CIE色度图.doc

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500m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x0、y0和z0的三维空间第一象限锥体取一个截面 x+y+z1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。虽然色度图和三刺激值给出了描述颜色的标准精确方法，但是，它的应用还是比较复杂。在计算机图形学中，通常使用一些通俗易懂的颜色系统颜色模型，它们都基于三维颜色空间。 图例：三刺激值是引起人体视网膜对某种颜色感觉的三种原色的刺激程度之量的表示。根据杨-亥姆霍兹的三原色理论，色的感觉是由于三种原色光刺激的综合结果。在红、绿，蓝三原色系统中，红。绿、蓝的刺激量分别以R、G、B表示之。由于从实际光谱中选定的红、绿、蓝三原色光不可能调(匹)配出存在于自然界的所有色彩，所以，CIE于1931年从理论上假设了并不存在于自然界的三种原色，即理论三原色，以X，Y，Z表示，以期从理论上来调(匹)配一切色彩。形成了XYZ测色系统。X原色相当于饱和度比光谱红还要高的红紫，Y原色相当于饱和度比520毫微米的光谱绿还要高的绿，Z原色相当于饱和度比477毫微米的光谱蓝还要高的蓝。这三种理论原色的刺激量以X，Y，Z表示之，即所谓的三刺激值人眼为什么可以看见可见光而产生对颜色的感觉呢？原来，光辐射经过眼球后照射在视网膜上。视网膜上布满了大量极细的视神经细胞，视神经细胞分为杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞主要决定人眼对弱暗光的视觉反应，锥状细胞主要决定人眼对明亮光的视觉反应。这些细胞中都含有感光物质，当光线照到视网膜上时，感光物质发生化学变化，刺激神经细胞，再由神经传到大脑，产生视觉。视神经细胞对不同波长的感光灵敏度不同，绿光最高，而对蓝光和红光的灵敏度则低得多。图4为CIE推荐的人眼的相对光谱光视效率函数曲线，称为“明视觉光谱光视效率函数曲线V（），和暗视觉光谱光视效率V（）。人眼对颜色的感觉主要由锥体细胞起作用，而且锥体细胞只有当亮度大于几个cdm2以上时才起作用。根据三色学说及多年来的大量实验証明，人眼视网膜上含有三种不同类锥体细胞，分别含有三种不同的视色素，这三种不同光谱敏感性的视色素的光谱吸收峰值分别约在440450nm；560570nm;650-680nm处，分别称为亲蓝、亲绿、亲红视色素。外界光辐射进入人眼时被三种锥体细胞按它们各自的吸收特性吸收，细胞色素吸收光子后引起光化学反应，视色素被分解漂白，同时触发生物能，引起神经活动，将视觉信息通过双极细胞和神经节细胞传至神经中枢，引起颜色刺激。三刺激值与色品坐标（CIE1931）之间的关系x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)z=Z/(X+Y+Z)左边小写为色品坐标，右边大写为光谱色的三刺激值（即单色光的三刺激值与色品坐标的关系）将以上光谱色的三刺激值乘以光源的光谱功率函数，然后在可见光380780nm范围积分（还要乘一个常系数）可得到该光源发出的光