CIE1931及Lab 颜色体系的概念及理解
- 格式:pdf
- 大小:668.56 KB
- 文档页数:6
第四节 CIE标准色度学系统一、CIE1931RGB 真实三原色表色系统(一)、颜色匹配实验把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配,颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。
图5-24中左方是一块白色屏幕,上方为红R、绿G、蓝B三原色光,下方为待配色光C,三原色光照射白屏幕的上半部,待配色光照射白屏幕的下半部,白屏幕上下两部分用一黑挡屏隔开,由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。
人眼看到的视场如图右下方所示,视场范围在2°左右,被分成两部分。
图右上方还有一束光,照射在小孔周围的背景白版上,使视场周围有一圈色光做为背景。
在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。
待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混合形成,当视场中的两部分色光相同时,视场中的分界线消失,两部分合为同一视场,此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。
不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同,可用颜色方程表示:C=R(R)+G(G)+B(B)(5-1)式中C 表示待配色光;(R)、(G)、(B)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量;R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量,称为三刺激值;“o”表示视觉上相等,即颜色匹配。
图5-24 颜色匹配实验(二)、三原色的单位量国际照明委员会(CIE)规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm,在颜色匹配实验中,当这三原色光的相对亮度比例为1.0000:4.5907:0.0601时就能匹配出等能白光,所以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量,即(R):(G):(B)=1:1:1。
尽管这时三原色的亮度值并不等,但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待,所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合结果为白光,即(R)+(G)+(B)=(W)。
(三)、 CIE-RGB光谱三刺激值CIE-RGB光谱三刺激值是317位正常视觉者,用CIE规定的红、绿、蓝三原色光,对等能光谱色从380nm到780nm 所进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。
颜⾊基础知识——CIE1931⾊度坐标图CIE 1931⾊度坐标介绍1. 意义图中的颜⾊,包括了⾃然所能得到的颜⾊。
这是个⼆维平⾯空间图,由x-y直⾓标系统构成的平⾯。
为了适应⼈们习惯于在平⾯坐标系中讨论变量关系,⽽设计出来的。
在设计出该图的过程中,经过许多数学上的变换和演算。
此图的意义和作⽤,可以总结成两句话:(1)表⽰颜⾊视觉的基本规律。
(2)表⽰颜⾊混合与分解的⼀般规律。
2. 坐标系——x ,y直⾓坐标系。
x——表⽰与红⾊有关的相对量值。
y——表⽰与绿⾊有关的相对量值。
z——表⽰与蓝⾊有关的相对量值。
并且z=1-(x+y)3. 形状与外形轮廓线形状——⾆形,有时候也称“⾆形曲线”图。
由⾆形外围曲线和底部直线包围起来的闭合区域。
⾆形外围曲线——是全部可见光单⾊光颜⾊轨迹线,每⼀点代表某个波长单⾊光的颜⾊,波长从390nm到760nm。
在曲线的旁边。
标注了⼀些特征颜⾊点的对应波长。
例如图中510nm——520nm——530nm等。
底部直线——连接390nm点到760nm点构成的直线,此线称为紫红线。
4. ⾊彩这是⼀个彩⾊图,区域内的⾊彩,包括了⼀切物理上能实现的颜⾊。
很遗憾的是,很难得真正标准的这种资料,经常由于转印⽽失真。
5. 应⽤价值——颜⾊的定量表⽰。
⽤(x,y)的坐标值来表⽰颜⾊。
⽩⾊应该包含在“颜⾊”这个概念范围内。
6. 若⼲个特征点的意义(1)E点—等能⽩光点的坐标点E点是以三种基⾊光,以相同的刺激光能量混合⽽成的。
但三者的光通量并不相等。
E点的CCT=5400K。
(2)A点—CIE规定⼀种标准⽩光光源的⾊度坐标点这是⼀种纯钨丝灯,⾊温值CCT=2856。
(3)B点—CIE规定的⼀种标准光源坐标点B点的CCT=4874K,代表直射⽇光。
(4)C点—CIE确认的⼀种标准⽇光光源坐标点(昼光)C点的CCT=6774K。
(5)D点—有时候也标为D光源称为典型⽇光,或重组⽇光;CCT=6500K。
请问什么是CIE 1931RGB 真实三原色表色系统?分析:1、颜色匹配实验把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配,颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。
图颜色匹配实验图中左方是一块白色屏幕,上方为红R、绿G、蓝B三原色光,下方为待配色光C,三原色光照射白屏幕的上半部,待配色光照射白屏幕的下半部,白屏幕上下两部分用一黑挡屏隔开,由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。
人眼看到的视场如图右下方所示,视场范围在2°左右,被分成两部分。
图右上方还有一束光,照射在小孔周围的背景白版上,使视场周围有一圈色光做为背景。
在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。
待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混合形成,当视场中的两部分色光相同时,视场中的分界线消失,两部分合为同一视场,此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。
不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同,可用颜色方程表示:C≡R(R)+G(G)+B(B)式中C表示待配色光;(R)、(G)、(B)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量;R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量,称为三刺激值;“≡”表示视觉上相等,即颜色匹配。
在匹配实验中,如果被匹配的颜色很饱和,那么用红、绿、蓝三原色可能实现不了匹配,这时就需要把少量的三原色之一加到被匹配的颜色上,并与余下的两种原色相匹配。
例如,对光谱的黄单光就不能用三原色的混合获得满意的匹配。
这时,只用红和绿两原色相混合,而把少量的蓝原色加到黄光谱色一侧。
这一颜色匹配关系仍可用方程:C﹢B(B)≡R(R)﹢G(G)表达。
这一方程在色度学中可写成:C≡R(R)﹢G(G)﹣B(B)在上述可能具有负值的方程表示的颜色匹配条件下,所有的颜色,包括白黑系列的各种灰色,各种色调和饱和度的颜色都能由红、绿、蓝三原色按不同的比例相加混合产生。
2、三原色的单位量国际照明委员会(CIE)规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm,在颜色匹配实验中,当这三原色光的相对亮度比例为1.0000:4.5907:0.0601时就能匹配出等能白光,所以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量,即(R):(G):(B)=1:1:1。
颜色的度量─CIE色度图--1931明度、色调和饱和度称为颜色视觉三特性。
明度——就是明亮的程度;色调——是由波长决定的色别,如700nm光的色调是红色,579nm光的色调是黄色,510nm光的色调是绿色等等;饱和度——就是纯度,没有混入白色的窄带单色,在视觉上就是高饱和度的颜色。
光谱所有的光都是最纯的颜色光,加入白色越多,混合后的颜色就越不纯,看起来也就越不饱和。
国际照明委员会(CIE)1931年制定了一个色度图,用组成某一颜色的三基色比例来规定这一颜色,即用三种基色相加的比例来表示某一颜色,并可写成方程式:(Color)=R(R)+G(G)+B(B)式中,(C)代表某一种颜色,(R)、(G)、(B)是红、绿、蓝三基色,R、G、B是每种颜色的比例系数,它们的和等于1,即R+G+B=1,“C”是指匹配即在视觉上颜色相同,如某一蓝绿色可以表达为:(C)=0.06(R)+0.31(G)+0.63(B)如果是二基色混合,则在三个系数中有一个为零;如匹配白色,则R、G、B应相等。
任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定,因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。
色度图中:X轴色度坐标相当于红基色的比例;Y轴色度坐标相当于绿基色的比例。
图中没有Z 轴色度坐标(即蓝基色所占的比例),因为比例系数X+Y+Z=1,Z的坐标值可以推算出来,即1一(X+Y)=Z。
国际照委会制定的CIE1931色度图如附图31。
色度图中的弧形曲线上的各点是光谱上的各种颜色即光谱轨迹,是光谱各种颜色的色度坐标。
红色波段在图的右下部,绿色波段在左上角,蓝紫色波段在图的左下部。
图下方的直线部分,即连接400nm和700nm的直线,是光谱上所没有的、由紫到红的系列。
靠近图中心的C是白色,相当于中午阳光的光色,其色度坐标为X=0.3101,Y=0.3162,Z=0.3737。
设色度图上有一颜色S,由C通过S画一直线至光谱轨迹O点(590nm),S颜色的主波长即为590nm,此处光谱的颜色即S的色调(橙色)。
1931CIE-XYZ标准色度系统所谓1931CIE-XYZ系统,就是在RGB系统的基础上,用数学方法,选用三个理想的原色来代替实际的三原色,从而将CIE-RGB系统中的光谱三刺激值和色度坐标r、g、b均变为正值。
(一)、CIE-RGB系统与CIE-XYZ系统的转换关系选择三个理想的原色(三刺激值)X、Y、Z,X代表红原色,Y代表绿原色,Z代表蓝原色,这三个原色不是物理上的真实色,而是虚构的假想色。
它们在图5-27中的色度坐标分别为:r g bX 1.275 -0.278 0.003Y -1.739 2.767 -0.028Z -0.743 0.141 1.602从图5-27中可以看到由XYZ形成的虚线三角形将整个光谱轨迹包含在内。
因此整个光谱色变成了以XYZ三角形作为色域的域内色。
在XYZ系统中所得到的光谱三刺激值、、、和色度坐标x、y、z将完全变成正值。
经数学变换,两组颜色空间的三刺激值有以下关系:X=0.490R+0.310G+0.200BY=0.177R+0.812G+0.011B …………………………(5-8)Z= 0.010G+0.990B两组颜色空间色度坐标的相互转换关系为:x=(0.490r+0.310g+0.200b)/(0.667r+1.132g+1.200b)y=(0.117r+0.812g+0.010b)/(0.667r+1.132g+1.200b)………………(5-9)z=(0.000r+0.010g+0.990b)/(0.667r+1.132g+1.200b)这就是我们通常用来进行变换的关系式,所以,只要知道某一颜色的色度坐标r、g、b,即可以求出它们在新设想的三原色XYZ颜色空间的的色度坐标x、y、z。
通过式(5-9)的变换,对光谱色或一切自然界的色彩而言,变换后的色度坐标均为正值,而且等能白光的色度坐标仍然是(0.33,0.33),没有改变。
表5-3是由CIE-RGB系统按表5-2中的数据,由式(5-9)计算的结果。
cie 1931标准CIE 1931标准是一种用于描述颜色的数学方法,它由国际照明委员会(CIE)于1931年制定,是第一个普遍被接受的彩色度量标准。
该标准将可见光谱的颜色范围定义为一个三元组,这三个参数是X、Y和Z,它们对应于人眼在三个不同波长处的响应。
这三元组可被用于计算颜色的坐标值和颜色间的距离,在计算机图形学和图像处理领域中广泛使用。
CIE 1931标准的基础是一系列人类视觉实验,由W. David Wright和John Guild在1920年代独立进行。
他们的实验方法是使用三种单色光(红、绿、蓝)作为原色,通过调节它们的亮度来匹配不同波长的光谱色。
他们发现,有些光谱色无法用三种原色的正比例混合来匹配,而需要增加一种原色的负比例,即减去一些光。
他们将匹配每种光谱色所需的三种原色的数量记录下来,形成了颜色匹配函数。
CIE 1931标准将Wright和Guild的实验结果合并起来,得到了一组标准的颜色匹配函数,用X、Y和Z表示。
X、Y和Z是三种虚拟的原色,它们是为了避免出现负值而设计的,实际上不存在于物理世界中。
X、Y和Z的值可以通过线性变换从红、绿、蓝的值得到,反之亦然。
其中,Y的值与颜色的亮度或明度有关,而X和Z 的值与颜色的色度有关。
色度是指颜色的色相和饱和度,它可以用X、Y和Z的比例来表示,即x=X/(X+Y+Z),y=Y/(X+Y+Z),z=Z/(X+Y+Z)。
由于x+y+z=1,所以只需要两个比例就可以确定色度,通常用x和y来表示。
CIE 1931标准还提供了一种用于绘制颜色的色度图,即CIE xy 色度图。
该图以x和y为坐标轴,将所有可见的颜色绘制在一个马蹄形的区域内。
该区域的曲线边界是光谱轨迹,表示单色光的色度,波长用纳米标记。
该区域的直线边界是紫线,表示非光谱的紫红色的色度。
该图的中心点是白色的色度,即x=y=z=1/3。
该图可以用来表示任何颜色的色度,以及颜色之间的混合和差异。
漆膜颜色标准、表示方法及测量1 颜色的基本概念颜色是大脑经过眼和视觉神经所刺激的感觉。
这种感觉是入射光照到观察物表面所反射出的光线产生电脉冲的结果,即颜色是物体性质和光源性质共同作用的结果。
物体的表面性质不同,一束入射光照射到表面上会有不同的结果。
入射光可能部分或全部被反射、部分或全部透射、部分或全部被吸收。
如白色表面能反射所有波长的入射光,黑色表面能吸收所有波长的入射光,绿色表面只能反射入射光的绿色射线部分,而吸收其他部分射线。
同一有色物体受到不同光源照射,会出现不同的颜色。
正常的人眼能分辨出100多万种不同的颜色,很容易区分相近的颜色,而色盲患者对某些颜色不太敏感。
影响正常个眼对物体颜色的判断的因素有:物体本身的性质、光源种类和明暗、物体大小及环境背景、眼睛对环境的适应性、观察角度等。
2 有关漆膜颜色的标准GB/T3181-1995 漆膜颜色标准GB/T6749-1997 漆膜颜色表示方法GB/T9761-1988 色漆和清漆色漆的目视比色GB/T11186.1-1989 漆膜颜色测量方法第一部分原理GB/T11186.2-1989 漆膜颜色测量方法第二部分颜色测量GB/T11186.3-1989 漆膜颜色测量方法第三部分色差计算GSB A2603-1994 中国颜色体系样册GSB G51001-1994 漆膜颜色标准样卡3 漆膜颜色表示方法及测量3.1 色调法GB/T3181-1995规定了用色调表示漆膜颜色的方法,应结合GSB G51001-1994《漆膜颜色标准样卡》一起使用。
漆膜颜色以编号加名称表示。
编号由一个或两个英文字母和两位阿拉伯数字组成。
英文字母表示色调,阿拉伯数字表示同一色调的不同颜色。
颜色名称采用习惯的名称,如大红、中绿、深黄、浅灰等。
色调由5种主色调红(R)、黄(Y)、蓝(B)、紫(P)、绿(G),以及这5种相邻色调黄红(YR)、绿黄(GY)、蓝绿(BG)、紫蓝(PB)、红紫(RP)组成。
CIE 1931标准色度系统与色彩三要素之间的关系如下:
色彩三要素包括色调(色相)、饱和度和明度。
在CIE 1931标准色度系统中,色相是与波长有关的属性,表示不同颜色的差异。
饱和度表示颜色的纯度,即颜色的深浅程度。
明度则表示颜色的亮度或暗度。
CIE 1931标准色度系统是基于光谱颜色建立的色彩空间,它将可见光的光谱颜色按照波长顺序排列,并将每个颜色指定一个特定的波长值。
在这个系统中,色相是描述颜色的基本属性,而饱和度和明度则用于描述颜色的纯度和亮度。
因此,CIE 1931标准色度系统为色彩三要素提供了一个具体的、量化的表达方式,使得颜色的描述和比较更加准确和一致。
它是现代色彩科学和颜色测量技术的基础,广泛应用于各个领域,如印刷、电视、照明、建筑和汽车行业等。
颜色基础知识——CIE1931色度坐标图篇一:CIE 1931 色度图从小到大,我们对色彩都要接触到三基色、三原色的概念,由此可以看出,色彩是一个三维函数,所以应该由三维空间表示。
如图1就是传统色度学著作常用来表示颜色的纺锤体,图2是按人对颜色分辨能力构造的三维彩色立体。
由于人类思维能力和表现能力的限制,三维的坐标系在实际应用中都暴露出了很大的局限性。
显示器的显示采用的是色光加色法,色光三原色是红、绿、蓝三种色光。
国际标准照明委员会(CIE)1931年规定这三种色光的波长是:红色光(R):700nm绿色光(G):546.1nm蓝色光(B):435.8nm自然界中各种原色都能由这三种原色光按一定比例混合而成。
在以上定义的基础上,人们定义这样的一组公式:r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)由于r+g+b=1, 所以只用给出 r和 g的值, 就能惟一地确定一种颜色。
这样就可将光谱中的所有颜色表示在一个二维的平面内。
由此便建立了1931 CIE-RGB 表色系统但是,在上面的表示方法中,r和g值会出现负数。
由于实际上不存在负的光强,而且这种计算极不方便,不易理解,人们希望找出另外一组原色,用于代替CIE-RGB系统,因此,在1931年CIE组织建立了三种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝),以便使我们能够得到的颜色匹配函数的三值都是正值,而x、y、z的表达方式仍类似上面的那组公式。
由此衍生出的便是1931 CIE-XYZ系统(如图4),这个系统是色度学的实际应用工具,几乎关于颜色的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点,因而是颜色视觉研究的有力工具。
是一些典型设备在1931 CIE-XYZ系统中所能表现的色彩范围(色域)。
其中,三角形框是显示器的色彩范围,灰色的多边形是彩色打印机的表现范围。
从色域图上可以看到,沿着x轴正方向红色越来越纯,绿色则沿y轴正方向变得更纯,最纯的蓝色位于靠近坐标原点的位置。
cie 1931标准-回复CIE 1931标准是一种用于描述人眼感知颜色的数学模型。
该标准是于1931年由国际照明委员会(Commission Internationale de l'Eclairage,CIE)制定的,目的是为了更好地理解和描述光波的颜色特性。
这一标准是通过对大量的观察者进行实验来得出的,并且被广泛应用于今天的颜色科学和计算机图形学中。
首先,让我们来了解一下什么是CIE 1931标准。
它是基于一种被称为“标准人眼”的观察者模型而建立的。
这个模型基于实际的人眼观察数据,并试图将颜色感知与具体的光谱辐射关联起来。
CIE 1931标准使用了一种三刺激值的表示方法,即X、Y和Z,用来描述颜色的对应关系。
接下来,让我们详细了解一下CIE 1931标准的运作原理。
该标准基于三个假设:人眼对光的感知是通过三种细胞型感光元件来进行的,光的感知是线性的,并且颜色感知是在一定色温下进行的。
基于这些假设,CIE 1931标准将红、绿和蓝之间的颜色范围划分为三个轨迹,这些轨迹分别代表了人眼感知到的红、绿和蓝的颜色。
CIE 1931标准将颜色空间定义为一种三维坐标系,其中每个坐标对应于三种感光元件的刺激值。
这些刺激值是通过对观察者进行实验获得的,并以一种称为标准人眼敏感度函数来表示。
根据这种函数,CIE 1931标准通过计算将可见光谱辐射的刺激值映射到颜色空间中。
然后,我们来看一下CIE 1931标准如何描述颜色的对应关系。
该标准使用了一种称为三刺激值的表示方法,即X、Y和Z,其中X表示红色、Y 表示绿色,Z表示蓝色。
这些刺激值是通过对观察者进行实验得到的,并且它们的和等于1。
这意味着在CIE 1931标准中,任何颜色都可以用一个刺激值向量表示。
最后,让我们看一下CIE 1931标准的应用领域。
该标准已经被广泛应用于颜色科学和计算机图形学中。
在颜色科学中,CIE 1931标准可以用来描述和测量颜色的对应关系。
颜色的度量─CIE色度图--1931明度、色调和饱和度称为颜色视觉三特性。
明度——就是明亮的程度;色调——是由波长决定的色别,如700nm光的色调是红色,579nm光的色调是黄色,510nm光的色调是绿色等等;饱和度——就是纯度,没有混入白色的窄带单色,在视觉上就是高饱和度的颜色。
光谱所有的光都是最纯的颜色光,加入白色越多,混合后的颜色就越不纯,看起来也就越不饱和。
国际照明委员会(CIE)1931年制定了一个色度图,用组成某一颜色的三基色比例来规定这一颜色,即用三种基色相加的比例来表示某一颜色,并可写成方程式:(Color)=R(R)+G(G)+B(B)式中,(C)代表某一种颜色,(R)、(G)、(B)是红、绿、蓝三基色,R、G、B是每种颜色的比例系数,它们的和等于1,即R+G+B=1,“C”是指匹配即在视觉上颜色相同,如某一蓝绿色可以表达为:(C)=0.06(R)+0.31(G)+0.63(B)如果是二基色混合,则在三个系数中有一个为零;如匹配白色,则R、G、B应相等。
任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定,因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。
色度图中:X轴色度坐标相当于红基色的比例;Y轴色度坐标相当于绿基色的比例。
图中没有Z 轴色度坐标(即蓝基色所占的比例),因为比例系数X+Y+Z=1,Z的坐标值可以推算出来,即1一(X+Y)=Z。
国际照委会制定的CIE1931色度图如附图31。
色度图中的弧形曲线上的各点是光谱上的各种颜色即光谱轨迹,是光谱各种颜色的色度坐标。
红色波段在图的右下部,绿色波段在左上角,蓝紫色波段在图的左下部。
图下方的直线部分,即连接400nm和700nm的直线,是光谱上所没有的、由紫到红的系列。
靠近图中心的C是白色,相当于中午阳光的光色,其色度坐标为X=0.3101,Y=0.3162,Z=0.3737。
设色度图上有一颜色S,由C通过S画一直线至光谱轨迹O点(590nm),S颜色的主波长即为590nm,此处光谱的颜色即S的色调(橙色)。
LAB颜色模式到底是怎么一种模式?
Lab模式的定义:Lab模式是由国际照明委员会(CIE)于1976年公布的一种色彩模式。
是CIE组织确定的一个理论上包括了人眼可见的所有色彩的色彩模式。
Lab模式弥补了 RGB与CMYK两种彩色模式的不足,是Photoshop用来从一种色彩模式向另一种色彩模式转换时使用的一种内部色彩模式。
Lab模式也是由三个通道组成,第一个通道是明度,即“L”。
a通道的颜色是从红色到深绿;b通道则是从蓝色到黄色。
两个分量的变化都是从-120到+120。
当a=0、b=0时显示灰色,同时L=100时为白色,L=0时为黑色。
如果一定要用Lab 模式来表达颜色,那么R色值为:L=54、a=81、b=70;G色值为:L=88、a=-79、b=81;B色值为:L=29、a=68、b=-112;C色值为:L=62、a=-31、b=-64;M色值为:L=48、 a=83、b=-3;Y色值为:L=94、a=-14、b=100。
大致上说:在表达色彩范围上,最全的是Lab模式,其次是RGB模式,最窄的是CMYK模式。
也就是说Lab模式所定义的色彩最多,且与光线及设备无关,并且处理速度与RGB模式同样快,比CMYK模式快数倍。
(以上一段能理解就理解吧!)Lab模式的调色原理:LAB 模式大家都知道有三个通道,一个是明度通道另外两个是A和B通道。
其中,明度通道就是亮度通道你对它进行调整颜色是不发生变化的!A和B是颜色通道对其调整只有色彩变化的!(这样我们在调色的时候可以把明暗与色彩分开处理.)其中A通道的色彩变化简单是这样的绿→灰→红,B通道是黄→灰→蓝。
目錄[隱藏]∙ 1 三色刺激值∙ 2 CIE xy 色度圖∙ 3 CIE XYZ 色彩空間定義o 3.1 實驗結果— CIE RGB 色彩空間o 3.2 Grassmann 定律o 3.3 從 Wright–Guild 數據構造 CIE XYZ 色彩空間∙ 4 問題和解決∙ 5 引用∙ 6 參見∙7 外部連結Y 和 Z 值並不是真的看起來是紅、綠和藍色,而是從紅色、綠色和藍色導出來的參數),並使用 CIE 1931 XYZ 顏色匹配函數來計算。
兩個由多種不同波長的光混合而成的光源可以表現出同樣的顏色,這叫做「異譜同色」(metamerism)。
當兩個光源對標準觀察者(CIE 1931 標準色度觀察者)有相同的視現顏色的時候,它們即有同樣的三色刺激值,而不管生成它們的光的光譜分佈如何。
[編輯] CIE xy色度圖CIE 1931 色彩空間色度圖。
外側曲線邊界是光譜(或單色)光軌跡,波長用納米標記。
注意描繪的顏色依賴於顯示這個圖象的設備的色彩空間,沒有設備能有足夠大色域來在所有位置上提供精確的色度表現。
因為人類眼睛有響應不同波長範圍的三種類型的顏色傳感器,所有可視顏色的完整繪圖是三維的。
但是顏色的概念可以分為兩部分:明度和色度。
例如,白色是明亮的顏色,而灰色被認為是不太亮的白色。
換句話說,白色和灰色的色度是一樣的,而明度不同。
CIE XYZ 色彩空間故意設計得Y參數是顏色的明度或亮度的測量。
顏色的色度接着通過兩個導出參數x和y來指定,它們是所有三個三色刺激值X、Y和Z的函數所規範化的三個值中的兩個:導出的色彩空間用 x, y, Y 來指定,它叫做 CIE xyY 色彩空間並在實踐中廣泛用於指定顏色。
X和Z三色刺激值可以從色度值x和y與Y三色刺激值計算回來:右側的圖象展示了相對色度圖。
外側曲線邊界是光譜軌跡,波長用納米標記。
注意這個色度圖是指定人類眼睛如何體驗給定頻譜的光的工具。
它不能指定物體的顏色(或印刷墨水),因為在觀察物體的時候看到的色度還依賴於光源。
1931标准色坐标1931标准色坐标是一种用于描述人眼可见的颜色的数学模型,它是CIE(国际照明委员会)在1931年提出的。
这个模型通过三个数字来描述一个颜色,分别是X、Y、Z,这三个数字代表了颜色在人眼中的亮度、红绿程度和蓝黄程度。
这种描述方式可以帮助人们精确地确定和描述任何一种颜色,是色彩科学和工程领域的重要基础。
在1931标准色坐标中,X、Y、Z三个参数分别代表了颜色的三个特性。
其中,X和Y表示颜色的色度,Z表示颜色的亮度。
通过这三个参数的组合,我们可以精确地描述出任何一种颜色的特性,从而实现对颜色的准确控制和描述。
这种描述方式的提出,极大地促进了色彩科学和工程领域的发展。
在印刷、显示、纺织、艺术等领域,人们可以根据1931标准色坐标来精确地调配颜色,确保所需的颜色效果得到准确呈现。
同时,这种描述方式也为色彩测量仪器的研发提供了重要的理论基础,使得颜色的测量和控制变得更加精确和可靠。
除此之外,1931标准色坐标还为色彩的研究和应用提供了重要的理论基础。
通过对不同颜色的1931标准色坐标进行研究和比较,人们可以更深入地了解颜色的特性和规律,为色彩的应用和创新提供了更多的可能性。
总的来说,1931标准色坐标是一种重要的色彩描述方式,它通过X、Y、Z三个参数精确地描述了颜色的色度和亮度特性,为色彩科学和工程领域的发展提供了重要的理论基础。
它的提出极大地促进了颜色的测量、控制和应用,为人们带来了更加丰富和精彩的色彩世界。
在今后的研究和应用中,我们可以进一步深入地挖掘和应用1931标准色坐标,不断拓展色彩科学和工程领域的发展空间,为人们创造更加丰富多彩的色彩体验。
希望通过对1931标准色坐标的深入研究和应用,能够为色彩的测量、控制和应用带来更多的创新和突破,为人们的生活和工作带来更多的便利和乐趣。
(11)1931CIE颜色系统《颜色-不是你想象的那样》1931 CIE 颜色系统(CIE 1931 color space):1931 CIE-RGB颜色系统1931 CIE-XYZ颜色系统我们对物体产生某种颜色感觉,一方面决定于外界物体对人眼的物理刺激的特性,另一方面又决定于人眼处理刺激的视觉特性。
但是最终对颜色的标定必须符合人眼的视觉规律,因此,进行色度学计算的基本数据都是根据许多观察者的颜色视觉实验得出来的结果。
1931 CIE-RGB颜色系统根据三原色原理,理论上光谱上的各种颜色都可以有红色R、绿色G、蓝色B三种原色匹配产生。
从而得到1931 CIE-RGB颜色系统,用来表示一个颜色C的方程式就是:C=r(R ) g(G ) b(B )1r、g、br、g、b表示每种原色的比例系数:r g b=1正因为r g b=1,所以只要其中两个变量确定,第三个变量也随之确定,例如r、g确定,b=1- r- g2(R)、(G)、(B)是三原色单位国际照明委员会(CIE )规定红R、绿G、蓝B三原色光的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm。
在颜色匹配实验中,当这三原色光的相对亮度比例为1.0000: 4.5907 : 0.0601时就能匹等能白光,所以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量,即(R)、(G)、(B)= 1:1:1尽管这时三原色光的亮度值并不相等,但CIE却把每一原色的亮度值作为一单位看待,所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合(r=g=b=0.333)结果为白光。
31931 CIE-RGB系统光谱三刺激值CIE以317位正常视觉者,用CIE规定的红、绿、蓝三原色光,对等能光谱色从380~780nm所进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。
颜色混合匹配实验(来源见水印)实验时,与光谱每一波长为λ的等能光谱色对应的红、绿、蓝三原色数量,称为光谱三刺激值r(λ) 、g (λ) 、b (λ) 。
1931CIE-XYZ标准色度系统所谓1931CIE-XYZ系统,就是在RGB 系统的根底上,用数学方法,选用三个理想的原色来代替实际的三原色,从而将CIE-RGB系统中的光谱三刺激值和色度坐标r、g、b均变为正值。
〔一〕、CIE-RGB系统与CIE-XYZ系统的转换关系选择三个理想的原色〔三刺激值〕X、Y、Z,X代表红原色,Y代表绿原色,Z代表蓝原色,这三个原色不是物理上的真实色,而是虚构的假想色。
它们在图5-27中的色度坐标分别为:r g bXYZ从图5-27中可以看到由XYZ形成的虚线三角形将整个光谱轨迹包含在内。
因此整个光谱色变成了以XYZ三角形作为色域的域内色。
在XYZ系统中所得到的光谱三刺激值、、、和色度坐标x、y、z将完全变成正值。
经数学变换,两组颜色空间的三刺激值有以下关系:X=0.490R+0.310G+0.200B Y=0.177R+0.812G+0.011B …………………………〔5-8〕Z= 0.010G+0.990B 两组颜色空间色度坐标的相互转换关系为:x=〔0.490r+0.310g+0.200b〕/〔0.667r+1.132g+1.200b〕y=〔0.117r+0.812g+0.010b〕/〔0.667r+1.132g+1.200b〕………………(5-9) z=〔0.000r+0.010g+0.990b〕/〔0.667r+1.132g+1.200b〕这就是我们通常用来进展变换的关系式,所以,只要知道某一颜色的色度坐标r、g、b,即可以求出它们在新设想的三原色XYZ颜色空间的的色度坐标x、y、z。
通过式〔5-9〕的变换,对光谱色或一切自然界的色彩而言,变换后的色度坐标均为正值,而且等能白光的色度坐标仍然是〔0.33,0.33〕,没有改变。
表5-3是由CIE-RGB系统按表5-2中的数据,由式〔5-9〕计算的结果。
从表5-3中可以看到所有光谱色度坐标x(l),y(l),z(l)的数值均为正值。
蓅哖、似誰2012
二.CIE1931标准RGB系统
以上这个图叫做:CIE1931‐RGB系统标准色度观察者光谱三刺激值,代表人眼在2度视场的平均颜色视觉特性。
CIE RGB标准规定三原色红绿蓝的波长分别为436nm546nm700nm,为上图r,g,b其中2个分量为0的时候,与纵坐标的交点。
这三种原色可以混色成波长546到700中的任意颜色,但是436到546之间混不出来,因为436到546的r值为负值。
这个图由实验获得的,负光强究竟怎么实验出来,难以理解。
CIE1931又推出了一个新的标准XYZ系统:
用假想的XYZ作为3原色,但其实这三种原色是不存在的。
可以用X(偏红)Z(偏蓝紫)Y(偏绿)混出我们的色域空间。
必须先找到XZ且Y=0的曲线,即无亮度曲线。
X和Z是RGB 的混色。
Y的值虽然也是偏绿的混色,但它的大小恰好是亮度大小,CIE规定,Y值对波长的曲线符合人眼光谱光视效率的值,人眼正好也是对偏绿色的光谱最敏感。
Y其实就是我们平时测的亮度,
cd/m2
以上这个图怎么来的?
可能也是通过实验得出来的,通过以上的RGB‐>XYZ公式得来的。
而那个公式的系数暂时无法求得。
X,Z的大小对亮度没有贡献,仅代表颜色。
得到光谱色的互补色,只要从该颜色点过C点作一条直线,求其与对侧光谱曲线的交点,即可得到补色的波长。
D的补色为E。
o确定所选颜色的主波长和纯度。
颜色A的主波长,从标准白光点C过A作直线与光谱曲线相交于B(A与B在C的同侧),这样颜色A可以表示为纯色光B和白光C的混合,B就定义了颜色A的主波长。
定义一个颜色域。
通过调整混合比例,任意两种颜色:
o I和J加在一起能够产生它们连线上的颜色
再加入第三种颜色K,就产生三者(I、J和K)构成的三角形区域的颜色。
这个图叫做人眼明视觉和暗视觉的光谱光视效率曲线,代表人眼对不同波长的光的敏感度是不同的,依据这个曲线的,可以看出人眼对绿色的光视效率最高,最明亮。
所以,亮度由此而来:
光通量单位为流明,亮度=明暗视觉系数*单位波长功率对全波长(380‐780)的积分。
X,Y,Z和x,y,z的相互转换。
CIE L‘a’b’的得来:因为xy空间的颜色在人眼感知上不是均匀变化的,比如xy值在绿色区域时,xy变化,人眼较难察觉,而在红色和蓝色区域,xy变化,人眼较易察觉。
L’a’b’空间是均匀的色彩空间。
验证Xn Yn Zn:
对于6500K的白画面色温:x=0.313,Y=100,y=0.329.
Xn=0.313*100/0.329=95.13;
Zn=(1‐0.313‐0.329)*100/0.329=108.8
与上面基本符合
此时的白画面L’=100
a’=0
b’=0;
而我们的x,y曲线基本为水平直线。
那么a’,b’都是0,a’,b’的意义就是某灰阶与白场(假定一个标准,比如6504k色温)之间颜色偏差程度,范围‐100到
+100.。