颜色三刺激值和色度图课件.ppt

1、颜色三刺激值和色度图1.三刺激值2.色度图3.色差4.显色指数2.1、RGB三刺激值v一、颜色的量化v1.目的：颜色是一个模糊的概念，要准确的定义或测量颜色必须把颜色变成精确的物理量（模糊数学）。v2.量化方法：v （1）选定三原色光并规定三原色光的颜色单位量；v （2）求出各个波长的单色光，在单位辐射强度下的三原色组成（光谱三刺激值 ，），；v （3）由实际光源光谱分布求出组成该光源的各个单色光的实际辐射强度；v （4）由(2)(3)求出光源中各个波长光在实际辐射强度时的三原色组成；v （5）把所有波长的三原色组成分量叠加，得到光源的三原色总量（刺激值）。rgb二、量化步骤二、量化步骤1.选

2、定三原色选定三原色（1）、其中任何一种原色不能被其他两种原色匹配）、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）、三色之间的光谱间隔大，匹配色覆盖的颜色最多多（3）、容易实现）、容易实现CIE确定：确定：Green nm 700 546.1 435.8为标准三原色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，配出彩色单一谱线获得，色度稳定而准确，配出彩色也较多。也较多。2.选定三原色的单位量选定三原色的单

3、位量 Green Mixture nm 700 546.1 435.8单位量（流明）单位量（流明）1.0000 4.5907 0.06011 unit=1.0000 cd/m2;（lR）1 Green unit=G =4.5907 cd/m2;（lG）1 unit=0.0601 cd/m2.（lB）（亮度比和光通量比是等效的）（亮度比和光通量比是等效的）例题v3.求出光源的光谱分布，并求出各个波长的单色光的辐射强度。vE380，E390，E400，v4.求出各个 波长单色光的 三原色分量。CE380=C380 E(380)CE390=C390 E(390)CE400=C400 E(390).C

4、E780=C780 E(780)E()(nm)380 390 400380 390 400780C380 C390 C780CE390CE380CE780CE400C4005.把光谱中所有波长的三原色光分量叠加（积分）就得到该光源的刺激值。)(780380E)(780380E)(780380E780380E)()()(780380ECECBbGgRrBbGgRr）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（例题 一个单位的颜色（C）的色品只决定于三原色的刺激值各自在R+G+B总量中的相对比例，此比值叫做色品坐标，用符号r、g、b表示。BGRRrBGRGgBGRBb且 r+g+b=1，则可得)()

5、()()(BbGgRrC单位方程)()()()(BBGRBGBGRGRBGRRCrg三、色品坐标例题负值出现的物理意义：负值出现的物理意义：当投射到半视场的当投射到半视场的某些光谱色，用另一半某些光谱色，用另一半视场的三原色来匹配时，视场的三原色来匹配时，不管三原色如何调节都不管三原色如何调节都不能使两半视场颜色达不能使两半视场颜色达到颜色匹配，只有在光到颜色匹配，只有在光谱色的半视场内加入适谱色的半视场内加入适量的三原色之一才能达量的三原色之一才能达到颜色匹配，加在光谱到颜色匹配，加在光谱色半视场的原色就用负色半视场的原色就用负值来表示。值来表示。光光谱谱三三刺刺激激值值RGB三刺激值的缺点

6、 在在CIE1931 CIE1931 RGBRGB系统的基础上改用三个假想的系统的基础上改用三个假想的原色原色X X、Y Y、Z Z建立了一个新的色度系统。将它匹配等建立了一个新的色度系统。将它匹配等能光谱的三刺激值，定名为能光谱的三刺激值，定名为“CIE l93lCIE l93l标淮色度观标淮色度观察者光谱三刺激值察者光谱三刺激值”，简称为，简称为CIE 1931CIE 1931标准色度观标准色度观察者察者”。这一系统叫做。这一系统叫做“CIE 1931CIE 1931标准色度系统标准色度系统”。ClE1931ClE1931标准色度系统标准色度系统 用相等数量的三原色刺激值匹配出等能白用相等

7、数量的三原色刺激值匹配出等能白E E来定各原色刺来定各原色刺激值单位。等能白点在激值单位。等能白点在r-gr-g坐标系统内为坐标系统内为 r0.3333,g0.3333在在x-yx-y坐标系统内为坐标系统内为 x0.3333,y0.3333 知道了三原色和等能白点在知道了三原色和等能白点在r gr g坐标系和坐标系和x yx y坐坐标系中的位置后，经过坐标转换，可求得标系中的位置后，经过坐标转换，可求得XYZXYZ系统和系统和RGBRGB系系统三刺激值之间的转换关系式统三刺激值之间的转换关系式BGRX1302.17517.17689.2BGRY0601.05907.40000.1BGZ5943

8、.50565.00RGBRGB和和XYZXYZ坐标转换：坐标转换：同样经过坐标转换，也可以找到它们之间的色品坐同样经过坐标转换，也可以找到它们之间的色品坐标转换关系式标转换关系式bgrbgrx20063.113240.166697.020000.031000.049000.0bgrbgry20063.113240.166697.001063.081240.017697.0bgrbgrz20063.113240.166697.099000.001000.000000.0CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线图标准色度观察者光谱三刺激值曲线图 由于在由于在XYZXYZ选择选择原色时就考虑到

9、只有原色时就考虑到只有Y Y值既代表色品又代值既代表色品又代表色度，而表色度，而X X，Z Z只代只代表色品，所以表色品，所以 函数曲线与明视觉光函数曲线与明视觉光谱光效率谱光效率V(V()一致。一致。)(y)()(Vyv由光谱分布P()可得色度的三刺激值。780380780380780380780380780380780380)()()()()()()()()()()()(dzPKdzPKZdxPKdxPKXdyPKdyPKYx（），y（）z（）CIE1931光谱三刺激值700()()400100kSydv用如图装置，在数字电压表1、2上直接读出色度值x和y。v原理：光线经过多层有色玻璃滤色

10、片后，在光电池上产生的光电流Ix、Iy、Iz的比值正比与三刺激值X、Y、Z。电流电压转换器毛玻璃数字电压表1数字电压表2积分放大器漫射型白漆滤色片与光检测器IxIyIz二、色度图ZYXZzZYXYyZYXXxx+y+z=1图1-22 CIE色度图三.主波长和颜色纯度v颜色的颜色的主波长主波长大致相当于视神经感觉到的颜色的色大致相当于视神经感觉到的颜色的色调。调。v在在CIE色度图上分别标出颜色样品和光源的色度点色度图上分别标出颜色样品和光源的色度点（即色度坐标），连接两点做一直线，并（即色度坐标），连接两点做一直线，并从光源向从光源向样品色度点的方向延长样品色度点的方向延长与光谱轨迹相交，这一

11、交点与光谱轨迹相交，这一交点的波长就是该颜色样品的的波长就是该颜色样品的主波长主波长。v样品的颜色接近主波长光谱色的程度，称为该样品样品的颜色接近主波长光谱色的程度，称为该样品颜色的颜色的颜色刺激纯度（兴奋纯度）颜色刺激纯度（兴奋纯度）。v色度图上，用光源点到样品色度点的距离与光源点色度图上，用光源点到样品色度点的距离与光源点到主波长色度点（或补色波长色度点）的距离的比到主波长色度点（或补色波长色度点）的距离的比率来表示色彩的饱和度），简称率来表示色彩的饱和度），简称纯度纯度。如图，如图，M和和O分别为样品颜分别为样品颜色（色（M）和）和CIE光源光源C的的色度点，连接色度点，连接两色度点，其

12、两色度点，其直线的延长线直线的延长线与光谱轨迹相与光谱轨迹相交与交与519.4nm处，处，519.4nm就是样品就是样品M的的主波长。主波长。图1-23 主波长计算示意图vO：光源色度点：光源色度点vM：样品色度点：样品色度点vL：M的主波长色的主波长色度点度点 0000yyyyxxxxOLOMPe纯度：纯度：图1-24 纯度计算示意图v例：图中，颜色（例：图中，颜色（M）的色度）的色度坐标为坐标为（x=0.223、y=0.503），光源光源O的色度坐标为的色度坐标为（x0=0.310、y0=0.316），求颜色（，求颜色（M）在光）在光源源O的照射下的的照射下的兴奋纯度。兴奋纯度。样品颜色（

13、样品颜色（M）的主波长）的主波长519.4nm查等能光谱轨迹色度坐标表，查等能光谱轨迹色度坐标表，光谱色光谱色519.4nm的色度坐标值约的色度坐标值约为：为：y=0.834则有：则有：361.0316.0834.0316.0503.000yyyyPe即样品颜色（即样品颜色（M）的兴奋纯度为）的兴奋纯度为36.1图1-25 例题四四.色温色温 黑体轨迹上的各点代黑体轨迹上的各点代表不同温度的黑体的光表不同温度的黑体的光色，温度由接近色，温度由接近1000K1000K开开始升高时，颜色由红向始升高时，颜色由红向蓝变化。因此人们就用蓝变化。因此人们就用黑体对应的温度表示它黑体对应的温度表示它的颜色

14、。当某种光源的的颜色。当某种光源的色品与某一温度下的黑色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑体色品相同时，则将黑体的温度称为此光源的体的温度称为此光源的色温。色温。图1-26 黑体轨迹示意图相关色温相关色温 当某种光源的当某种光源的色品与某一温度下色品与某一温度下的黑体的色品最接的黑体的色品最接近，或者说在色品近，或者说在色品图上相差距离最小图上相差距离最小时，用该黑体的温时，用该黑体的温度表示此光源的色度表示此光源的色温称为相关色温。温称为相关色温。1-27 黑体相关色温示意图颜色宽容度：颜色宽容度：在色度图上，把人眼感在色度图上，把人眼感觉不出颜色变化的范围称为觉不出颜色变化的范围称为颜

15、色宽容度。宽容度大小反颜色宽容度。宽容度大小反映出人眼的色品分辨力。映出人眼的色品分辨力。在在CIE-1931xy色度图的色度图的不同位置上，颜色的宽容量不同位置上，颜色的宽容量不一样，如蓝色部分宽容量不一样，如蓝色部分宽容量最小，绿色部分最大。最小，绿色部分最大。CIE-1931xy色度图的缺点色度图的缺点 1960年年CIE制定了均匀色度标尺图，简称制定了均匀色度标尺图，简称CIE1960UCS图。利图。利用用CIE 图表示色差，在视觉上获得差别大致相等的不同颜色，在图表示色差，在视觉上获得差别大致相等的不同颜色，在空间上也大致相同。空间上也大致相同。UCS图可由图可由CIE 1931色度

16、图转换过来，其中色度图转换过来，其中x、y和和u、v之间之间的互换公式为：的互换公式为：31224yxxu31226yxyv均匀色标制均匀色标制 CIE1960UCS颜色宽容量线段图CIE 1960 UCS色度图均匀色度图下的黑体轨迹曲线色温计算步骤v1.将测量得到的LED器件色度坐标（x，y）换算成均匀色度图坐标（u，v）。v2.查色温表得到坐标（u，v）两边等色温线有关数据，若（u，v）正好落在黑体轨迹或某条相关色温线上，则该落点对应的温度即为被测器件色温。v3.若（u，v）落在两条色温线之间，用内插法分别求出1、2。uv普朗克轨迹相邻等色温线交点CIE照明体CCT等色温线iCCT等色温线

17、i+121被测光源色度坐标图1-30 相关色温（CCT）计算图uv普朗克轨迹相邻等色温线交点CIE照明体CCT等色温线iCCT等色温线i+1ii+1被测光源色度坐标图1-30 相关色温（CCT）计算图x1)(11kkTTixxi211)(11kkTTiiii1121)11(1iiiTTTCCT 首先用与上述方法类似的步骤查表找到与光源色坐标S(u,v)最近邻的两条等温线T1和T2,设两色温线与黑体色轨迹的垂足分别为D1(ub1,vb1)、D2(ub2,vb2)。从光源色温坐标点S(u,v)向D1、D2 做垂线,设垂足为D(ub,vb)。设L 1=DD1,L 2=DD2,根据下面的内插方法可计算

18、出过垂足点D(ub,vb)的等色温线Tc:211211*)11(11LLLTTTTc21211)()(vbvbububL22222)()(vbvbububL六、色差和显色指数v1、色差：两种颜色的差值。v2、显色指数：物体在光源照明下所呈现颜色的真实性。v 测量方法：把待测光源照射在标准样品上，观察标准样品的反射光谱就可以计算样品反射所显示的颜色。再把标准照明体照射在物体上，得到标准反射光谱或标准颜色，计算两种颜色的色差可以表示显色指数。3.CIE l964 均匀颜色空间 用明度指数W*、色度指数U*和V*三个参数来表示颜色的空间位置：W*=25 Y1/3 17（1Y100）U*=13 W*(

19、u-uo)V*=13 W*(v-vo)式中：u 和v是LED器件发光光谱在CIE l960 均匀色度空间的色度坐标，uo和vo则是标准等能白光光源在CIE l960 均匀色度空间的色度坐标。CIE1964 WUV色差公式在CIE l964 均匀颜色空间中的两个颜色（U*1 V*1 W*1）和（U*2 V*2 W*2）色差为：E uv=(W*)2+(U*)2+(U*)21/2 U*=U*1 U*2 V*=V*1 V*2W*=W*1 W*2色差单位：E=1NBS单位（最佳条件下人 眼恰可察觉色差的5倍）标准照明体是指特定的光谱功率分布，这种标准的光谱功率分布不必由一个光源直接提供，也不一定能真正地

20、实现。标准光源是符合标准照明体规定的光谱功率分布的物理发光体。CIE先用相对光谱功率分布定义了标准照明体，同时还规定了标准光源，以实现标准照明体的相对光谱功率分布。4.显色指数（a）选择标准照明体和色样CIE标准照明体：标准照明体A:代表绝对温度2856K的完全辐射体(黑体)的辐射。它的色度坐标点落在CIE1931色度图的黑体轨迹。标准照明体B：代表相关色温大约为4874K的直射日光，它的光色相当于中午的日光，其色度点紧靠黑体轨迹。标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光。它的光色近似阴天天空的日光，其色度点位于黑体轨迹的下方。标准照明体D：代表各种时相的日光的相对光谱功率分布，又

21、名典型日光或重组日光。400500600700400500600700400500600700色样v八个标准色样：v六个特殊色样。v国家标准：第十五个特殊色样。v（1）测得待测LED的光谱分布P（）以及色度坐标xk，yk。v（2）计算待测LED器件在均匀色空间中的色度坐标uk，vk。v（3）算出被测LED器件的相关色温Tc。v（4）根据相关色温选择最接近相关色温的参比施照体（标准照明体）。当色温地域5000K时，以普朗克辐射体作为参照光源，当色温高于5000K时，以标准照明体D作为参照光源。计算步骤一v（5）计算选定的参比施照体的光谱分布。v（6）由待测LED的光谱分布和114 号颜色样品的反

22、射系数（光谱辐射亮度因数）,计算待测光源下114 号色样的色度坐标xk,i,yk,i,并求相应uk,i,vk,i。v（7）对选定的参比施照体，查表求得色度参数ur，vr，cr，dr。并利用样品反射系数求得色样在参比施照体下的均匀颜色空间坐标U*r,i，V*r,i，W*r,i。计算步骤二v（8）由转换公式，代入待测LED的uk和vk，求出ck和dk。而代入待测LED下的色样的uk,i和vk,i。求出ck,i和vk,i。计算步骤三)104(1vuvc)481.1404.0708.1(1uvvdv（9）由下式计算色样的适应色位移uk,i和vk,i。计算步骤四irkrirkrikdddcccv,481

23、.1518.16520.5irkrirkrirkrirkrikdddcccdddcccu,481.1518.164404.0872.10v（10）由uk,i和vk,i。计算待测LED的Uk,i，Vk,i，Wk,i。v（11）按色差公式求出待测LED和参比施照体的色差计算步骤五)()()(*,*,*,*,*,*,ikirikirikiriWWVVUUE17)(243/1,*,ikikYW)(13,*,*,rikikikUUWU)(13,*,*,rikikikVVWVv（12）由下式计算特殊显色指数Ri。v Ri1004.6Eiv（13）一般显色指数 v CRI 计算步骤六8181iiaRR141

24、141iiRCRI几种人工光源的一般显色指数光源名称CIE 色度坐标相关色温(k)一般显色指数Ra白炽灯(500瓦)x 0.447 u 0.255y 0.408 v 0.350290095100碘钨灯(500瓦)x 0.458 u 0.261y 0.411 v 0.351270095100溴钨灯(500瓦)x 0.409 u 0.237y 0.391 v 0.342340095100荧光灯(日光色40瓦)x 0.310 u 0.192y 0.339 v 0.31566007080外镇高压汞灯(400瓦)x 0.334 u 0.184y 0.412 v 0.34055003040内镇高压汞灯(4

25、50瓦)x 0.378 u 0.203y 0.434 v 0.34944003040镝灯(1000瓦)x 0.369 u 0.222y 0.367 v 0.33043008595高压钠灯(400瓦)x 0.516 u 0.311y 0.389 v 0.35219002025第二章 完谢谢附录模糊数学v老年人的概念定义：四十岁不算老年人，而八十岁肯定算老年人。年纪在这之间的人该如何定义？vf（x）（x40）/（8040）100返回 将各单色光的辐射能量值都保持为相同来做颜色匹配实验，将各单色光的辐射能量值都保持为相同来做颜色匹配实验，所得到的三刺激值称为光谱三刺激值，也就是匹配等能光谱色所得到的

26、三刺激值称为光谱三刺激值，也就是匹配等能光谱色的三原色的数量。用符号的三原色的数量。用符号 ，表示。光谱三刺激值表示。光谱三刺激值又称为颜色匹配函数，它的数值只决定于人眼的视觉特性。匹又称为颜色匹配函数，它的数值只决定于人眼的视觉特性。匹配过程用方程表示配过程用方程表示光谱三刺激值光谱三刺激值)()()(BbGgRrC任何颜色的光都可以看成是不同单色光混合而组成的，所以光任何颜色的光都可以看成是不同单色光混合而组成的，所以光谱三刺激值可作为颜色色度计算的基础。谱三刺激值可作为颜色色度计算的基础。rgb返回RGB三刺激值表（1）l（毫微米）（毫微米）光谱三刺激值光谱三刺激值 500-0.0717

27、30.085360.04776505-0.08120.105930.03688510-0.089010.12860.02698515-0.093560.152620.01842520-0.092640.174680.01221525-0.084730.191130.0083530-0.071010.203170.00549535-0.051360.210830.0032)(r)(g)(bRGB三刺激值表（2）l（毫微米）（毫微米）光谱三刺激值光谱三刺激值 540-0.031520.214660.00146545-0.006130.214870.000235500.022790.21178-0.

28、000585550.055140.20588-0.001055600.09060.19702-0.00135650.12840.18522-0.001385700.167680.17807-0.001355750.207150.15429-0.00123)(r)(g)(bRGB三刺激值表（3）l（毫微米）（毫微米）光谱三刺激值光谱三刺激值 5800.245260.1361-0.001085850.279890.11686-0.000935900.309280.09754-0.000795950.331840.07909-0.000636000.344290.06246-0.000496050.

29、347560.04776-0.000386100.339710.03557-0.0003)(r)(g)(b课堂练习v600nm的光的rgb光谱刺激值为r0.34429，g0.06246，b0.0005。其光敏光视效率函数V(600)0.631。求做配比实验时使用的单位辐射功率。三原色光的波长分别为700nm，546nm，435nm。光谱光视效率函数为V(700)0.0041；V(545)0.974；V(435)0.0173。v0.3442910.062464.590.00050.06v0.344290.286690.00003v0.630950.631lm。v所以辐射单位功率为1/683W。v

30、（因为E683V（）。v0.631E6830.631）补充v650nm的rgb三刺激值分别为r0.10167，g0.00116，b0.00001。v0.1016710.001164.590v0.101670.00532v0.106990.107。v光谱光视效率函数V(650)0.107。匹配FC流明的(C)光，需要FR流明的(R)，FG流明的(G)和FB流明的(B)，颜色方程式为)()()()(BFGFRFCFBGRC若用色度学单位来表示则方程为)()()()(BBGGRRCC式中 CR+G+BBBGGRRlFBlFGlFR,返回)()()(:)()()()()()()()()(7807807

31、80780400400400400390390390390380380380380BbGgRrCBbGgRrCBbGgRrCBbGgRrC色度学例题v一、色度单位v（1）已知对于等能白光来说，需要的红、绿、蓝三种色光的光通量比例是1：4.59：0.06。那么我们用1lm的红光、4.59lm的绿光和0.06lm的蓝光配成白光，该混合白光的总光通量是多少？v解：从光度叠加定律可知，v总RGB5.65lm。返回v（2）某种等能白光的绿光分量光通量是10lm，那么蓝光和红光分量各自是多少？这束白光的总光通量是多少？需要的各个色光的色度单位是多少？v解：R101/4.592.18lmv B100.06/

32、4.590.13lmv 总 RGB12.31lm。v色度单位：vR2.18lm/12.18，G10/4.592.18，B0.13/0.062.17返回例二v一束光的波长是420nm，光谱光视效率值V0.7，辐射功率是500mW。为了合成和这束光相同效果的复色光，使用了85lm的R光，140lm的G光。求这束光的三刺激值。v解：（1）先求出这束光的总光通量v（420）0.50.7683239lmv再求出B光的光通量vB总RG2398514014lm返回v（2）再求出单位辐射功率下（1W）合成复色光所需的三种单色光的光通量；vR85（1000/500）170lm；vG140（1000/500）28

33、0lm；vB28lm。v（3）求出各个单色光的色度值（刺激值）vRR/R单位值170/1170；vGG/G单位值280/4.5961.00；vBR/R单位值28/0.06466.67v（R单位值1lm/单位；G单位值4.59lm/单位；）返回v（4）色度坐标vrR/（RGB）v170/（17061466.67）v170/697.67v0.244；vgG/（RGB）61/697.67v0.087vb466.67/697.670.669。返回例三、v求等能白光的三刺激值色度坐标v解：因为R：G：B1：1：1。vrR/（RGB）0.333；vg0.333vb0.333。返回例四v一束光的波长是600

34、nm，光谱光视效率值V0.8，辐射功率是5W。为了合成和这束光相同效果的复色光，使用了742lm的R光，1962lm的G光和28lm的蓝光。求这束光的色度坐标。v解：（1）三刺激值为vR7421742，vG19624.59427.45vB280.06466.67返回v（2）色度坐标vrR/（RGB）v742/（742427.45466.67）v742/1636.120.453vgG/（RGB）427.45/1636.12v0.261vbB/（RGB）0.285。返回 彩色特性：彩色特性：明度明度、色调色调、饱和度饱和度。明度：人眼对物体的明暗感觉。发明度：人眼对物体的明暗感觉。发光物体的亮度越

35、高，则明度越高；非发光物体的亮度越高，则明度越高；非发光物体反射比越高，明度越高。光物体反射比越高，明度越高。色调：彩色彼此相互区分的特性。色调：彩色彼此相互区分的特性。不同波长的单色光具有不同的色调。不同波长的单色光具有不同的色调。发发光物体的色调决定于它的光辐射的光谱光物体的色调决定于它的光辐射的光谱组成。非发光物体的色调决定于照明光组成。非发光物体的色调决定于照明光源的光谱组成和物体本身的光谱反射源的光谱组成和物体本身的光谱反射(透射透射)的特性。的特性。饱和度：是指彩色的纯洁性。可见饱和度：是指彩色的纯洁性。可见光谱中的各种单色光是最饱和的彩色。光谱中的各种单色光是最饱和的彩色。物体色

36、的饱和度决定于物体反射物体色的饱和度决定于物体反射(透射透射)特性。如果物体反射光的光谱带很窄，特性。如果物体反射光的光谱带很窄，它的饱和度就高。它的饱和度就高。颜色立体颜色立体CIE 1931 xy系统色品图系统色品图:(X)(X)为红原色；为红原色；(Y)(Y)为绿原色；为绿原色；(Z)(Z)为蓝为蓝原色。它们都落在光原色。它们都落在光谱轨迹的外面，在光谱轨迹的外面，在光谱轨迹外面的所有颜谱轨迹外面的所有颜色都是物理上不能实色都是物理上不能实现的。光谱轨迹曲线现的。光谱轨迹曲线以及连接光谱两端点以及连接光谱两端点的直线所构成的马蹄的直线所构成的马蹄形内包括了一切物理形内包括了一切物理上能实

37、现的颜色。上能实现的颜色。CIE 1931 x y CIE 1931 x y 色品图上光谱轨迹的特点：色品图上光谱轨迹的特点：靠近波长末端靠近波长末端700700770nm770nm的光谱波段具有一个恒定的色品值，的光谱波段具有一个恒定的色品值，都是都是x x0.73470.7347，y y0.26530.2653，z z0 0，所以在色品图上只由一个点来代表。所以在色品图上只由一个点来代表。光谱轨迹光谱轨迹540540700nm700nm这这一段是一条与一段是一条与XYXY边基本重合的直线。边基本重合的直线。在这段光谱范围内的任何光谱色都在这段光谱范围内的任何光谱色都可通过可通过540nm5

38、40nm和和700nm700nm二种波长的光二种波长的光以一定比例相加混合产生。以一定比例相加混合产生。光谱轨迹光谱轨迹380380540nm540nm一段是曲线，在一段是曲线，在此范围内的一对光谱色此范围内的一对光谱色的混合不能产生二者之的混合不能产生二者之间位于光谱轨迹上的颜间位于光谱轨迹上的颜色，而只能产生光谱轨色，而只能产生光谱轨迹所包围面积内的混合迹所包围面积内的混合色。光谱轨迹上的颜色色。光谱轨迹上的颜色饱和度最高。饱和度最高。连接色度点连接色度点400nm400nm和和700nm700nm的直线称为紫的直线称为紫红轨迹。因为将红轨迹。因为将400nm400nm的蓝色刺激与的蓝色刺

39、激与700nm700nm的的红色刺激混合后会产红色刺激混合后会产生紫色。生紫色。y y0 0的直线的直线(XZ)(XZ)与亮度没有关系，即与亮度没有关系，即无亮度线。无亮度线。色温和相关色温色温和相关色温黑体（或普朗克辐射体）黑体（或普朗克辐射体）在任何温度下将落在任何温度下将落到它表面上的任何波长到它表面上的任何波长的辐射全部吸收，也就的辐射全部吸收，也就是它的光谱吸收比恒等是它的光谱吸收比恒等于于1 1的物体。黑体的辐射的物体。黑体的辐射特性由普朗克公式来描特性由普朗克公式来描述述351,)1(),(2mWeCTMTCe式中式中M Me e，为光谱辐射出度。为光谱辐射出度。黑体辐射的相对光

40、谱黑体辐射的相对光谱功率分布曲线功率分布曲线 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。v三条直线在RGB系统中的直线方程：vXZ直线为无亮度线。即：v 1.0000r+4.5907g+0.0601b=0v又由：r+g+b=1,v代入上式得：v 0.9399r+4.5306g+0.0601=0vXY直线为：r+0.99g-1=0vYZ直线为：1.45r+0.55g+1=0X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是：X：r=1.2750，g=-0.2778，b=0.0028Y：r=-1.7392，g=2.7671，b=-0.0279Z：

41、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。v由此得到RGB系统和XYZ系统三刺激值的转换关系为vX=2.7689R+1.7517G+1.1302BvY=1.0000R+4.9507G+0.0601BvZ=0.0000R+0.0565G+5.5943Bv色品坐标r(),g(),b()与x()y()z()转换关系为）(20063.1(13240.1(66697.0(9900.0(0100.0(0000.0(20063.1(13240.1(66697.0(01063.0(

42、81240.0(17697.0(20063.1(13240.1(66697.0(2000.0(3100.0(4900.0(bgrbgrzbgrbgrybgrbgrx波长光源CS()样品()CIE标准观察者40063.300.3570.01430.00040.06790.02530.320.001.53 2098.100.4430.13440.00400.64560.39245.840.1728.06 40121.50.5470.34830.02301.74712.794523.151.53116.11 70076.300.1170.01140.00410.00000.31280.100.040

43、.00 532.62532.62115.79115.79140.07140.07352.56352.56p 物体色三刺激值计算举例：第一步：将所需数据和乘积数据列表如下)()()(xS)()()(yS)()()(zS)(x)(y)(z)()(yS物体色度计算返回28.6656.352188.0)()()(33.2607.140188.0)()()(78.2179.115188.0)()()(zSkZySkYxSkX188.062.532100)()(100ySk第三步：计算三刺激值第二步：计算调整系数物体色度计算返回第四步：计算色品坐标 1 z y x 5794.0Z)Y(X/Z z 2302.0Z)Y(X/Y y 1904.0Z)Y(X/X x 39.11428.6666.2826.3321.7866.2839.11433.2666.2826.3321.7826.3339.11478.2166.2826.3321.7821.78物体色度计算返回dzSkZdySkYdxSkX)()()()()()(780380780380780380p 光源三刺激值的计算，应去掉公式中的()光源色度计算返回