顏色混合中具有相同的效果。就是說，凡是在視覺上相同的顏色都是等效的。由這一定律導(dǎo)出的顏色都是等效的。由這一定律導(dǎo)出顏色的代替律顏色的代替律：兩個相同的顏色各自與另外兩

20、個相同的顏色相加混合后兩個相同的顏色各自與另外兩個相同的顏色相加混合后，顏色仍相同。用公式表示為，顏色仍相同。用公式表示為DCBA,DBCA式中符號式中符號“”代代表顏色相互匹配表顏色相互匹配相減的情況也成立。即相減的情況也成立。即DCBA,DBCA一個單位量的顏色與另一個單位量的顏色相同，那么一個單位量的顏色與另一個單位量的顏色相同，那么這兩種顏色數(shù)量同時擴大或縮小相同倍數(shù)則兩顏色仍為相這兩種顏色數(shù)量同時擴大或縮小相同倍數(shù)則兩顏色仍為相同。即同。即 BA nBnA 根據(jù)代替律可知，只要在感覺上顏色是相同的，便可根據(jù)代替律可知，只要在感覺上顏色是相同的，便可以互相代替，所得的視覺效果是相同的，

21、因而可以利用以互相代替，所得的視覺效果是相同的，因而可以利用顏色混合的方法來產(chǎn)生或代替所需要的顏色。例如：顏色混合的方法來產(chǎn)生或代替所需要的顏色。例如：設(shè)設(shè) ，如果沒有，如果沒有B B種顏色，但是種顏色，但是 ，那，那么么 。這個由代替而產(chǎn)生的混合色與原來。這個由代替而產(chǎn)生的混合色與原來的混合色具有相同的效果。的混合色具有相同的效果。(4) (4) 混合色的總亮度等于組成混合色的各種顏色光的亮度混合色的總亮度等于組成混合色的各種顏色光的亮度總和，稱為總和，稱為亮度相加定律亮度相加定律。格拉斯曼定律僅適用于各種顏色光的相加混合過程。格拉斯曼定律僅適用于各種顏色光的相加混合過程。 三、顏色匹配方程

22、三、顏色匹配方程 顏色匹配的結(jié)果可用格拉斯曼定律來闡述，還可以顏色匹配的結(jié)果可用格拉斯曼定律來闡述，還可以用代數(shù)式和幾何圖形來表示。用代數(shù)式和幾何圖形來表示。用代數(shù)式表示的色匹配過程稱為用代數(shù)式表示的色匹配過程稱為顏色匹配方程顏色匹配方程 表示為下列方程表示為下列方程：CBABYXCYXA)()()()()(BBGGRRCC其中其中( (C)C)代表被匹配顏色的單位，代表被匹配顏色的單位，( (R)R)，(G)(G)，(B)(B)代表產(chǎn)代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍三原色的單位。生混合色的紅、綠、藍三原色的單位。R R，G G，B B，C C分別分別代表紅、綠、藍和被匹配色的數(shù)量。代表紅、綠、藍和

23、被匹配色的數(shù)量。用幾何圖形表示：用幾何圖形表示： 四四、三刺激值和色品圖、三刺激值和色品圖 1 1三刺激值三刺激值 在顏色匹配實驗中，與待測色達到色匹配時所需要在顏色匹配實驗中，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。也就是顏色匹配方程的三原色的數(shù)量，稱為三刺激值。也就是顏色匹配方程式中的式中的R R、G G、B B值。值。三原色可以任意選定，但三原色中任何一種顏色不三原色可以任意選定，但三原色中任何一種顏色不能由其余兩種原色相加混合得到。最常用的是紅、綠、能由其余兩種原色相加混合得到。最常用的是紅、綠、藍三原色。藍三原色。三刺激值的單位三刺激值的單位( (R)R)、(G)(G

24、)、(B)(B)：不是用物理量為單位，不是用物理量為單位，而是選用色度學(xué)單位，亦稱三而是選用色度學(xué)單位，亦稱三T T單位。確定方法是：選單位。確定方法是：選一特定白光一特定白光( (W)W)作為標(biāo)準(zhǔn)，在顏色匹配實驗裝置上用選作為標(biāo)準(zhǔn)，在顏色匹配實驗裝置上用選定的三原色光定的三原色光( (紅、綠、藍紅、綠、藍) )相加混合與此白光相加混合與此白光( (W)W)相匹配，相匹配，達到匹配時，如測得所需要的三原色光的達到匹配時，如測得所需要的三原色光的光通量值光通量值( (R)R)為為流明；流明；( (G)G)為流明；為流明；B B為流明。則將它們的比值為流明。則將它們的比值 定為三刺激值的定為三刺激

25、值的相對亮度相對亮度單位單位，即色度學(xué)單位。，即色度學(xué)單位。 RlGlBlBGRlll:2 2光譜三刺激值光譜三刺激值 在顏色匹配實驗中，待測色光也可以是某一種波長在顏色匹配實驗中，待測色光也可以是某一種波長的單色光的單色光( (亦稱為光譜色亦稱為光譜色) )，對應(yīng)一種波長的單色光可以得，對應(yīng)一種波長的單色光可以得到一組三刺激值到一組三刺激值R R、G G、B B。對不同波長的單色光做一系對不同波長的單色光做一系列類似的匹配實驗，可以得到對應(yīng)于各種波長單色光的列類似的匹配實驗，可以得到對應(yīng)于各種波長單色光的三刺激值。如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同三刺激值。如果將各單色光的輻射能量值都保

26、持為相同( (這樣的光譜分布稱為這樣的光譜分布稱為等能光譜等能光譜) )來做上述一系列實驗，所來做上述一系列實驗，所得到的三刺激值稱為得到的三刺激值稱為光譜三刺激值光譜三刺激值，也就是匹配等能光，也就是匹配等能光譜色的三原色的數(shù)量。用符號譜色的三原色的數(shù)量。用符號 表示。光譜三刺表示。光譜三刺激值又稱為激值又稱為顏色匹配函數(shù)顏色匹配函數(shù)，它的數(shù)值只決定于人眼的視，它的數(shù)值只決定于人眼的視覺特性。匹配方程表示為覺特性。匹配方程表示為 )()()(BbGgRrC任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所任何顏色的光都可以看成是不同單色光混合而組成的，所以光譜三刺激值能作為顏色色度計算的基礎(chǔ)

27、。以光譜三刺激值能作為顏色色度計算的基礎(chǔ)。3 3三刺激值的計算公式三刺激值的計算公式 （任意色的三刺激值）（任意色的三刺激值） )(),(),(bgr在色度學(xué)中，我們用三刺激值來表示顏色。根據(jù)格拉在色度學(xué)中，我們用三刺激值來表示顏色。根據(jù)格拉斯曼斯曼顏色混合的代替律顏色混合的代替律 ，可以得出混合色的三刺激值為各，可以得出混合色的三刺激值為各組成色三刺激值之和組成色三刺激值之和 。例如。例如：212121BBBGGGRRR任意色光都是由單色光組成的，如果各單色光的光譜任意色光都是由單色光組成的，如果各單色光的光譜三刺激值預(yù)先測得，根據(jù)混色原理就能計算出該色光的三三刺激值預(yù)先測得，根據(jù)混色原理就

28、能計算出該色光的三刺激值來刺激值來。計算方法是將待測光的光譜分布函數(shù)，按波長加計算方法是將待測光的光譜分布函數(shù)，按波長加權(quán)光譜三刺激值，得出每一波長的三刺激值，再進行積分，權(quán)光譜三刺激值，得出每一波長的三刺激值，再進行積分，就得出該待測光的三刺激值就得出該待測光的三刺激值 )(dbkBdgkGdrkR)()()()()()(積分的波長范積分的波長范圍為可見光波圍為可見光波段，一般從段，一般從380nm至至780nm 4 4色品坐標(biāo)和色品圖色品坐標(biāo)和色品圖 當(dāng)當(dāng)C=1，顏色匹配方程顏色匹配方程(5-1)可寫成可寫成 )()()()(BBGRBGBGRGRBGRRC由方程中可知一個單位的顏色由方程

29、中可知一個單位的顏色( (C)C)的色品只決定于三原的色品只決定于三原色的刺激值各自在色的刺激值各自在R+G+BR+G+B總量中的相對比例，此比值叫做總量中的相對比例，此比值叫做色品坐標(biāo)色品坐標(biāo)，用符號表示。色品坐標(biāo)與三刺激值用符號表示。色品坐標(biāo)與三刺激值之間的關(guān)系如下之間的關(guān)系如下 bgr,BGRBbBGRGgBGRRr1bgr且且所以色品坐標(biāo)只有兩個自由度所以色品坐標(biāo)只有兩個自由度色品圖色品圖: :以色品坐標(biāo)表示的平以色品坐標(biāo)表示的平面圖稱為色品圖。面圖稱為色品圖。只只需給出需給出r r 和和g g 坐標(biāo)就可坐標(biāo)就可確定顏色在色品圖的確定顏色在色品圖的位置。位置。 標(biāo)準(zhǔn)白光（標(biāo)準(zhǔn)白光（W）

30、:R = G = B = 1; r = 0.333,g = 0.3335.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931-RGB系統(tǒng)系統(tǒng);CIECIE1931-XYZ1931-XYZ系統(tǒng)系統(tǒng); ;CIE1964-XYZ系統(tǒng)系統(tǒng);CIE1960-UCS均勻色度空間均勻色度空間(David MacAdam);CIE1964-W*U*V*均勻色度空間均勻色度空間;CIE1976-L*u*v*均勻色度空間均勻色度空間;CIECIE1976-L1976-L* *a a* *b b* *均勻色度空間均勻色度空間; ;CIE94色差公式色差公式; CIEDE 2000色

31、差公式色差公式;CIECAM02 色貌模型色貌模型 L, c, h5.3 CIE 1931XYZ5.3 CIE 1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) (1) (1) 三原色三原色: X ,Y, Z ?; : X ,Y, Z ?; 白場白場:W ?:W ?(2) (2) 標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值匹配函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜三刺激值匹配函數(shù) (3) 色度坐標(biāo)系統(tǒng)色度坐標(biāo)系統(tǒng)CIE 1931XYZCIE 1931XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) (4) 三刺激值計算三刺激值計算5.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931xy色品圖CIE1931RGB光譜三刺激值光

32、譜三刺激值匹配函數(shù)匹配函數(shù) CIE1931XYZ光譜三刺激值匹配函數(shù) 5.3 CIE 19315.3 CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) 關(guān)鍵數(shù)據(jù)：關(guān)鍵數(shù)據(jù)： 人眼的光譜三刺激值:由光譜匹配實驗獲得實驗證明不同觀察者的視覺特性多少是有差實驗證明不同觀察者的視覺特性多少是有差異的，但是具有正常顏色視覺的人此差異是不大異的，但是具有正常顏色視覺的人此差異是不大的，故有可能根據(jù)一些觀察者進行的顏色匹配實的，故有可能根據(jù)一些觀察者進行的顏色匹配實驗，將他們的實驗數(shù)據(jù)加以平均，確定一組匹配驗，將他們的實驗數(shù)據(jù)加以平均，確定一組匹配等能光譜色所需要的三原色數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)稱為等能光譜色所需要的三原色數(shù)據(jù)

33、。此數(shù)據(jù)稱為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察三刺激值準(zhǔn)色度觀察三刺激值:。 光譜匹配方法的問題關(guān)鍵：光譜匹配方法的問題關(guān)鍵： 三原色選擇、三刺激值單位的統(tǒng)一三原色選擇、三刺激值單位的統(tǒng)一 。 1931 1931年在英國劍橋舉行的年在英國劍橋舉行的CIECIE第第8 8次會議上，統(tǒng)一了實次會議上，統(tǒng)一了實驗結(jié)果，提出了最早的主要推薦書驗結(jié)果，提出了最早的主要推薦書CIECIE標(biāo)準(zhǔn)色度觀標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者和色品坐標(biāo)系統(tǒng)察者和色品坐標(biāo)系統(tǒng)；并規(guī)定了；并規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)光源(A，B，C)；還對還對測量反射面的照明觀測條件測量反射面的照明觀測條件進行了標(biāo)準(zhǔn)化。建進行了標(biāo)準(zhǔn)化。建立起立起CIE 1931CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系

34、統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。從而奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的。從而奠定了現(xiàn)代色度學(xué)的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。一、一、CIE1931-RGBCIE1931-RGB系統(tǒng)系統(tǒng)1. 1.數(shù)據(jù)的來源：數(shù)據(jù)的來源：CIECIE1931-RGB1931-RGB系統(tǒng)是建立在萊特（系統(tǒng)是建立在萊特（W.D.WrightW.D.Wright）和吉爾德（和吉爾德（J.GuildJ.Guild）兩項顏色匹配實驗基礎(chǔ)上的。兩項顏色匹配實驗基礎(chǔ)上的。1) 1) 萊特（萊特（W.D.WrightW.D.Wright）的實驗條件：的實驗條件： RGB RGB三原色：三原色：650650nm 530nm 460nmnm 530nm 460nm 視場：視場：2

35、2 三刺激值的單位：三刺激值的單位：相等數(shù)量的綠和藍原色匹配相等數(shù)量的綠和藍原色匹配494nm的藍綠色，相的藍綠色，相等數(shù)量的紅和綠原色匹配等數(shù)量的紅和綠原色匹配582.5nm的黃色，得出它們的的黃色，得出它們的相對亮度單位為。相對亮度單位為。 2) 吉爾德（吉爾德（J.Guild）的實驗條件：的實驗條件：RGB三原色：三原色：630nm 542nm 460nm視場：視場：2 三刺激值的單位：三刺激值的單位： 以三原色相加匹配以三原色相加匹配NPL（英國國家物理實驗室的縮寫）英國國家物理實驗室的縮寫）白色光源的條件下，認(rèn)為三原色的刺激值相等定出它們白色光源的條件下，認(rèn)為三原色的刺激值相等定出它

36、們的相對亮度單位為的相對亮度單位為 2. CIE所做的統(tǒng)一工作所做的統(tǒng)一工作三原色：三原色：700nm 546.1nm 435.8nm視場：視場：2 BGRlll:BGRlll:三刺激值的單位確定：三刺激值的單位確定： 以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光（又稱為以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光（又稱為E E光源）來確定三刺激值單位光源）來確定三刺激值單位 。經(jīng)實驗和計算確定，匹。經(jīng)實驗和計算確定，匹配等能白光的（配等能白光的（R），（），（G），（），（B）三原色單位的亮三原色單位的亮度比率為度比率為1.0000：4.5907：0.0601，它們的輻亮度比率，它們的輻亮度比率為為72

37、.0962：1.3791：1.0000 CIE統(tǒng)一的方法：統(tǒng)一的方法：將將J.Guild和和Wright的的兩套實驗數(shù)據(jù)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換兩套實驗數(shù)據(jù)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果：結(jié)果：轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)非常一致，取平均值后得出人眼的轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)非常一致，取平均值后得出人眼的光譜三刺激值，用來表示。這一組函數(shù)叫做光譜三刺激值，用來表示。這一組函數(shù)叫做“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜刺激值系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜刺激值”。簡稱簡稱“CIE1931-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。 反映的反映的是是2 視場的平均顏色視覺特性。這一系統(tǒng)叫做視場的平均顏色視覺特性。這一系統(tǒng)叫做CIE1931-RGB

38、色度系統(tǒng)色度系統(tǒng)。bgr,光譜三刺激值與光譜色色品坐標(biāo)的關(guān)系式為光譜三刺激值與光譜色色品坐標(biāo)的關(guān)系式為 bgrggbgrrr色品圖和色度圖色品圖和色度圖3. CIE1931-RGB存在的問題存在的問題可看到光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)有可看到光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值出現(xiàn)的物理意義可以很大一部分出現(xiàn)負(fù)值。負(fù)值出現(xiàn)的物理意義可以從匹配實驗的過程中來理解它。當(dāng)投射到半視場從匹配實驗的過程中來理解它。當(dāng)投射到半視場的某些光譜色，用另一半視場的三原色來匹配時，的某些光譜色，用另一半視場的三原色來匹配時，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩視場顏色達到匹不管三原色如何調(diào)節(jié)都不

39、能使兩視場顏色達到匹配，只有在光譜色半視場內(nèi)加入適量的原色之一配，只有在光譜色半視場內(nèi)加入適量的原色之一才能達到匹配，加在光譜色半視場的原色就用負(fù)才能達到匹配，加在光譜色半視場的原色就用負(fù)值來表示，這就出現(xiàn)負(fù)的色品坐標(biāo)值。色品圖的值來表示，這就出現(xiàn)負(fù)的色品坐標(biāo)值。色品圖的三角形頂表示紅（三角形頂表示紅（R R）、）、綠（綠（G G）、）、藍（藍（B B）三原三原色。在色品圖上，負(fù)值的色品坐標(biāo)落在原色三角色。在色品圖上，負(fù)值的色品坐標(biāo)落在原色三角形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點的坐標(biāo)為形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點的坐標(biāo)為正值。正值。CIECIE1931-RGB1931-RGB系統(tǒng)是從實驗

40、得出的，可以系統(tǒng)是從實驗得出的，可以用于色度學(xué)計算，但計算中會出現(xiàn)負(fù)值，用起來用于色度學(xué)計算，但計算中會出現(xiàn)負(fù)值，用起來不方便，又不易理解，所以不方便，又不易理解，所以19311931年年CIECIE推薦了一個推薦了一個新的國際通用的色度系統(tǒng)，新的國際通用的色度系統(tǒng)，CIE1931CIE1931XYZXYZ系統(tǒng)。系統(tǒng)。 二、二、CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) n設(shè)想設(shè)想：在在CIE1931-RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用三個假想的原色系統(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)。將它匹配等能光譜的建立了一個新的色度系統(tǒng)。將它匹配等能光譜的三刺激值，定名為三刺激值，定名

41、為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值激值”，簡稱為，簡稱為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。這一系。這一系統(tǒng)叫做統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”或稱為或稱為“2視場視場XYZ色度系統(tǒng)。色度系統(tǒng)。假想三原色的確定假想三原色的確定1) 規(guī)定（規(guī)定（X）、（）、（Z）兩原色只代表色度，沒有亮度，光度兩原色只代表色度，沒有亮度，光度量只與三刺激值量只與三刺激值Y成比例。成比例。XZ線稱為無亮度線，它在線稱為無亮度線，它在r-g 色品圖上的方程應(yīng)滿足零亮度線的條件。色品圖上的方程應(yīng)滿足零亮度線的條件。前面提到（前面提到（R)，(G），），(B）

42、三原色的相對亮度比是三原色的相對亮度比是 ，在色品圖上，某一顏色的色品坐標(biāo)為，在色品圖上，某一顏色的色品坐標(biāo)為r，g，b，則則它的亮度方程可寫成它的亮度方程可寫成 0601. 0:5907. 4:0000. 1:BGRlllbgrCl0601. 05907. 4)(若無亮度，則方程可寫成若無亮度，則方程可寫成0)(Cl00601. 05907. 4bgrgrb1因為因為，則，則00601. 00601. 00601. 05907. 4grgr整理后得整理后得X ZX Z線的方程為線的方程為 00601. 05306. 49399. 0gr2 2）在此系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。要達到此目的在）

43、在此系統(tǒng)中光譜三刺激值全為正值。要達到此目的在選擇三原色時，必須使三原色所形成的顏色三角形能包選擇三原色時，必須使三原色所形成的顏色三角形能包括整個光譜軌跡。整個光譜軌跡完全落在括整個光譜軌跡。整個光譜軌跡完全落在X X，Y Y，Z Z所形所形成的虛線三角形內(nèi)。成的虛線三角形內(nèi)。 3 3）光譜軌跡從）光譜軌跡從540540nmnm附近至附近至700700nmnm，在在RGBRGB色品圖上基色品圖上基本是一段直線，用這段線上的兩個顏色相混合可以得到本是一段直線，用這段線上的兩個顏色相混合可以得到兩色之間的各種光譜色，新的兩色之間的各種光譜色，新的XYZXYZ三角形的三角形的XYXY邊應(yīng)與這邊應(yīng)與

44、這段直線重合，這樣能使計算簡便，因為在這段線上光譜段直線重合，這樣能使計算簡便，因為在這段線上光譜軌跡只涉及（軌跡只涉及（X X）原色和（原色和（Y Y）原色的變化，不涉及（原色的變化，不涉及（Z Z）原色。原色。 則邊的方程為則邊的方程為0199. 0gr4) 4) Y ZY Z邊取與光譜軌跡波長邊取與光譜軌跡波長503503nmnm點相切的直線，其方程點相切的直線，其方程為為 0155. 045. 1gr5) 5)求假想三原色、在求假想三原色、在RGBRGB系統(tǒng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)即求三條直線方程的交點，得即求三條直線方程的交點，得（X X）：）：r =1.2750r =1.2750，g

45、=-0.2778g =-0.2778，b =0.0028b =0.0028（Y Y）：）：r =-17392r =-17392，g =2.7671g =2.7671，b=-0.0279b=-0.0279（Z Z）：）：r =-0.7431r =-0.7431，g =0.1409g =0.1409，b =1.6022b =1.6022它們在它們在x-yx-y圖中的坐標(biāo)應(yīng)是圖中的坐標(biāo)應(yīng)是（X X）：）：x =1x =1，y =0y =0，z =0z =0（Y Y）：）：x =0 x =0，y =1y =1，z =0z =0（Z Z）：）：x =0 x =0，y =0y =0，z =1 z =1 定

46、了三個原色坐標(biāo)之后，還必須選擇一種標(biāo)準(zhǔn)白，以確定了三個原色坐標(biāo)之后，還必須選擇一種標(biāo)準(zhǔn)白，以確定三刺激值的單位。定三刺激值的單位。XYZ系統(tǒng)是用相等數(shù)量的三原色刺系統(tǒng)是用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白來定各原色刺激值單位的。等能白點激值匹配出等能白來定各原色刺激值單位的。等能白點在在r-g坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為r =0.3333，g =0.3333在在x-y坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)為x =0.3333，y =0.3333 6)采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，可求得采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法，可求得XYZ系統(tǒng)和系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三系統(tǒng)三刺激值間的關(guān)系，得刺激值間的關(guān)系，得BGZBGRYBGRX5943. 5056

47、5. 000601. 05907. 40000. 11302. 17517. 17689. 2色品坐標(biāo)間的關(guān)系為：色品坐標(biāo)間的關(guān)系為：bgrbgrzbgrbgrybgrbgrx20063. 113240. 166697. 099000. 001000. 00000. 020063. 113240. 166697. 001063. 081240. 017697. 020063. 113240. 166697. 020000. 031000. 049000. 0說明說明：通過以上兩式，可將通過以上兩式，可將CIE1931 RGB色度系統(tǒng)的光譜三色度系統(tǒng)的光譜三刺激值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成刺激值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成XYZ

48、系統(tǒng)的值。這套數(shù)據(jù)定義為系統(tǒng)的值。這套數(shù)據(jù)定義為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”。 CIE1931-XYZCIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的特點標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的特點(1) 由于在由于在XYZ選擇原色時就考慮到只有選擇原色時就考慮到只有Y值既代表色品又值既代表色品又代表亮度，而代表亮度，而X，Z只代表色品，所以函數(shù)曲線與明只代表色品，所以函數(shù)曲線與明視覺光譜光視效率一致，即視覺光譜光視效率一致，即。 (2) CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)適用于 視場的中視場的中央視覺觀察條件（視場在央視覺觀察條件（視場在 范圍內(nèi)）范圍內(nèi)），主要是主要是中央窩錐體細(xì)胞起

49、作用。中央窩錐體細(xì)胞起作用。 (3) 對極小面積的顏色的觀察數(shù)據(jù)無效對極小面積的顏色的觀察數(shù)據(jù)無效 (4) CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色品圖是馬蹄形的，假想的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的色品圖是馬蹄形的，假想的三原色（三原色（X）為紅原色，（）為紅原色，（Y）為綠原色，（）為綠原色，（Z）為藍）為藍原色。它們都落在光譜軌跡的外面，在光譜外面的所原色。它們都落在光譜軌跡的外面，在光譜外面的所有顏色都是物理上不能實現(xiàn)的。光譜軌跡曲線以及連有顏色都是物理上不能實現(xiàn)的。光譜軌跡曲線以及連接光譜兩端點的直線所構(gòu)成的馬蹄形內(nèi)包括了一切物接光譜兩端點的直線所構(gòu)成的馬蹄形內(nèi)包括了一切物理上能實現(xiàn)的顏色。理上能實現(xiàn)的顏

50、色。 )(y)(V)()(Vy241CIE x、y色品圖的光譜軌跡 在在CIEx、y色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視覺特點：覺特點：靠近波長末端靠近波長末端700770nm的光譜波段的光譜波段具有一個恒定的色品值，具有一個恒定的色品值，所以在色品圖上由一個所以在色品圖上由一個點來代表。點來代表。光譜軌跡光譜軌跡540700nm這這一段是一條與一段是一條與XY邊基邊基本重合的本重合的直線直線。在這段。在這段光譜范圍內(nèi)的任何光譜光譜范圍內(nèi)的任何光譜色都可通過色都可通過540nm和和700nm二種波長的光以二種波長的光以一定比例相加混合產(chǎn)生。一定比例相加混

51、合產(chǎn)生。 光譜軌跡光譜軌跡380540nm一一段是段是曲線曲線，在此范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)的一對光譜色的混合不的一對光譜色的混合不能產(chǎn)生二者之間位于光能產(chǎn)生二者之間位于光譜軌跡上的顏色，而只譜軌跡上的顏色，而只能產(chǎn)生光譜軌跡所包圍能產(chǎn)生光譜軌跡所包圍面積內(nèi)的混合色。光譜面積內(nèi)的混合色。光譜軌跡上的顏色飽和度最軌跡上的顏色飽和度最高。圖上的高。圖上的C和和E代表代表的是的是CIE標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源C和和等能白光等能白光E，等能白光，等能白光E點位于點位于XYZ顏色三角形顏色三角形的中心處。圖上越靠近的中心處。圖上越靠近C或或E點的顏色飽和度點的顏色飽和度越低。越低。0,2653. 0,7347. 0z

52、yx在在CIEx、y色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視覺特點色品圖上，光譜軌跡還表現(xiàn)有如下的顏色視覺特點連接色度點連接色度點400nm和和700nm的直線稱為的直線稱為紫紅軌跡紫紅軌跡，亦稱紫線。因為將亦稱紫線。因為將400nm的藍色刺激與的藍色刺激與700nm的紅的紅色刺激混合后會產(chǎn)生紫色。色刺激混合后會產(chǎn)生紫色。y=0的直線（的直線（XZ）與亮度沒有關(guān)系，即無亮度線。）與亮度沒有關(guān)系，即無亮度線。光譜軌跡的短波段緊靠這條線，意味著雖然短波光譜軌跡的短波段緊靠這條線，意味著雖然短波端的光能夠引起標(biāo)準(zhǔn)觀察者的反應(yīng)，但端的光能夠引起標(biāo)準(zhǔn)觀察者的反應(yīng)，但380420nm波長的輻射通量在視覺上引

53、起的亮度感覺很低。波長的輻射通量在視覺上引起的亮度感覺很低。三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換三、色度系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換由于三原色選擇不同，以及規(guī)定三原色刺激值單位的由于三原色選擇不同，以及規(guī)定三原色刺激值單位的方法不同會出現(xiàn)許多不同的色度系統(tǒng)，任何兩個色度系統(tǒng)方法不同會出現(xiàn)許多不同的色度系統(tǒng)，任何兩個色度系統(tǒng)都可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法實質(zhì)上是一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的問題。都可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法實質(zhì)上是一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的問題。 5.45.4CIE 1964-XYZ CIE 1964-XYZ 補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)建立后，經(jīng)過多年實標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)建立后，經(jīng)過多年實踐證明，踐證明，CIE19

54、31-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)代表了標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者的數(shù)據(jù)代表了人眼視場的色覺平均特性。但是，當(dāng)觀察視場增大人眼視場的色覺平均特性。但是，當(dāng)觀察視場增大到以上時，某些研究者從實驗中發(fā)現(xiàn)在波長到以上時，某些研究者從實驗中發(fā)現(xiàn)在波長380nm至至460nm區(qū)間內(nèi)數(shù)值偏低。這是由于大面積視區(qū)間內(nèi)數(shù)值偏低。這是由于大面積視場觀察條件下，桿體細(xì)胞的參與以及中央窩黃色素的場觀察條件下，桿體細(xì)胞的參與以及中央窩黃色素的影響，顏色視覺會發(fā)生一定的變化。日常觀察物體時影響，顏色視覺會發(fā)生一定的變化。日常觀察物體時視野經(jīng)常超過范圍，因此，為了適應(yīng)大視場顏色測視野經(jīng)常超過范圍，因此，為了適應(yīng)大視場顏色測量的需要，量

55、的需要，CIE在在1964年規(guī)定了一組年規(guī)定了一組“CIE1964補充補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”簡稱為簡稱為“CIE1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)”，也叫做，也叫做視場視場X10Y10Z10色度系色度系統(tǒng)統(tǒng)。 242101.數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)來源 建立在斯泰爾斯（建立在斯泰爾斯（W.S.Stiles）與伯奇（）與伯奇（J.M.Burch）以及斯）以及斯伯林斯卡婭（伯林斯卡婭（N.I.Speranskaya）兩項顏色匹配實驗的基礎(chǔ)上。）兩項顏色匹配實驗的基礎(chǔ)上。 斯泰爾斯和伯奇的實驗：斯泰爾斯和伯奇的實驗：三原色：三原色：645.2nm 526.3nm 444

56、.4nm 視場：視場：10 為了避免桿體細(xì)胞的參與，在實驗中使用高亮度的顏色刺為了避免桿體細(xì)胞的參與，在實驗中使用高亮度的顏色刺激。在上述實驗條件下測出補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者大視場的匹配激。在上述實驗條件下測出補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者大視場的匹配等能光譜的三刺激值。等能光譜的三刺激值。 斯伯林斯卡婭的實驗：斯伯林斯卡婭的實驗：三原色：三原色：640nm 545nm 465nm 視場：視場：10 在實驗中沒有排除桿體細(xì)胞的作用，但消除麥克斯韋圓斑在實驗中沒有排除桿體細(xì)胞的作用，但消除麥克斯韋圓斑的影響，將視場中心部分（范圍）遮住的影響，將視場中心部分（范圍）遮住 。 賈德（賈德（Judd）將這兩項實驗結(jié)果

57、進行了加權(quán)處理，按觀察）將這兩項實驗結(jié)果進行了加權(quán)處理，按觀察者人數(shù)給予斯泰爾斯和伯奇的結(jié)果以較大的加權(quán)量（者人數(shù)給予斯泰爾斯和伯奇的結(jié)果以較大的加權(quán)量（3：1），），并對斯伯林斯卡婭的結(jié)果作了桿體細(xì)胞參與的修正。從而確并對斯伯林斯卡婭的結(jié)果作了桿體細(xì)胞參與的修正。從而確定了定了1964年年CIER10G10B10系統(tǒng)的補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜系統(tǒng)的補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值的數(shù)值。三刺激值的數(shù)值。 .轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成CIE1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng) n將三刺激值轉(zhuǎn)換成將三刺激值轉(zhuǎn)換成CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值的標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值 。它們之間

58、的轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下 )(),(),(101010bgr)(),(),(101010zyx)(08878. 2)(0375154. 0)(000000. 0)()(073588. 0)(837182. 0)(138972. 0)()(390202. 0)(188273. 0)(341427. 0)(101010101010101010101010bgrzbgrybgrx這套數(shù)據(jù)就稱為這套數(shù)據(jù)就稱為CIE1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者，光譜三，光譜三刺激值函數(shù)曲線刺激值函數(shù)曲線 為為3. 3.數(shù)據(jù)的使用數(shù)據(jù)的使用n當(dāng)觀測或匹配顏色樣品的視場角度在時則采用當(dāng)觀測或

59、匹配顏色樣品的視場角度在時則采用“CIE1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者補充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”這套數(shù)據(jù)；當(dāng)觀測或這套數(shù)據(jù)；當(dāng)觀測或匹配顏色樣品的視場角度在時采用匹配顏色樣品的視場角度在時采用“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。4. 1931與與1964色品圖的差別色品圖的差別 10442由圖可看出二者的光譜軌跡在由圖可看出二者的光譜軌跡在形狀上很相似，但相同波長的形狀上很相似，但相同波長的光譜色在各自的光譜軌跡上的光譜色在各自的光譜軌跡上的位置有相當(dāng)大的差異。例如，位置有相當(dāng)大的差異。例如，在在490nm500nm一帶，兩張圖一帶，兩張圖上的坐標(biāo)值在波長上相差達上的坐標(biāo)值在波

60、長上相差達50nm以上，其他相同波長的坐以上，其他相同波長的坐標(biāo)值也都有差異，僅只在標(biāo)值也都有差異，僅只在600nm處的光譜色坐標(biāo)值大致處的光譜色坐標(biāo)值大致相近。兩張色品圖上唯一重合相近。兩張色品圖上唯一重合的色品點就是等能白點。的色品點就是等能白點。 如果將兩者的光譜三刺激曲線繪在同一坐標(biāo)上進行比較，如果將兩者的光譜三刺激曲線繪在同一坐標(biāo)上進行比較，則更能清楚地看到它們的差異，則更能清楚地看到它們的差異， 由圖中可看出，曲線在400nm500nm區(qū)域高于視場的，表明視網(wǎng)膜上中央窩以外的區(qū)域?qū)Χ滩ü庾V有更高的感受性。 )(10y2)(y5.5.CIECIE色度計算方法色度計算方法一、色品坐標(biāo)的