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色差仪的CIE标准色度系统

点击:         发布日期:2015-11-17
1931年国际照明委员会(CIE)为了到达颜色视觉的定量描述和度量的目的根据三原色光的匹配试验,建立了CIE的两种系统CIE1931RBG和CIE1931XYZ。这样就开始了用数字表示颜色之路,色差仪器就是在这个基础行研发出来,同时研发出一些物理仪器代替人眼测量颜色。此后为了更好

1931年国际照明委员会(CIE)为了到达颜色视觉的定量描述和度量的目的根据三原色光的匹配试验,建立了CIE的两种系统CIE1931RBG和CIE1931XYZ。这样就开始了用数字表示颜色之路,色差仪器就是在这个基础行研发出来,同时研发出一些物理仪器代替人眼测量颜色。此后为了更好的研发色差仪的研发和推行,改善色差计算和视觉差异的一致性问题,有对CIE XYZ系统进行了大量均匀化方面的研究,最终在1976年建立CIE1976LAB均匀颜色空间,并一直沿用至今。今天色差仪大多数依据使用的CIE1976LAB系统作为颜色检测色度空间,在均匀颜色度量空间中,色差描述(或称色差计算)与视觉感知更接近。采用CIE色度系统度量的颜色是心理物理量,尚不能完全反映人们的色知觉,但是现代色度学已初步解决了对颜色作定量,描述和测量的问题。

CIE色度空间的应用

①CIE RGB空间

CIE RGB光谱三刺激值是317为正常视觉者,一般用在图像处理方面如扫描仪、打印机等等,用CIE规定红、绿、蓝三原光,对等能光谱色从380nm到780nm所进行的专门性颜色混合匹配试验得到的。实验时,匹配光谱每一波长为的等能光谱色所对应的红、绿、蓝三原色数量,称为光谱三次激值,记为`r(λ)、`g(λ)、`b(λ)。

因此,匹配波长为1的等能光谱色C(λ)的颜色方程记为:

C(λ)=`r(λ)(R)+g(λ)(G)+`b(λ)(B)

②XYZ空间

所谓1931CIE XYZ系统就是我们色差仪使用最多的色度系统,它是在RGB系统的基础上,用数字方法,选用三个理想的原色来代替实际的三原色,从而将CIE RGB系统中的光谱三刺激值`r`g`b和色度坐标r,g,b均变为正值。选择三个理想的原色(三刺激值)X、Y、Z,X代表红原色,Y代表绿原色,Z代表蓝原色,这三个原色不是物理上的真实色,而是虚构的假想色。

经数学变换,两组颜色空间的三次激值有以下关系:

X=0.490R+0.310G+0.200B

Y=0.177R+0.812G+0.011B

Z=0.010G+0.990B

两组颜色空间色度坐标的相互转换关系为:

X=(0.490r+0.310g+0.200b)/(0.667r+1.132g+1.200b)

y=(0.177r+0.812g+0.010b)/(0.667r+1.132g+1.200b)

Z=(0.000r+0.010g+0.990b)/(0.667r+1.132g+1.200b)

所以,只要知道某一颜色的色度坐标r、g、b,既可以取出它们在新设想的三原色XYZ颜色空间的色度坐标x、y、z。CIE XYZ光谱三刺激值是有CIE RGB光谱三刺激值经过上式光谱色度坐标之间的转换得到的,记为`X(λ)、`y(λ)、`z(λ)。CIE RGB光谱三刺激值`r(λ)、`g(λ)、`b(λ)虽然通过上面公式能间接反映等能光谱色色光的相对亮度,然而很不直观。

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