易懂的CIE色度图

CIE色度图:CIE（国际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de L'Eclairage（法）或International Commission on Illumination （英）。

这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准。

可回溯到1930年，CIE标准一直沿用到数字视频时代，其中包括白光标准（D65）和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜色。

CIE的总部位于奥地利维也纳。

CIE颜色系统颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。

颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。

现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受。

RGB模型采用物理三基色，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜色模型。

每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。

1）简介为了从基色出发定义一种与设备无关的颜色模型，1931年9月国际照明委员会在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。

CIE 的颜色科学家们企图在RGB模型基础上，用数学的方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新的颜色系统，使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜色。

会议所取得的主要成果包含：λ定义了标准观察者(Standard Observer)标准：普通人眼对颜色的响应。

该标准采用想象的X, Y和Z三种基色，用颜色匹配函数(color-matching function)表示。

颜色匹配实验使用2°的视野(field of view)；λ定义了标准光源(Standard Illuminants)：用于比较颜色的光源规范；定义了CIEλ XYZ基色系统：与RGB相关的想象的基色系统，但更适用于颜色的计算；定义了CIEλ xyY颜色空间：一个由XYZ导出的颜色空间，它把与颜色属性相关的x和y从与明度属性相关的亮度Y中分离开；定义了CIE色度图(CIE chromaticityλ diagram)：容易看到颜色之间关系的一种图。

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。

7. 三条特殊线（1）黑体色温轨迹线：在舌形曲线的中部，跨过白色区，有一条向下弯的曲线，这就是黑体色温轨迹线。

CIE色度图∙CIE-RGB系统o标准三原色匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线。

曲线中的一部分500μm附近的r三刺激值是负数，这当然不能否定将红、绿、蓝三色混合可以得到其他颜色，但它确实表明一些颜色不能够仅仅通过将三原色混合来得到而在普通的CRT上显示。

o图例：∙CIE-XYZ系统o由于实际上不存在负的光强，1931年CIE规定了3种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝)构造了CIE-XYZ系统，以便使能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值：o C=xX+yY+zZo图例：▪三刺激空间和色度图o所有颜色向量组成了x>0、y>0和z>0的三维空间第一象限锥体o取一个截面 x+y+z＝1o该截面与三个坐标平面的交线构成一个等边三角形，每一个颜色向量与该平面都有一个交点，每一个点代表一个颜色，它的空间坐标(x,y,z)表示为该颜色在标准原色下的三刺激值，称为色度值o图例：▪▪∙CIE色度图o CIE色度图的翼形轮廓线代表所有可见光波长的轨迹，即可见光谱曲线。

o沿线的数字表示该位置的可见光的主波长。

o中央的C对应于近似太阳光的标准白光，C点接近于但不等于x=y=z=1/3的点。

o红色区域位于图的右下角，绿色区域在图的顶端，蓝色区域在图的左下角，连接光谱轨迹两端点的直线称为紫色线。

∙用途o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。

oo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o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。

应用限制o色度图的形状表明，没有一个3个顶点均在可见光翼形区的三角形可以完全覆盖该区域。

CIE色度图CIE-RGB系统标准三原色匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线。

曲线中的一部分500μm附近的r 三刺激值是负数，这当然不能否定将红、绿、蓝三色混合可以得到其他颜色，但它确实表明一些颜色不能够仅仅通过将三原色混合来得到而在普通的CRT上显示。

图例：CIE-XYZ系统由于实际上不存在负的光强，1931年CIE规定了3种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝)构造了CIE-XYZ系统，以便使能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值：C=xX+yY+zZ图例：三刺激空间和色度图所有颜色向量组成了x>0、y>0和z>0的三维空间第一象限锥体取一个截面x+y+z＝1该截面与三个坐标平面的交线构成一个等边三角形，每一个颜色向量与该平面都有一个交点，每一个点代表一个颜色，它的空间坐标(x,y,z)表示为该颜色在标准原色下的三刺激值，称为色度值图例：CIE色度图CIE色度图的翼形轮廓线代表所有可见光波长的轨迹，即可见光谱曲线。

沿线的数字表示该位置的可见光的主波长。

中央的C对应于近似太阳光的标准白光，C点接近于但不等于x=y=z=1/3的点。

红色区域位于图的右下角，绿色区域在图的顶端，蓝色区域在图的左下角，连接光谱轨迹两端点的直线称为紫色线。

用途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。

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：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。

应用限制色度图的形状表明，没有一个3个顶点均在可见光翼形区的三角形可以完全覆盖该区域。

因此，可见的红、绿、蓝三种颜色不能通过加法混合来匹配所有的颜色。

CIE 1931 色度图 (2维标准观测)目的这个工程的目的就是证明如何显示一个1931 CIE（Commission International de l'Eclairage 国际照明协会）的色度图，同样还包括1960和1976介绍中对其的改革。

额外地，这个图可以使用1931的2维标准观测来显示，也可以用1964年的10维标准观测来显示，我们还试着解释它们之间的不同。

背景标准观测（Standard Observer）。

CIE标准观测是基于协会和建造者的表格的二维区域。

CIE 1964标准观测是10维的。

引导到1931标准观测的实验只使用了视网膜中的一个小凹槽，覆盖了视野的2维。

1964年附加的标准观测是基于视网膜10维区域的色彩比配实验。

观测忽略了中央的2维点。

当视觉感受被期望为4维时，1964的标准观测就被推荐出来了。

CIE标准观测通常都基于许多实验，这些实验是用少数拥有普通视力的人做出的。

没有真正的观测是也CIE标准观测一样的。

请参考[Judd75, pp. 153-157] or [Billmeyer81, pp.42-45]。

关于新闻组的投递，Danny提出“1964观测有50个观测者左右，而1931只有一打。

1964的工作包括一些外国的已经获得博士学位的同事，但是早期的工作只有包括伦敦附近的一些英国人”。

根据[Foley96, p. 580], 1964的表格并不是普遍为计算机使用的，因为它强调很大的一个颜色区域，这个区域里的大多数颜色并不是图象中能够找到的。

下面的图能够被“标准”表格色度程序显示，当程序被校准了以后尺寸也就正确了。

CIE 1931 2-Degree Field of ViewCIE 1964 10-Degree Field of View要得到附加的CIE1931和1964观测信息，请看[Judd75, p. 155] or [Billmeyer81, p. 42]。

CIECIE（国际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de L'Eclairag e（法）或International Commission on Illumination（英）。

这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准。

可回溯到1930年，CIE标准一直沿用到数字视频时代，其中包括白光标准（D65）和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜色。

CIE的总部位于奥地利维也纳。

CIE颜色系统颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。

颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。

现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受。

RGB模型采用物理三基色，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜色模型。

每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。

1）简介为了从基色出发定义一种与设备无关的颜色模型，1931年9月国际照明委员会在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。

CIE的颜色科学家们企图在RGB模型基础上，用数学的方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新的颜色系统，使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜色。

会议所取得的主要成果包含：定义了标准观察者(Standard Observer)标准：普通人眼对颜色的响应。

该标准采用想象的X,λY和Z三种基色，用颜色匹配函数(color-matching function)表示。

颜色匹配实验使用2°的视野(field of view)；定义了标准光源(Standard Illuminants)：用于比较颜色的光源规范；λ定义了CIE XYZ基色系统：与RGB相关的想象的基色系统，但更适用于颜色的计算；λ定义了CIE xyY颜色空间：一个由XYZ导出的颜色空间，它把与颜色属性相关的x和y从与λ明度属性相关的亮度Y中分离开；定义了CIE色度图(CIE chromaticityλdiagram)：容易看到颜色之间关系的一种图。

CIE色度图•CIE-RGB系统o标准三原色匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线。

曲线中的一部分500μm附近的r三刺激值是负数，这当然不能否定将红、绿、蓝三色混合可以得到其他颜色，但它确实表明一些颜色不能够仅仅通过将三原色混合来得到而在普通的CRT上显示。

o图例：•CIE-XYZ系统o由于实际上不存在负的光强，1931年CIE规定了3种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝)构造了CIE-XYZ系统，以便使能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值：o C=xX+yY+zZo图例：•三刺激空间和色度图o所有颜色向量组成了x>0、y>0和z>0的三维空间第一象限锥体o取一个截面 x+y+z＝1o该截面与三个坐标平面的交线构成一个等边三角形，每一个颜色向量与该平面都有一个交点，每一个点代表一个颜色，它的空间坐标(x,y,z)表示为该颜色在标准原色下的三刺激值，称为色度值 o图例：•CIE色度图o CIE色度图的翼形轮廓线代表所有可见光波长的轨迹，即可见光谱曲线。

o沿线的数字表示该位置的可见光的主波长。

o中央的C对应于近似太阳光的标准白光，C点接近于但不等于x=y=z=1/3的点。

o红色区域位于图的右下角，绿色区域在图的顶端，蓝色区域在图的左下角，连接光谱轨迹两端点的直线称为紫色线。

•用途o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。

oo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o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。

•应用限制o色度图的形状表明，没有一个3个顶点均在可见光翼形区的三角形可以完全覆盖该区域。

颜色空间之CIE、CMYK、HSI色度模型分类： 图像处理国际照明委员会（CIE，Commission Internationale de L'Eclairage / International）的色度模型是最早使用的模型之一。

它是三维模型，其中，x和y两维定义颜色，第3维定义亮度。

CIE在1976年规定了两种颜色空间。

一种是用于自照明的颜色空间，叫做CIE LUV，如下图：CIE 1976年 LUV色度图另 一种用于非自照明的颜色空间，叫做CIE 1976 L*a*b，或者叫做CIE LAB。

CIE LAB 系统使用的坐标叫做对色坐标(opponent color coordinate)，如下图所示。

CIE LAB使用b*，a*和L*坐标轴定义CIE颜色空间。

其中，L*值代表光亮度，其值从0（黑色）到100（白色）。

b*和a*代表色度坐标，其中a*代 表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴，它们的值从0到10。

a*=b*=0表示无色，因此L*就代表从黑到白的比例系数。

使用对色坐标（opponet color coordinate）的想法来自这样的概念：颜色不能同时是红和绿，或者同时是黄和蓝，但颜色可以被认为是红和黄、红和蓝、绿和黄以及绿和蓝的组合。

CIE LAB颜色空间CIE xyY色度图是从XYZ直接导出的一个颜色空间，它使用亮度Y 参数和颜色坐标x, y来描述颜色。

xyY中的Y值与XYZ中的Y刺激值一致，表示颜色的亮度或者光亮度，颜色坐标x, y用来在二维图上指定颜色，这种色度图叫做CIE 1931色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram)，如下图(a)所示，图(b)为轮廓图。

例如图(a)的A点在色度图上的坐标是x＝0.4832，y＝0.3045，那么它的颜色与红苹 果的颜色相匹配。

CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE色度图，x表示红色分量，y表示绿色分量。

颜色空间之CIE、CMYK、HSI色度模型分类： 图像处理国际照明委员会（CIE，Commission Internationale de L'Eclairage / International）的色度模型是最早使用的模型之一。

它是三维模型，其中，x和y两维定义颜色，第3维定义亮度。

CIE在1976年规定了两种颜色空间。

一种是用于自照明的颜色空间，叫做CIE LUV，如下图：CIE 1976年 LUV色度图另 一种用于非自照明的颜色空间，叫做CIE 1976 L*a*b，或者叫做CIE LAB。

CIE LAB 系统使用的坐标叫做对色坐标(opponent color coordinate)，如下图所示。

CIE LAB使用b*，a*和L*坐标轴定义CIE颜色空间。

其中，L*值代表光亮度，其值从0（黑色）到100（白色）。

b*和a*代表色度坐标，其中a*代 表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴，它们的值从0到10。

a*=b*=0表示无色，因此L*就代表从黑到白的比例系数。

使用对色坐标（opponet color coordinate）的想法来自这样的概念：颜色不能同时是红和绿，或者同时是黄和蓝，但颜色可以被认为是红和黄、红和蓝、绿和黄以及绿和蓝的组合。

CIE LAB颜色空间CIE xyY色度图是从XYZ直接导出的一个颜色空间，它使用亮度Y 参数和颜色坐标x, y来描述颜色。

xyY中的Y值与XYZ中的Y刺激值一致，表示颜色的亮度或者光亮度，颜色坐标x, y用来在二维图上指定颜色，这种色度图叫做CIE 1931色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram)，如下图(a)所示，图(b)为轮廓图。

例如图(a)的A点在色度图上的坐标是x＝0.4832，y＝0.3045，那么它的颜色与红苹 果的颜色相匹配。

CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE色度图，x表示红色分量，y表示绿色分量。

CIE 标准色度系统吴逸萍 杭州彩谱科技有限公司几乎所有的颜色都可以用三原色按某个特定的比例混合而成。

这三种单色光中的任何一种都不能由其余两种混合产生。

1931年，CIE （国际标准照明委员会）建立了一系列表示可见光谱的颜色空间标准，定义了CIE-RGB 基色系统。

规定了RGB 系统的三原色光波长分别为700nm ，546.1nm ，435.8nm 的红光（R ）、绿光（G ）、蓝光（B ）。

通过混色实验可以得到图1的一组曲线，它们表示在380nm-780nm 范围内当各个光谱能量一样时，某一波长的光谱色与()r λ、()g λ、()b λ混色结果一样，并称这三条曲线为光谱三刺激值曲线。

图1 CIE1931 RGB 系统光谱三刺激值曲线但这一系统存在一个明显的缺点，计算颜色三刺激值时会出现负值，给大量的计算带来不便。

由于任何一种基色系统都可以从一种系统转换到另一种系统，因此人们可以选择任何一种想要的基色系统，以避免出现负值，并且使用方便。

基于此CIE 又推荐了CIE-XYZ 系统，这个系统采用想象的X ，Y 和Z 三种基色，它们代表红、绿、蓝三种原色。

图2是基于2°视场的等能光谱的XYZ 色度系统的三刺激值曲线()x λ、()y λ、()z λ。

所以也称为2°视场XYZ 色度系统，将具有这样的三刺激值曲线的假想的观察者称为CIE1931标准色度观察者。

图2 CIE1931 XYZ 系统光谱三刺激值曲线任何一种颜色都可以表示为：()()()C X x Y y Z z =++，其中称X 、Y 、Z 为该颜色的三刺激值。

根据CIE 的规定，三刺激值可由下面的公式计算得到。

780380780380780380()()()()()()X k P x d Y k P y d Z k P z d λλλλλλλλλ===⎰⎰⎰ （1） 其中()P λ是光源辐射的相对光谱功率分布，()x λ、()y λ、()z λ是CIE1931标准色度观察者的光谱三刺激值，即图2中的曲线值。

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）。

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。

颜色和视觉CIE色度图由三色学说的原理我们知道，任何一种颜色可以通过红、绿、蓝三原色按照不同比例混合来得到。

可是，给定一种颜色，采用怎样的三原色比例才可以复现出该色，以及这种比例是否唯一，是我们需要解决的问题，只有解决了这些问题，我们才能给出一个完整的用RGB来定义颜色的方案。

CIE（国际照明委员会）选取的标准红、绿、蓝三种光的波长分别为：红颜色的匹配可以用式子表示为：其中权值r、g、b为颜色匹配中所需要的R、G、B三色光的相对量，也就是三刺激的值。

1931年，CIE给出了用等能标准三原色来匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线（图4.1.5），这样的一个系统被称为CIE-RGB系统。

图4.1.5 标准三原色匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线在上面的曲线中我们发现，曲线的一部分三刺激值是负数，这表明我们不可能靠混合红、绿、蓝三种光来匹配对应的光，而只能在给定的光上叠加曲线中负值对应的原色，来匹配另两种原色的混合。

对应于在式（4.1.1）中的权值会有负值，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，1931年的CIE-XYZ系统利用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刺激值都是正值。

类似地，该系统的光颜色匹配函数定义为如下的一个式子：在这个系统中，任何颜色都能由三个标准原色的混合（三刺激值是正的）来匹配。

这样我们就解决了用怎样的三原色比例混合来复现给定的颜色光的问题，下面我们来介绍一下得到的上述比例是否唯一的问题。

我们可以知道，用R、G、B三原色(实际上是CIE-XYZ标准原色)的单位向量可以定义一个三维颜色空间(图4.1.6)，一个颜色刺激(C)就可以表示为这个三维空间中一个以原点为起点的向量，我们把该三维向量空间称为(R、G、B)三刺激空间，该空间落在第一象限，该空间中的向量的方向由三刺激的值确定，因而向量的方向代表颜色。

颜色的度量─CIE色度图明度、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)=G(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）。

CIECIE（国际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de L'Eclairag e（法）或International Commission on Illumination（英）。

这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准。

可回溯到1930年，CIE标准一直沿用到数字视频时代，其中包括白光标准（D65）和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜色。

CIE的总部位于奥地利维也纳。

CIE颜色系统颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。

颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。

现在已经有很多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜色的理论被普遍接受。

RGB模型采用物理三基色，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜色模型。

每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。

1）简介为了从基色出发定义一种与设备无关的颜色模型，1931年9月国际照明委员会在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。

CIE的颜色科学家们企图在RGB模型基础上，用数学的方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新的颜色系统，使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜色。

会议所取得的主要成果包含：定义了标准观察者(Standard Observer)标准：普通人眼对颜色的响应。

该标准采用想象的X,λY和Z三种基色，用颜色匹配函数(color-matching function)表示。

颜色匹配实验使用2°的视野(field of view)；定义了标准光源(Standard Illuminants)：用于比较颜色的光源规范；λ定义了CIE XYZ基色系统：与RGB相关的想象的基色系统，但更适用于颜色的计算；λ定义了CIE xyY颜色空间：一个由XYZ导出的颜色空间，它把与颜色属性相关的x和y从与λ明度属性相关的亮度Y中分离开；定义了CIE色度图(CIE chromaticityλdiagram)：容易看到颜色之间关系的一种图。

颜色的度量─CIE1931色度图日期：2006-08-25 15:10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：(C)=G(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。

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）。