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色差仪的三原色单位量和三次激值

点击:         发布日期:2016-03-31
我们知道之所以色差仪可以实现颜色检测离不开三原色理论和三刺激值计算公式,正是因为有这两种色度学知识,色差仪才开始研发生产,三恩时色差仪也是如此。下面我们就色差仪的三原色单位量和三次激值计算展开讨论。三原色单位量CIE(国家照明委员会)规定红、绿、蓝三原

我们知道之所以色差仪可以实现颜色检测离不开三原色理论和三刺激值计算公式,正是因为有这两种色度学知识,色差仪才开始研发生产,三恩时色差仪也是如此。下面我们就色差仪的三原色单位量和三次激值计算展开讨论。

三原色单位量

CIE(国家照明委员会)规定红、绿、蓝三原色的波长分别为:700nm、546.1nm、435.8nm,在颜色匹配试验中,当我们将三原色光的比例弄成1.0000:4.5907:0.0601就可以得到等能的白光,所以CIE取这种比例的三原色为色差仪的单位量,即(R):(G):(B)=1:1:1。虽然这是三原色光的亮度并不相同,但是CIE确规定将其当做一个单位来看待,以色光加色法中红、绿、蓝三原色 光等比例混合结果为白光,即(R)+(G)+(B)=(W)。

CIE-RGB光谱三刺激值

现在使用的CIE-RGB是CIE根据317位视觉正常的观察者,用CIE规定的红、绿、蓝三原色光,对等能光谱色从380nm到780nm所进行专门性颜色匹配所得到的。在这个试验中,匹配光谱每一个波长为等能光谱对应的红、绿。蓝三原色数量,称为光谱三刺激值,记为`r(λ)、`g(λ)、`b(λ),它是CIE在对等光谱进行匹配时用来表示红、绿、蓝三原色的专用符号。因此,匹配波长为l的等能光谱色C(λ)的颜色方程为

C(λ)=`r(λ)(R)+`g(λ)(G)+`b(λ)(B)

在这个四种(R)、(G)、(B)为三原色的单位量,根据上面CIE规定我们知道这个比例量为1.0000、4.5907、0.0601;C(λ)在数值上表示等能光谱色的相对亮度,如图1所示,其中最大值为C(555)。且有 C(555)=1,即

C(555)=`r(555)(R)+`g(555)(G)+`b(555)(B)-1.000

图1 等能光谱色的相对亮度曲线(纵坐标为相对亮度)

表1  国际R.G.B坐标制(CIE1931年标准色度观察者)

 
l(毫微米)
光谱三刺激值 色度坐标
`r(λ) `g(λ) `b(λ) R(l) G(l) B(l)
380 0.00003 -0.00001 0.00117 0.0272 -0.0115 0.9843
385 0.00005 -0.00002 0.00189 0.0268 -0.0114 0.9846
390 0.00010 -0.00004 0.00359 0.0263 -0.0114 0.9851
395 0.00017 -0.00007 0.00647 0.0256 -0.0113 0.9857
400 0.00030 -0.00014 0.01214 0.0247 -0.0112 0.9865
405 0.00047 -0.00022 0.01969 0.0237 -0.0111 0.9874
410 0.00084 -0.00041 0.03707 0.0225 -0.0109 0.9884
415 0.00139 -0.00070 0.06637 0.0207 -0.0104 0.9897
420 0.00211 -0.00110 0.11541 0.0181 -0.0094 0.9913
425 0.00266 -0.00143 0.18575 0.0142 -0.0076 0.9934
430 0.00218 -0.00119 0.24769 0.0088 -0.0048 0.9960
435 0.00036 -0.00021 0.29012 0.0012 -0.0007 0.9995
440 -0.00261 0.00149 0.31228 -0.0084 0.0048 1.0036
445 -0.00673 0.00379 0.31860 -0.0213 0.0120 1.0093
450 -0.01213 0.00678 0.31670 -0.0390 0.0218 1.0172
455 -0.01874 0.01046 0.31166 -0.0618 0.0345 1.0273
460 -0.02608 0.01485 0.29821 -0.0909 0.0517 1.0392
465 -0.03324 0.01977 0.27295 -0.1281 0.0762 1.0519
470 -0.03933 0.02538 0.22991 -0.1821 0.1175 1.0646
475 -0.04471 0.03183 0.18592 -0.2584 0.1840 1.0744
480 -0.04939 0.03914 0.14494 -0.3667 0.2906 1.0761
485 -0.05364 0.04713 0.10968 -0.5200 0.4568 1.0632
490 -0.05814 0.05689 0.08257 -0.7150 0.6996 1.0154
495 -0.06414 0.06948 0.06246 -0.9459 1.0247 0.9212
500 -0.07173 0.08536 0.04776 -1.1685 1.3905 0.7780
505 -0.08120 0.10593 0.03688 -1.3182 1.7195 0.5987
510 -0.08901 0.12860 0.02698 -1.3371 1.9318 0.4053
515 -0.09356 0.15262 0.01842 -1.2076 1.9699 0.2377
520 -0.09264 0.17468 0.01221 -0.9830 1.8534 0.1296
525 -0.08473 0.19113 0.00830 -0.7386 1.6662 0.0724
530 -0.07101 0.20317 0.00549 -0.5159 1.4761 0.0398
535 -0.05136 0.21083 0.00320 -0.3304 1.3105 0.0199
540 -0.03152 0.21466 0.00146 -0.1707 1.1628 0.0079
545 -0.00613 0.21487 0.00023 -0.0293 1.0282 0.0011
550 0.02279 0.21178 -0.00058 0.0974 0.9051 -0.0025
555 0.05514 0.20588 -0.00105 0.2121 0.7919 -0.0040
560 0.09060 0.19702 -0.00130 0.3164 0.6881 -0.0045
565 0.12840 0.18522 -0.00138 0.4112 0.5932 -0.0044
570 0.16768 0.17807 -0.00135 0.4973 0.5067 -0.0040
575 0.20715 0.15429 -0.00123 0.5751 0.4283 -0.0034
580 0.24526 0.13610 -0.00108 0.6449 0.3579 -0.0028
585 0.27989 0.11686 -0.00093 0.7071 0.2952 -0.0023
590 0.30928 0.09754 -0.00079 0.7617 0.2402 -0.0019
595 0.33184 0.07909 -0.00063 0.8087 0.1928 -0.0015
600 0.34429 0.06246 -0.00049 0.8475 0.1537 -0.0012
605 0.34756 0.04776 -0.00038 0.8800 0.1209 -0.0009
610 0.33971 0.03557 -0.00030 0.9059 0.0949 -0.0008
615 0.32265 0.02583 -0.00022 0.9265 0.0741 -0.0006
620 0.29708 0.01828 -0.00015 0.9425 0.0580 -0.0005
625 0.26348 0.01253 -0.00011 0.9550 0.0454 -0.0004
630 0.22677 0.00833 -0.00008 0.9649 0.0354 -0.0003
635 0.19233 0.00537 -0.00005 0.9730 0.0272 -0.0002
640 0.15968 0.00334 -0.00003 0.9797 0.0205 -0.0002
645 0.12905 0.00199 -0.00002 0.9850 0.0152 -0.0002
650 0.10167 0.00116 -0.00001 0.9888 0.0113 -0.0001
655 0.07857 0.00066 -0.00001 0.9918 0.0083 -0.0001
660 0.05932 0.00037 0.00000 0.9940 0.0061 -0.0001
665 0.04366 0.00021 0.00000 0.9954 0.0047 -0.0001
670 0.03149 0.00011 0.00000 0.9966 0.0035 -0.0001
675 0.02294 0.00006 0.00000 0.9975 0.0025 0.0000
680 0.01687 0.00003 0.00000 0.9984 0.0016 0.0000
685 0.01187 0.00001 0.00000 0.9991 0.0009 0.0000
690 0.00819 0.00000 0.00000 0.9996 0.0004 0.0000
695 0.00572 0.00000 0.00000 0.9999 0.0001 0.0000
700 0.00410 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
705 0.00291 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
710 0.00210 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
715 0.00148 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
720 0.00105 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
725 0.00074 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
730 0.00052 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
735 0.00036 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
740 0.00025 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
745 0.00017 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
750 0.00012 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
755 0.00008 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
760 0.00006 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
765 0.00004 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
770 0.00003 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
775 0.00001 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000
780 0.00000 0.00000 0.00000 1.0000 0.0000 0.0000

图2  CIE-RGB光谱三刺激值
 

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