1931年國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)為了到達(dá)顏色視覺(jué)的定量描述和度量的目的根據(jù)三原色光的匹配試驗(yàn),建立了CIE的兩種系統(tǒng)CIE1931RBG和CIE1931XYZ。這樣就開(kāi)始了用數(shù)字表示顏色之路,色差儀器就是在這個(gè)基礎(chǔ)行研發(fā)出來(lái),同時(shí)研發(fā)出一些物理儀器代替人眼測(cè)量顏色。此后為了更好的研發(fā)色差儀的研發(fā)和推行,改善色差計(jì)算和視覺(jué)差異的一致性問(wèn)題,有對(duì)CIE XYZ系統(tǒng)進(jìn)行了大量均勻化方面的研究,最終在1976年建立CIE1976LAB均勻顏色空間,并一直沿用至今。今天色差儀大多數(shù)依據(jù)使用的CIE1976LAB系統(tǒng)作為顏色檢測(cè)色度空間,在均勻顏色度量空間中,色差描述(或稱(chēng)色差計(jì)算)與視覺(jué)感知更接近。采用CIE色度系統(tǒng)度量的顏色是心理物理量,尚不能完全反映人們的色知覺(jué),但是現(xiàn)代色度學(xué)已初步解決了對(duì)顏色作定量,描述和測(cè)量的問(wèn)題。
CIE色度空間的應(yīng)用
①CIE RGB空間
CIE RGB光譜三刺激值是317為正常視覺(jué)者,一般用在圖像處理方面如掃描儀、打印機(jī)等等,用CIE規(guī)定紅、綠、藍(lán)三原光,對(duì)等能光譜色從380nm到780nm所進(jìn)行的專(zhuān)門(mén)性顏色混合匹配試驗(yàn)得到的。實(shí)驗(yàn)時(shí),匹配光譜每一波長(zhǎng)為的等能光譜色所對(duì)應(yīng)的紅、綠、藍(lán)三原色數(shù)量,稱(chēng)為光譜三次激值,記為`r(λ)、`g(λ)、`b(λ)。
因此,匹配波長(zhǎng)為1的等能光譜色C(λ)的顏色方程記為:
C(λ)=`r(λ)(R)+g(λ)(G)+`b(λ)(B)
②XYZ空間
所謂1931CIE XYZ系統(tǒng)就是我們色差儀使用最多的色度系統(tǒng),它是在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,用數(shù)字方法,選用三個(gè)理想的原色來(lái)代替實(shí)際的三原色,從而將CIE RGB系統(tǒng)中的光譜三刺激值`r`g`b和色度坐標(biāo)r,g,b均變?yōu)檎?。選擇三個(gè)理想的原色(三刺激值)X、Y、Z,X代表紅原色,Y代表綠原色,Z代表藍(lán)原色,這三個(gè)原色不是物理上的真實(shí)色,而是虛構(gòu)的假想色。
經(jīng)數(shù)學(xué)變換,兩組顏色空間的三次激值有以下關(guān)系:
X=0.490R+0.310G+0.200B
Y=0.177R+0.812G+0.011B
Z=0.010G+0.990B
兩組顏色空間色度坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
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,只要知道某一顏色的色度坐標(biāo)r、g、b,既可以取出它們?cè)谛略O(shè)想的三原色XYZ顏色空間的色度坐標(biāo)x、y、z。CIE XYZ光譜三刺激值是有CIE RGB光譜三刺激值經(jīng)過(guò)上式光譜色度坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換得到的,記為`X(λ)、`y(λ)、`z(λ)。CIE RGB光譜三刺激值`r(λ)、`g(λ)、`b(λ)雖然通過(guò)上面公式能間接反映等能光譜色色光的相對(duì)亮度,然而很不直觀。