色度計基礎（一）CIE1931-XYZ色度係統

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色度計基礎（一）CIE1931-XYZ色度係統

色彩，是人類審美中zui敏感的要素，是藝術作品中zui具表現力的成分。日常生活中，高清的全彩色顯示屏，鮮豔亮麗(li) 的織物，高還原度的印刷品……滿足了我們(men) 對於(yu) 美的享受，而要實現它們(men) ，再現絢麗(li) 的色彩，前提就是要對顏色做準確的標定。

 

色彩源於(yu) 光，是人的一種主觀感受，其本質是光譜中不同波長成分的光對人眼中三種視錐細胞的刺激。同樣光譜成分的光，對不同的個(ge) 體(ti) 產(chan) 生的生理刺激不完全相同，不僅(jin) 如此，觀察條件、經驗習(xi) 慣、文化經曆等的差異也會(hui) 對人的色彩感受產(chan) 生影響。這使得我們(men) 很難直觀準確的向別人表述一種顏色。

 

在各行各業(ye) 中，根據行業(ye) 需要，人們(men) 設計出了很多顏色係統 ，顏色模式，製定出很多評價(jia) 色彩的參數，蒙賽爾顏色係統，PANTONE色卡顏色係統、TILO管理顏色係統，色調，明度，飽和度……這些體(ti) 係的建立，為(wei) 生活生產(chan) 帶來了便利。但它們(men) 仍然存在一個(ge) 明顯的不足，就是沒法用唯yi的一組數據準確的表示一種顏色。

 

根據混色原理，人們(men) 可以用特定波長的三種顏色光的按一定比例混合的方式來獲得想要色彩。人們(men) 希望通過這些色光的比例來定量的表示某種顏色。結合光源的獲取難度和能混合出顏色的範圍，CIE標準色度係統選擇紅（700nm）、綠（546.1nm）、藍（435.8nm）三種顏色作為(wei) 標準三原色。等能白光可以由1.0000lm紅光，4.5907lm綠光和0.0601lm藍光混合而成，將這個(ge) 亮度的三種色光定為(wei) 一個(ge) RGB單位。

當我們(men) 需要確定一個(ge) 光源的顏色時，第1步：我們(men) 需要獲得這個(ge) 光源的光譜能量分布，第二步：我們(men) 需要知道獲得產(chan) 生每個(ge) 波長的單色光同等效果的顏色感受所需要的RGB三色光的比例，zui後我們(men) 對該光源在整個(ge) 光譜範圍內(nei) ，合成各單色光所需RGB三色的成分分別積分，就得到了該光源的RGB值稱為(wei) 三刺激值。

 

一個(ge) 光源的色品，隻取決(jue) 於(yu) 光譜成分中RGB三色的相對比例，定義(yi) r = R/(R+G+B),g = G/(R+G+B),b = B/(R+G+B)，即標準白光中

r=g=b=0.33。以r,g為(wei) 橫縱坐標，繪製坐標係，就得到色品坐標。

  

RGB三原色並不能匹配出所有的顏色，有些光譜顏色無論按何種比例都不能被準確的混合出來。隻有光譜顏色中加入某些三原色才能匹配兩(liang) 邊的顏色。這就造成了三刺激值中可能存在負值，這也是RGB三刺激係統zui明顯的缺點之一。在此基礎上人們(men) 改用假想三原色XYZ來建立一個(ge) 新的色度係統，稱為(wei) “CIE1931-標準色度係統”，XYZ稱為(wei) 標準三刺激值。

X=2.7689R+1.7517G+1.1302B;

Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B;

Z=0.0000R+0.0565G+5.5943B;

這樣Y值就表示了顏色的亮度信息，而x=X/(X+Y+Z)，z=Z/(X+Y+Z)則可以表示顏色的色品，且對於(yu) 標準白光x=y=0.33，這樣就完成了坐標的轉換。在XYZ係統中，XYZ值恒為(wei) 正數，顏色分布，顏色變化更均勻，一切實際存在的顏色都可以在舌型區域內(nei) 找到對應的位置。

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