颜基础知识——CIE1931度坐标图
篇一：CIE 1931 度图
从小到大，我们对彩都要接触到三基、三原的概念，由此可以看出，彩是一个三维函数，所以应该由三维空间表示。如图1就是传统度学著作常用来表示颜的纺锤体，图2是按人对颜分辨能力构造的三维彩立体。由于人类思维能力和表现能力的限制，三维的坐标系在实际应用中都暴露出了很大的局限性。
显示器的显示采用的是光加法，光三原是红、绿、蓝三种光。国际标准照明委员会（CIE）1931年规定这三种光的波长是：
红光（R）：700nm
绿光（G）：546.1nm
蓝光（B）：435.8nm
自然界中各种原都能由这三种原光按一定比例混合而成。
在以上定义的基础上，人们定义这样的一组公式：
r=R/（R+G+B）
g=G/（R+G+B）
b=B/（R+G+B）
由于r+g+b=1, 所以只用给出 r和 g的值, 就能惟一地确定一种颜。这样就可将光谱中的所有颜表示在一个二维的平面内。由此便建立了1931 CIE-RGB表系统 但是，在上面的表示方法中，r和g值会出现负数。由于实际上不存在负的光强，而且这种计算极不方便，不易理解，人们希望出另外一组原，用于代替CIE-RGB系统，因此，在1931年CIE组织建立了三种假想的标准原X（红）、Y（绿）、Z（蓝），以便使我们能够得到的颜匹配函数的三值都是正值，而x、y、z的表达方式仍类似上面的那组公式。由此衍生出的便是1931 CIE-XYZ系统（如图4），这个系统是度学的实际应用工具，几
乎关于颜的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点，因而是颜视觉研究的有力工具。
是一些典型设备在1931 CIE-XYZ系统中所能表现的彩范围（域）。其中，三角形框是显示器的彩范围，灰的多边形是彩打印机的表现范围。
从域图上可以看到，沿着x轴正方向红越来越纯，绿则沿y轴正方向变得更纯，最纯的蓝位于靠近坐标原点的位置。所以，当显示器显示纯红时，颜值中的x值最大；类似地，显示绿时y值最大；根据系统的定义，在显示蓝时则是1-x-y的结果最大。 值得一提的是，x、y值是小数，应该表示为0.XXX的形式，但是，为了表达方便和节约空间，我们的文章中会省略掉“0.”，而使x、y值看起来像一组三位数。
CIE
自锁角度 CIE（国际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de L’Eclairage（法）
或International Commission on Illumination（英）。这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量彩的技术标准。可回溯到1930年，CIE
标准一直沿用到数字视频时代，其中包括白光标准（D65）和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜。
CIE的总部位于奥地利维也纳。
颜系统
术和颜标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜的理论被普遍接受。
RGB模型采用物理三基，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜模型。每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。
1）简介
为了从基出发定义一种与设备无关的颜模型，1931年9月国际照明委员会在英国的剑桥市召开了具有历史意义的大会。CIE的颜科学家们企图在RGB模型基础上，用数学的方法从真实的基推导出理论的三基，创建一个新的颜系统，使颜料、染料和印刷等工业能够明确指定产品的颜。会议所取得的主要成果包含：
定义了标准观察者(Standard Observer)标准：普通人眼对颜的响应。该标准采用想象的X,?Y和Z三种基，用颜匹配函数
(color-matching function)表示。颜匹配实验使用2°的视野(field of view)；
定义了? 标准光源(Standard Illuminants)：用于比较颜的光源规范；
定义了CIE XYZ基系统：与RGB相关的想象的基系统，但更适用于颜的计算；?
定义了CIE xyY颜空间：一个由XYZ导出的颜空间，它把与颜属性相关的x和y从与? 明度属性相关的亮度Y中分离开；
定义了CIE度图(CIE chromaticity diagram)：容易看到颜之间关系的一种图。?
其后，国际照明委员会的专家们对该系统做了许多改进，包括1964年根据10°视野的实验数据，添加了补充标准观察者(Supplementary
Standard Observer)的定义。
1976年国际照明委员会又召开了一次具有历史意义的会议，试图解决1931的CIE系统中所存在两个问题：
1. 该规范使用明度和度不容易解释物理刺激和颜感知响应之间的关系；
2. XYZ系统和在它的度图上表示的两种颜之间的距离与颜观察者感知的变化不一致，这个问题叫做感知均匀性(perceptual uniformity)问题，也就是颜之间数字上的差别与视觉感知不一致。
为了解决颜空间的感知一致性问题，专家们对CIE 1931 XYZ系统进行了非线性变换，制定了CIE 1976 L*a*b*颜空间的规范。事实上，1976年CIE规定了两种颜空间，一种是用于自照明的颜空间，叫做CIELUV，另一种是用于非自照明的颜空间，叫做CIE 1976 L*a*b*，或者叫CIELAB。电缆架空支架
这两个颜空间与颜的感知更均匀，并且给了人们评估两种颜近似程度的一种方法，允许使用数字量ΔE表示两种颜之差。
CIE XYZ是国际照明委员会在1931年开发并在1964修订的CIE颜系统(CIE Color Syste
m)，该系统是其他颜系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜作为三种基，而所有其他颜都从这三种颜中导出。通过相加混或者相减混，任何调都可以使用不同量的基产生。虽然大多数人可能一辈子都不直接使用这个系统，只有颜科学家或者某些计算机程序中使用，但了解它对开发新的颜系统、编写或者使用与颜相关的应用程序都是有用的。
2）CIE 1931 RGB
按照三基原理，颜实际上也是物理量，人们对物理量就可以进行计算和度量。根据这个原理就产生了用红、绿和蓝单光谱基匹配所有可见颜的想法，并且做了许多实验。1931年国际照明委员会综合了不同实验者的实验结果，得到了RGB颜匹配函数(color matching functions)，其横坐标表示光谱波长，纵坐标表示用以匹配光谱各所需要三基刺激值，这些值是以等能量白光为标准的系数，是观察者实验结果的平均值。为了匹配在438.1 nm和546.1 nm之间的光谱，出现了负值，这就意味匹配这段里的光谱时，混合颜需要使用补才能匹配。虽然使用正值提供的域还是比较宽的，但像用RGB相加混原理的CRT虽然可以显示大多数颜，但不能显示所有的颜。
3）CIE 1931 XYZ
CIE 1931 RGB使用红、绿和蓝三基系统匹配某些可见光谱颜时，需要使用基的负值，而且使用也不方便。由于任何一种基系统都可以从一种系统转换到另一种系统，因此人们可以选择想要的任何一种基系统，以避免出现负值，而且使用也方便。1931年国际照明委员会采用了一种新的颜系统，叫做CIE XYZ系统。这个系统采用想象的X，Y和Z三种基，它们与可见颜不相应。CIE选择的X，Y和Z基具有如下性质：
所有的X，Y和Z值都是正的，匹配光谱颜时不需要一种负值的基；? 用Y值表示人眼对亮度(luminance)的响应；?
如同RGB模型，X，Y和Z是相加基。因此，每一种颜都可以表示成X，Y和Z的混合。?
根据视觉的数学模型和颜匹配实验结果，国际照明委员会制定了一个称为 “1931 CIE 标准观察者”的规范，实际上是用三条曲线表示的一套颜匹配函数，因此许多文献中也称为“CIE 1931标准匹配函数”。在颜匹配实验中，规定观察者的视野角度为2度，因此也称标准观察者的三基刺激值(tristimulus values)曲线。
CIE 1931标准匹配函数中的横坐标表示可见光谱的波长，纵坐标表示基X，Y和Z的相对值。三条曲线表示X，Y和Z三基刺激值如何组合
篇二：CIE 1931度图
CIE
开放分类： 颜、国际组织
CIE（国 际发光照明委员会）：原文为Commission Internationale de
L’Eclairage（法）或International Commission on Illumination（英）。
自动化测试脚本 这个委员会创建的目的是要建立一套界定和测量彩的技术标准。可回溯
到1930年，CIE标准一直沿用到数字视频时代， 其中包括白光标准（D65）
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和阴极射线管（CRT）内表面红、绿、蓝三种磷光理论上的理想颜。
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CIE的总部位于奥地利维也纳。
CIE颜系统 颜是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等
多种学科。颜是人的大脑对物体的一种主观感觉，用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。现在已经有很多有关颜的理论、测量技术和颜标准，但是到目前为止，似乎还没有一种人类感知颜的理论被普遍接受。
干电池手机 RGB模型采用物理三基，其物理意义很清楚，但它是一种与设备相关的颜模型。每一种设备(包括人眼和现在使用的扫描仪、监视器和打印机等)使用RGB模型时都有不太相同的定义，尽管各自都工作很圆满，而且很直观，但不能相互通用。
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