CIE色度图

颜色视觉是视觉系统分辨光的不同波长特性的能力，与我们的日常生活、工作息息相关。

1931年国际照明委员会（CIE）根据2°视场匹配光谱色的实验结果，制订了1931CIE-RGB色度图。由于用来标定光谱色的原色有时出现负值，计算不方便又不易理解，后来推荐用新的国际通用标定系统——1931CIE-XYZ系统。CIE 色度图是根据颜色匹配原理，而不仅仅根据颜色的表观现象来说明颜色混合现象。它用匹配某一颜色的三原色的比例来规定一种颜色。

一、CIE-XYZ色度图的基本结构

各种色调根据其波长沿着马蹄形的色度图周边排列，形成光谱轨迹曲线。连接400nm和700nm的直线是光谱上没有的，由紫到红的颜色，由多种波长的混合而成。R（红），G（绿），B（蓝）三原色经过数学转换后，变成了虚拟的X、Y、Z心理三原色。根据X、Y、Z心理三原色在颜色匹配中的比例，表示为x、y、z。色度图的横坐标为x，x=X/（X+Y+Z）；纵坐标为y，y=Y/（X+Y+Z）；图中不能表示z的色度坐标，z=Z /（X+Y+Z）；因为x+y+z=1，所以z=1-x-y。因此，只要知道两种颜色的比例，便可得到z的值。中央区C是等能白光，由三原色各1/3产生，坐标为x，y，z=（0.3333，0.3333，0.3333），其相当于中午阳光的色温6774K。马蹄形的色度图内包括了所有物理上能实现的颜色，三原色点（红原色点：x=1，y=z=0；绿原色点：y=1，x=z=0；蓝原色点：z=1，x=y=0）均位于这一区域之外。因此，原色点的色度是假想的，在物理上是不可能实现的。同理，马蹄形色度图以外的颜色，也是不可能由真实光混合产生的。

二、CIE色度图的视觉特点

在图上，任何颜色都占有一确定的位置。假设A、B两种颜色，A的x=0.16，y=0.55，B的x=0.5，y=0.38。由中央C过A作一直线与光谱轨迹相交，交叉点的波长即为A颜色的主波长，相当于绿色调。颜色越靠近C点，饱和度越低。通过颜色的混合，可以得到中间色。A、B两色混合，A、B连线上的颜色即为按不同比例混合所得的中间色。假设连线上有一点D，由C通过D抵达光谱轨迹上对应光谱色的波长，则为A、B色混合成D的主波长。靠近长波末端 700～770nm的光谱波段，具有一个恒定的色度值（0.7347，0.2653，0）。因此该波段内任何两种颜色调整到相同明度时，人眼看来是一样的颜色。光谱轨迹540～700nm这一段是一条直线，其色度坐标是x+y=1，而z=0，即该波段内任何光谱色（单色光）都可通过540nm和700nm 两种波长的光以一定比例相混合产生。

在色度图上可以确定任何一对光谱色的补色波长。从光谱轨迹的一点通过C 点连一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，直线与两侧光谱轨迹的相交点就是一对补色的波长。在380～494nm之间的光谱色的补色在570～700nm之间，反之亦然。但是，在 494～570nm之间的光谱色的补色只能由两种以上波长的光混合产生（一个取自光谱轨迹长波段，一个取自短波段）。由此可见，CIE色度图准确地表达了颜色视觉的基本特性和颜色混合的一般规律，因而色度图也可以称为混色图。