最新[工学]色彩学第4章 颜色的混色系统--CIE色度学系统表色法教学讲义PPT.ppt

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1、[工学]色彩学第4章颜色的混色系统--CIE色度学系统表色法4.1颜色匹配4.2CIE标准色度系统4.3视觉的生理基础4.4色度计算方法4.5Yxy与HVC的转换4.6均匀颜色空间4.7同色异谱第四章颜色的混色系统4.1颜色匹配实验证明：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。颜色匹配4.14.1.2三刺激值和色度图A.三刺激值在颜色匹配中，用于颜色混合以产生任意颜色的三种颜色叫做三原色。通常加色混色中使用红、绿、蓝三

2、种颜色光为三原色是为了得到最多的混合色。颜色匹配实验中，与待匹配色实现颜色匹配时所需要的三原色的数量，称为三刺激值，记作R、G、B。一种颜色与一组R、G、B值相对应，R、G、B值相同的颜色，颜色感觉(外貌)必定相同。颜色匹配4.1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

3、刺激值R、G、B就是该矢量在三个坐标轴上的分量。颜色匹配4.1B.颜色匹配方程在三刺激值空间中，颜色可以用一个矢量来表示，这个矢量对应的方程就称为颜色匹配方程或简称为颜色方程，代表匹配颜色感觉所需要的三原色数量之间的关系：C(C)≡R(R)+G(G)+B(B)颜色匹配4.1C.光谱三刺激值匹配等能光谱中各单色光所需的三原色数量称为光谱三刺激值，又称为颜色匹配函数。用符号ｒ，ｇ，ｂ或r(λ)，g(λ)，b(λ)表示。C(λ)(C)≡r(λ)(R)+g(λ)(G)+b(λ)(B)，λ∈[380nm，780nm]D.色度坐标和色度图三原色各自

4、在R+G+B总量中的相对比例叫做色度坐标，用符号r，g，b来表示。颜色匹配4.1色度坐标与三刺激值的关系如下：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)=1-r-g以色度坐标r，g表示的平面图称为色度图。又称为麦克斯韦三角形。颜色匹配4.1第四章颜色的混色系统4.2CIE标准色度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：CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值　　　　　1°-4°视场

5、CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值　　大于4°视场、10°视场左右CIE标准色度系统4.24.2.1CIE1931-RGB系统4.2.2CIE1931XYZ标准色度系统4.2CIE标准色度系统CIE标准色度系统4.24.2.1CIE1931-RGB系统A.选择三原色：700nm(R)、546.1nm(G)、435.8nm(B)B.确定三原色单位：将相加匹配出等能白光(E光源)时三原色各自的数量定为三原色的单位。即从色彩角度，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)=0.33CIE标准色度

6、系统4.22°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。颜色视觉特性CIE标准色度系统4.2r(λ)g(λ)b(λ)λ(nm)435.8546.17000.0三刺激值0.40.2CIE1931-RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值曲线CIE标准色度系统4.2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4.2C

7、IE标准色度系统4.2CIE1931-RGB系统色度图及(R)、(G)、(B)向(X)、(Y)、(Z)的转换光谱轨迹：注意：出现了负的三刺激值与色度坐标值加入待匹配色一侧视场的原色数量为负值。CIE1931-RGB系统的光谱三刺激值r,g,b是由实验获得的，本来可以用于色度计算，但由于光谱三刺激值与色度坐标都出现了负值，计算起来不方便，又不易理解，因此，1931年CIE讨论推荐了一个新的国际通用色度系统—CIE1931-XYZ系统。CIE标准色度系统4.21931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

8、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)