光度学与色度学

•§2-2 选定三原色的单位量
•匹配等能白：SE •
Red Green Blue
Mixture 波长（ nm）
700 546.1 435.8
单位量（ cd/m2） 1.0000 4.5907 0.0691
5.6508
1 Red unit = [R] = 1.0000 cd/m2 ; 1 Green unit = [G] = 4.5907 cd/m2 ; 1 Blue unit = [B] = 0.0691 cd/m2 .
§2-4 等能白光的光谱色品坐标
在颜色科学中，我们不直接用三刺激值R、G、B来表示颜色， 而用三原色各自占R+G+B总量的相对比值表示颜色， 即。色度坐标：三原色各自占R+G+B总量的相对比值。 对等能白光的光谱色而言，其色度坐标为： r
r r /( r g b )
g g /( r g b )
b b /( r g b )
由此即可得出 ：r+g+b=1﹐即色品坐标r﹑g﹑b中﹐只有兩个独立
﹐因此可用二維空间表示彩色光的色品。 •对于等能白光﹐R=G=B=1﹐因此等能白光的色坐标为r=g=b=1/3
§2-6由相对光谱功率分布求任一颜色的三刺激值
如果已知色光C的光谱功率分布，怎样来确定它的三刺激值及色 度坐标呢？
• 希望有一种系统能滿足以下的要求﹕ • (1)三刺激值均为正 • (2)某一原原色的刺激值﹐正好代表混合色的亮度﹐而另外两
• 希望有一种系统能滿足以下的要求﹕ • (1)三刺激值均为正 • (2)某一原原色的刺激值﹐正好代表混合色的亮度﹐而另外两
种原色对混合色的亮度沒有贡献。
• (3)当三刺激值相等时﹐混合光仍代表标准(等能)白光。 • 这样的系統在以实际的光譜色为三原色时是找不到的﹐于是
就出現了以假想色为三原色的XYZ表色系統。
• 代入上式得：
•
0.9399r+4.5306g+ 0.0601=0
• XY直线为： r+0.99g-1=0
• YZ直线为：1.45r+0.55g+1=0
X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是： X：r = 1.2750，g = - 0.2778，b = 0.0028 Y：r = -1.7392，g = 2.7671，b = - 0.0279 Z：r = - 0.7431，g = 0.1409，b = 1.6022 在1931 CIE-XYZ 色度图中，等能的白光，
即E光源的色度坐标也为： xE = 0.3333，yE = 0.3333。
§3 CIE1931-XYZ标准色度学系统
• §3-1 CIE1931-RGB标准色度观察者与CIE1931-XYZ标准色 度观察者的转换
• RGB系统在某些场合下﹐例如被匹配顏色的饱和度很高時﹐ 三色系数就不能同时取正﹐而且由于三原色都对混合色的亮 度有贡献﹐当用顏色方程計算时就很不方便。
B E （b ） E （ ） 380
其色品坐标为：
rE RE /(RE GE BE) gE GE /(RE GE BE) bE BE /(RE GE BE)
求任一颜色的三刺激值
• 所以根据CIE1931-RGB标准色度观察者
• 如果已知任一颜色的光谱功率分布就可以计算 出该
• 颜色的三刺激值和色品坐标
• 这样就实现了颜色的“量化”表示，从而建立 了颜色评价的“客观”标准
§3 CIE1931-XYZ标准色度学系统
• §3-1 CIE1931-RGB标准色度观察者与CIE1931-XYZ标准色 度观察者的转换
• RGB系统在某些场合下﹐例如被匹配顏色的饱和度很高時﹐ 三色系数就不能同时取正﹐而且由于三原色都对混合色的亮 度有贡献﹐当用顏色方程計算时就很不方便。
§2 CIE标准色度学系统
§2-1
选定三原色
1、其中任何一种原色不能被其他两种原色匹配
2、三色之间的光谱间隔大，匹配色覆盖的颜色最多
3、容易实现
CIE确定：
Red
Green
Blue
nm
700
546.1
435.8

为标准三原色
这样規定的原因是上述三者都比较容易精确地产生出
來。是采用汞弧光谱中经滤波后的单一谱线获得，色度 稳定而准确，配出彩色也较多。
:
C
780
r 780 ( R )
g 780 (G ) b 780 ( B )
• 代入：CE=CE380+CE390+CE400+……CE780 • 并考虑E()所对应的波长间隔△ 得：
780
CE38C0E（）
780
C 780
（ r） (R)g（） (G)（ b） (B)E（ E）
设：颜色CE光谱功率分布为E()，（如下图） 由颜色的混合规律： CE=CE380+CE390+CE400+……CE780 而：
CE380=C380 E(380)
CE390=C390 E(390)
CE400=C400
E(390)
...
CE780=C780 E(780)
E(λ) CE390
C380 C390 CE380
CE400 C400
C780
CE780
380 383090 394000400
λ(nm)
780
求任一颜色的三刺激值
•
结合：
C
380
r 380 ( R ) g 380 (G ) b 380 ( B )
C390 r 390 ( R ) g 390 (G ) b 390 ( B ) C 400 r 400 ( R ) g 400 (G ) b 400 ( B )
XYZ假想三原色的由来：
亮度仅由Y表示， X、Y、Z所形成的 虚线三角形包含了 整个光谱轨迹，使 得光谱轨迹上和轨 迹之内的色度坐标 都成了正值。
色度坐标的转换
• 三条直线在RGB系统中的直线方程：
• XZ直线为无亮度线。即：
•
1.0000r+4.5907g+0.0601b=0
• 又由：
r+g+b=1,
CE（）
380
380
780
780
780
（ r）E（） (R) （ g）E（） (G) （ b）E（） (B)
380
380
380
求任一颜色的三刺激值
• 由CE=RE（R）+GE（G）+BE（B）
• 所以颜色CE的三刺激值为：
780 R E （r ） E （ ）
380 780
G E （g ） E （ ） 380 780