色度學(xué)系統(tǒng)總結(jié)VIP

1、1931 CIE-RGB系統(tǒng)配色實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：調(diào)節(jié)三基色光的光通量使白板左、右部分的彩色光完全相同，記錄三色光的比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：配成等能E白光所需紅、綠、藍(lán)三基色的光通量比為14.59070.0601, 可表示為： ?？偣馔繛?+4.4907+0.0601=5.6508 lw。CIE規(guī)定紅基色單位量的光通量為1 lw， 綠基色光和藍(lán)基色光單位量的光通量分別為4.5907 lw和0.0601 lw。則上式可表示為：配色方程：其中，r,g,b稱為相對色系數(shù)，也稱色度坐標(biāo)。分布色系數(shù)與混色曲線：輻射功率為1W、波長為的單色光的三色系數(shù)對于任意功率譜p(),其三色系數(shù)可通過分布色系數(shù)求得、混色曲線（

2、也稱光譜系數(shù)曲線），是按“標(biāo)準(zhǔn)觀察者”測定的分布色系數(shù)繪出的一組曲線。1931 CIE-XYZ系統(tǒng)解決問題：RGB三色系統(tǒng)計(jì)算有負(fù)數(shù)，假象XYZ三基色。設(shè)定基色標(biāo)準(zhǔn)：分布色系數(shù)均為正X=Y=Z時(shí)表示等能白光合成彩光的亮度僅有Y分布色系數(shù)決定，且1Y=1lm，X、Z項(xiàng)不提供亮度， X、Z必然在零光通量的軌跡上（零亮度線上），又因?yàn)閄Y連線方程：（過700nm、640nm的直線延長線）YZ連線方程：（舌形曲線左側(cè)一條直線，CIE規(guī)定：略離開504nm點(diǎn)的切線的平行線最終得到XYZ系統(tǒng)三基色坐標(biāo)值基色單位量X、Y、Z與R、G、B的關(guān)系色系數(shù)X、Y、Z與R、G、B的關(guān)系X = 2.7689R + 1.

3、7518G + 1.1302BY = 1.0000R + 4.5907G + 0.0601BZ = 0.0000R + 0.0565G + 5.5943B分布色系數(shù)x、y、z與r、g、b的關(guān)系三色混光計(jì)算已知光源色坐標(biāo)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標(biāo)和亮度已知待配色光的色度坐標(biāo)x、y和Y，和已知三原色的色度坐標(biāo)，則可以求出配色亮。則若已知RGB三色LED的色度坐標(biāo)和待混光色度坐標(biāo)，求配比待混色光的RGB三色LED亮度。有一下關(guān)系式： STYLEREF 1 s 2 SEQ 公式 * ARABIC s 1 5YR、YG、YB是待求的RGB三色混光時(shí)的

4、亮度。X0、Y0、Z0是待混光的三刺激值。其中三刺激值與色坐標(biāo)存在以下關(guān)系： 2-8其中Y0即為待混光的亮度，是已知量。x0、y0為待混光的色度坐標(biāo)為已知量。將（2-8）式帶入（2-7）式得1931 CIE-xyY系統(tǒng)：加入Y表示亮度因數(shù)Y到底表示亮度因數(shù)還是亮度？那如果表示亮度因數(shù)，針對光源，如何表示亮度因數(shù)為100？光反射率= 物體表面的亮度 / 入射光源的亮度=Y / Y0所以亮度因數(shù) Y=100CIE 1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值：適用于大面積視場觀察條件（4）均勻色度空間CIE 1960 均勻色度標(biāo)尺圖：原有色坐標(biāo)圖中不同色坐標(biāo)對應(yīng)的顏色寬容度不同，即相同橢圓內(nèi)的顏色密度不

5、同，藍(lán)色部分寬容度最小，綠色部分寬容度最大。因此建立新的色度系統(tǒng)，每個(gè)顏色的款容量都近似圓形，且大小一致。u=，v=。 或者u=，v=。均勻明度尺明度不同于亮度，對于光源的色差，也要考慮明度么？因?yàn)轵?qū)動光源的電流不同，亮度會變化，因而依照色差計(jì)算公式，色差必然會存在而且很大。 CIE 1964 的明度描述如下： 實(shí)驗(yàn)中，將明度從0至10分為10等分，結(jié)果得11個(gè)值。明度：從觀察者直覺上將從黑到白的明度標(biāo)尺均勻等距地分成許多等級，此等級成為明度值V/W(W為CIE1964色差公式中的明度值)亮度因數(shù)Y，在規(guī)定的光照條件下，給定的方向上，物體表面的亮度與同一光照下完全反射漫射體的亮度之比。 色度學(xué)

6、湯順清圖1.54 CIE 1964的三刺激值圖1.55 非均勻空間的色品分辨力 （橢圓放大了10倍）2） 均勻色品尺要使色品圖均勻，則此圖應(yīng)是三維曲面的具有黎曼幾何形式，而不是歐氏幾何空間，故只能取近似均勻色品尺。1960年，CIE制定了新色品圖坐標(biāo)u、v，以后得到繼續(xù)確認(rèn)。 3） 均勻顏色坐標(biāo)的允許誤差uv坐標(biāo)的色品示于圖1.56中，其中也示出了允許的色品誤差，可見此允許的色品誤差比圖1.55的均勻得多。圖1.56 均勻空間的分辨力CIE均勻色度空間CIE 1964 LUV均勻色度空間公式主要用于如電視工業(yè)等加混色的表示和評價(jià)。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標(biāo)色差EW*2+U*2+V*21/2E=1時(shí)，稱一個(gè)NBS色差單位，相當(dāng)于最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下人眼能知覺的可覺察差的5倍。在CIE的xy色品圖中心，一個(gè)NBS色差單位相當(dāng)于0.00150.0025x或y的色品坐標(biāo)變化。不同產(chǎn)品的顏色差異允許范圍視具體情況而定。2） 1976年CIE的Luv色度空間這個(gè)是考慮進(jìn)入不同光源下的物體色，那如果考慮光源的色度計(jì)算時(shí)，用哪個(gè)均勻色度空間的標(biāo)準(zhǔn)呢？，CIE LUV色度空間即成為均勻色度空間加入亮度的因素，因?yàn)檎{(diào)光的時(shí)候亮度必然變化，那么顏色色差就不僅僅是色坐標(biāo)的差別了？。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顏色樣品三刺激值Yn完全漫反射體三刺激值u,vCIE 1976 UCS色品坐標(biāo)，見前un,vn完全漫反射體色品坐標(biāo)，un= vn=坐標(biāo)見圖1.57。圖1.57 CIE LUV空間圖色差如下：加權(quán)系數(shù)和的數(shù)值如下表所示：表1.512100.350.250.450.30此外，色差也可用色調(diào)角和彩度表示。色調(diào)角：彩度：飽和度： 色調(diào)差：色差：3） CIE 1976 Lab色度空間用于如表面色料工業(yè)等減混色的表示和評價(jià)的CEI1976La

9、b*顏色空間，取坐標(biāo)Lab，其中L亮度；a的正數(shù)代表紅色，負(fù)端代表綠色；b的正數(shù)代表黃色，負(fù)端代表蘭色（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)與y的關(guān)系示于圖1.58中，而色品（x，y），則見圖1.59。CIE 1976 Lab用明度、彩度和色調(diào)角表示如下：圖1.58L及f(x)與y的關(guān)系曲線 圖1.59 色品圖色溫相關(guān)色溫CCT計(jì)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)疑問：去RGB單位的時(shí)候，是R:G:B=1 lw: 4.5907 lw: