色彩学第4章颜色的混色系统CIE色度学系统表色法.ppt

第四章 颜色的混色系统－－CIE标准色度系统 ;4.1 颜色匹配 4.2 CIE标准色度系统 4.3 视觉的生理基础 4.4 色度计算方法;第四章 颜色的混色系统; 4.1.1 色光混合实验 4.1.2 三刺激值和色度图 ;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。;B. 颜色匹配方程;C. 光谱三刺激值;色度坐标与三刺激值的关系如下：;第四章 颜色的混色系统;　　为了统一计算颜色的方法和数值，现代色度学采用CIE所规定的一系列颜色测量原理、条件、数据和计算方法，称为CIE标准色度系统。这一色度系统以两组基本颜色视觉实验数据为基础：; 4.2.1 CIE1931-RGB系统 4.2.2 CIE1931XYZ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。;r(λ) ;光谱三刺激值与光谱色色度坐标的关系式 ;CIE标准色度系统;CIE1931-RGB系统色度图及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)的转换;注意：出现了负的三刺激值与色度坐标值 ; 1931年CIE在RGB系统的基础上，改用三个假想的原色X、Y、Z建立了一个新的色度系统。将RGB系统光谱三刺激值进行转换后，变为以X、Y、Z三原色匹配等能光谱的三刺激值，定名为“CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”，简称为“CIE1931标准色度观察者”，记作x，y，z或x (λ) ，y (λ) ，z (λ) 。这一系统叫做“CIE1931标准色度系统”或“CIE1931-XYZ”系统。 ;CIE1931-RGB系统色度图及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)的转换;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; CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线图;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