请问什么是CIE 1931RGB 真实三原色表色系统?
分析:
1、颜色匹配实验
把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配,颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。
图颜色匹配实验
图中左方是一块白色屏幕,上方为红R、绿G、蓝B三原色光,下方为待配色光C,三原色光照射白屏幕的上半部,待配色光照射白屏幕的下半部,白屏幕上下两部分用一黑挡屏隔开,由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。人眼看到的视场如图右下方所示,视场范围在2°左右,被分成两部分。图右上方还有一束光,照射在小孔周围的背景白版上,使视场周围有一圈色光做为背景。在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混合形成,当视场中的两部分色光相同时,视场中的分界线消失,两部分合为同一视场,此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同,可用颜色方程表示:
C≡R(R)+G(G)+B(B)
式中C表示待配色光;(R)、(G)、(B)代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量;R、G、B分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量,称为三刺激值;“≡”表示视觉上相等,即颜色匹配。
在匹配实验中,如果被匹配的颜色很饱和,那么用红、绿、蓝三原色可能实现不了匹配,这时就需要把少量的三原色之一加到被匹配的颜色上,并与余下的两种原色相匹配。例如,对光谱的黄单光就不能用三原色的混合获得满意的匹配。这时,只用红和绿两原色相混合,而把少量的蓝原色加到黄光谱色一侧。这一颜色匹配关系仍可用方程:
C﹢B(B)≡R(R)﹢G(G)
表达。这一方程在色度学中可写成:
C≡R(R)﹢G(G)﹣B(B)
在上述可能具有负值的方程表示的颜色匹配条件下,所有的颜色,包括白黑系列的各种灰色,各种色调和饱和度的颜色都能由红、绿、蓝三原色按不同的比例相加混合产生。
2、三原色的单位量 国际照明委员会(CIE)规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm,在颜色匹配实验中,当这三原色光的相对亮度比例为1.0000:4.5907:0.0601时就能匹配出等能白光,所以CIE选取这一比例作为红、绿、蓝三原色的单位量,即(R):(G):(B)=1:1:1。尽管这时三原色的亮度值并不等,但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待,所以色光加色法中红、绿、蓝三原色光等比例混合结果为白光,即(R)+(G)+(B)
≡(W)。
3、CIE-RGB光谱三刺激值
CIE-RGB光谱三刺激值是317位正常视觉者,用CIE规定的红、绿、蓝三原色光,对等能光谱色从380nm到780nm 所进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。实验时,匹配光谱每一波长的等能光谱色所对应的红、绿、蓝三原色数量,称为光谱三刺激值,记为r?、g?、,它是CIE在对等能光谱色进行匹配时用来表示红、绿、蓝三原色的专用符号。(或把为了匹配某一特定颜色所需的三原色数量叫做三刺激值)
b?
图1931 CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺激值曲线
图1931 CIE-RGB 系统色度图
图为根据1931 CIE-RGB系统标准观察者光谱三刺激值所绘制的色度图。光谱三刺激值与光谱色的色度坐标的关系式为:
r?rr?g?b,g?gr?g?b,b?br?g?b (3-1)
其中r﹢g﹢b﹦1。
图CIE 1931 标准观察者光谱三刺激值曲线
在色度图中偏马蹄形曲线是光谱轨迹,应注意光谱轨迹很大一部分的r坐标都是负值。1931 CIE-RGB系统的r,g,b光谱三刺激值是从实验得到的。本来可以用色度学计算来标定颜色,但是由于用来标定光谱色的原色出现负值,计算起来极不方便,又不易理解。因此1931年 CIE-XYZ系统利用三种设想的或想象的原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝),以便使得到的颜色匹配函数在所有的波长时都是正值。1931年CIE综合了几项实验研究的结果,确定了匹配等能光谱各种颜色所需的XYZ三原色刺激值,并将它命名为CIE 1931标准观察者光谱三刺激值。如图所示,图的x,y,z曲线分别代表匹配各波长等能光谱刺激所需的红、绿、
y,z蓝三原色的量,要想得到某一波长的光谱颜色只要按x,x、y、z和X、Y、Z分别代替r、g、b和r,
g,b数量的红、绿、蓝设想原色相加
即可。例如,为了产生波长为475纳米的颜色,需要大量的z,再加上少量的x和y。如果
则公式(3-1)仍可保持。