色度学系统总结

1、1931 CIE-RGB系统配色实验实验方法：调节三基色光的光通量使白板左、右部分的彩色光完全相同，记录三色光的比例。实验结果：配成等能E白光所需红、绿、蓝三基色的光通量比为14.59070.0601, 可表示为： 。总光通量为1+4.4907+0.0601=5.6508 lw。CIE规定红基色单位量的光通量为1 lw， 绿基色光和蓝基色光单位量的光通量分别为4.5907 lw和0.0601 lw。则上式可表示为：配色方程：其中，r,g,b称为相对色系数，也称色度坐标。分布色系数与混色曲线：辐射功率为1W、波长为的单色光的三色系数对于任意功率谱p(),其三色系数可通过分布色系数求得、混色曲线（

2、也称光谱系数曲线），是按“标准观察者”测定的分布色系数绘出的一组曲线。1931 CIE-XYZ系统解决问题：RGB三色系统计算有负数，假象XYZ三基色。设定基色标准：分布色系数均为正X=Y=Z时表示等能白光合成彩光的亮度仅有Y分布色系数决定，且1Y=1lm，X、Z项不提供亮度， X、Z必然在零光通量的轨迹上（零亮度线上），又因为XY连线方程：（过700nm、640nm的直线延长线）YZ连线方程：（舌形曲线左侧一条直线，CIE规定：略离开504nm点的切线的平行线最终得到XYZ系统三基色坐标值基色单位量X、Y、Z与R、G、B的关系色系数X、Y、Z与R、G、B的关系X = 2.7689R + 1.

3、7518G + 1.1302BY = 1.0000R + 4.5907G + 0.0601BZ = 0.0000R + 0.0565G + 5.5943B分布色系数x、y、z与r、g、b的关系三色混光计算已知光源色坐标xi、yi和亮度Yi;求混合成光源的三刺激值求光源三刺激值;求混合成光源的色坐标和亮度已知待配色光的色度坐标x、y和Y，和已知三原色的色度坐标，则可以求出配色亮。则若已知RGB三色LED的色度坐标和待混光色度坐标，求配比待混色光的RGB三色LED亮度。有一下关系式： STYLEREF 1 s 2 SEQ 公式 * ARABIC s 1 5YR、YG、YB是待求的RGB三色混光时的

4、亮度。X0、Y0、Z0是待混光的三刺激值。其中三刺激值与色坐标存在以下关系： 2-8其中Y0即为待混光的亮度，是已知量。x0、y0为待混光的色度坐标为已知量。将（2-8）式带入（2-7）式得1931 CIE-xyY系统：加入Y表示亮度因数Y到底表示亮度因数还是亮度？那如果表示亮度因数，针对光源，如何表示亮度因数为100？光反射率= 物体表面的亮度 / 入射光源的亮度=Y / Y0所以亮度因数 Y=100CIE 1964补充标准色度观察者光谱三刺激值：适用于大面积视场观察条件（4）均匀色度空间CIE 1960 均匀色度标尺图：原有色坐标图中不同色坐标对应的颜色宽容度不同，即相同椭圆内的颜色密度不

5、同，蓝色部分宽容度最小，绿色部分宽容度最大。因此建立新的色度系统，每个颜色的款容量都近似圆形，且大小一致。u=，v=。 或者u=，v=。均匀明度尺明度不同于亮度，对于光源的色差，也要考虑明度么？因为驱动光源的电流不同，亮度会变化，因而依照色差计算公式，色差必然会存在而且很大。 CIE 1964 的明度描述如下： 实验中，将明度从0至10分为10等分，结果得11个值。明度：从观察者直觉上将从黑到白的明度标尺均匀等距地分成许多等级，此等级成为明度值V/W(W为CIE1964色差公式中的明度值)亮度因数Y，在规定的光照条件下，给定的方向上，物体表面的亮度与同一光照下完全反射漫射体的亮度之比。 色度学

6、汤顺清图1.54 CIE 1964的三刺激值图1.55 非均匀空间的色品分辨力 （椭圆放大了10倍）2） 均匀色品尺要使色品图均匀，则此图应是三维曲面的具有黎曼几何形式，而不是欧氏几何空间，故只能取近似均匀色品尺。1960年，CIE制定了新色品图坐标u、v，以后得到继续确认。 3） 均匀颜色坐标的允许误差uv坐标的色品示于图1.56中，其中也示出了允许的色品误差，可见此允许的色品误差比图1.55的均匀得多。图1.56 均匀空间的分辨力CIE均匀色度空间CIE 1964 LUV均匀色度空间公式主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。W*=251/3-17 1100U*=13W*(u-u0)V*=

7、13W*(v-v0)式中u=，v=。 u0，v0是照明光源的色品坐标色差EW*2+U*2+V*21/2E=1时，称一个NBS色差单位，相当于最优实验条件下人眼能知觉的可觉察差的5倍。在CIE的xy色品图中心，一个NBS色差单位相当于0.00150.0025x或y的色品坐标变化。不同产品的颜色差异允许范围视具体情况而定。2） 1976年CIE的Luv色度空间这个是考虑进入不同光源下的物体色，那如果考虑光源的色度计算时，用哪个均匀色度空间的标准呢？，CIE LUV色度空间即成为均匀色度空间加入亮度的因素，因为调光的时候亮度必然变化，那么颜色色差就不仅仅是色坐标的差别了？。明度L*=116（Y/Yn

8、）13-16 Y/Yn0.008856L*=903.3（Y/Yn） （Y/Yn） 0.008856色品u*=13L*(u-un) v*=13L*(v-vn) 式中：Y颜色样品三刺激值Yn完全漫反射体三刺激值u,vCIE 1976 UCS色品坐标，见前un,vn完全漫反射体色品坐标，un= vn=坐标见图1.57。图1.57 CIE LUV空间图色差如下：加权系数和的数值如下表所示：表1.512100.350.250.450.30此外，色差也可用色调角和彩度表示。色调角：彩度：饱和度： 色调差：色差：3） CIE 1976 Lab色度空间用于如表面色料工业等减混色的表示和评价的CEI1976La

9、b*颜色空间，取坐标Lab，其中L亮度；a的正数代表红色，负端代表绿色；b的正数代表黄色，负端代表兰色（a,b），有L=116f(y)16a=500f( eq f (x,0.982) )f(y)b=200f(y)f( eq f (z,1.183) )式中：f(x)=7.787x+0.138, x0.008856照度L及f(x)与y的关系示于图1.58中，而色品（x，y），则见图1.59。CIE 1976 Lab用明度、彩度和色调角表示如下：图1.58L及f(x)与y的关系曲线 图1.59 色品图色温相关色温CCT计算公式McCamys formula：Correlated color temp

10、erature as an explicit function of chromaticity coordinates. Color Research&Application,1992,17(2):142CCT = 449n3 + 3525n2 + 6823.3n + 5520.33（ n = (x 0.3320) / (0.1858 y) ）McCamy claims that the formula can provide a maximum absolute error of less than 2 degrees Kelvin for color temperatures ranging from 2,856 to 6,500 K (corresponding to CIE illuminants A through D65)疑问：去RGB单位的时候，是R:G:B=1 lw: 4.5907 lw: