什么是色度学系统？色度学系统主要用色度坐标来描述光谱色以及光谱混合色的亮度、色调和饱和度，是进行颜色度量和评价的定量方法。为了统一颜色评定的标准，国际照明委员会CIE规定了用于颜色评定的标准色度学系统。本文对CIE标准色度学系统的类型做了介绍，对色度学知识感兴趣的朋友不妨了解一下！
CIE（国际照明委员会）色度学系统和孟塞尔颜色系统是经常被用于颜色定量测量的两个色度系统。一般来说，这两个系统的测量对象是有所不同的：前者即CIE（国际照明委员会）色度学系统于对光色的测量比较侧重，而孟塞尔颜色体系则更偏向于对物体表面色的测量。
世界上最早的颜色命名分类体系是孟塞尔颜色体系。它以色相、明度/彩度为主对物体颜色进行描述和分类。但是它不侧重颜色的定量描述，一般情况下该体系是运用比色卡或比色石对颜色进行评定，更倾向于主观评价，这就会导致缺少对颜色进行客观定量的描述。
现代色度学采用国际照明委员会（CIE）所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法，我们称其为CIE标准色度学系统，随着色度学的发展，已经形成了一套颜色测量的基本原理、色度参数的计算方法，并能把样品颜色的三刺激值等参数进行量化，且能形成色度图和颜色空间，对颜色进行准确的定量和定性的描述。CIE色度系统是以大量的心理、物理学实验为基础，为研究人眼的视觉规律而建立的，可以用数字表示颜色、用仪器度量颜色。色度学系统主要用色度坐标来描述光谱色以及光谱混合色的亮度、色调和饱和度，是进行颜色度量和评价的定量方法。
1.1931CIE—RGB系统
依据三原色原理，光谱中的各种颜色都可由红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色匹配产生出来。因此，任何一种颜色，都可以用不同比例的红、蓝、绿三原色来表示。1931 CIE—RGB系统的颜色方程式为：
在上式中，（C）表示一种特定的颜色。"=”表示匹配，即视觉上颜色相同。（R）、（G）、（B）表示红、绿、蓝三原色。r、g、b是每种原色的比例系数。由于三原色的总光亮必须与被表示的颜色相等，所以r、g、b的和必须等于1。
莱特（Wright）和吉尔德（Guild）在进行颜色匹配时分别选用了不同的三基色和标准白色，其所得结果难以直接比较。为了将二人的结果转换到同一坐标系统中，1931年CIE将二人的结果均转换到以R（红）700nm、G（绿）541.6nm、B（蓝）435.8nm为三基色和以等能量白（E）光源为标准的系统，最终定出了一套匹配等能光谱色的r、g、b的三色系数（也称三刺激值），正式成为1931CIE-RGB系统。
CIE-RGB系统从实验中得到三刺激值，可以用于颜色的标定以及色度的计算。但是，不管是三刺激值还是色度坐标都会出现负值，在进行颜色匹配时，需要把其中一个或两个基色加到未知的颜色那一边去才能匹配出来，这样不利于计算和使用。因此，在1931年CIE听取了贾德（Judd）的建议采用了能取消负值的CIE-XYZ系统。
2.1931CIE—XYZ系统
1931年CIE在RGB系统的基础上，用数学的方法从真实的基色推导出理论的三基色。为了避免CIE-RGB系统中三刺激值和色度坐标出现负值，从而采用了另外的三原色。CIE选用的三个虚构原色为X、Y、Z：X代表红原色；Y代表绿原色；Z代表蓝原色。X、Y、Z形成的虚线三角形包含了整个光谱轨迹，色度坐标用x、y、z表示，x+y+z=1。在XYZ系统中，CIE规定X和Y的亮度为0，这样XZ线便被称为无亮度线。无亮度线上各点只代表色度，不代表亮度，Y既代表色度同时也可以代表亮度函数。
在1931 CIE-XYZ系统中，用于匹配等能量光谱色的X、Y、Z三原色的量为“CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值”，也叫做“CIE1931标准色度观察者颜色匹配函数”。任何一种光谱色，只要我们确定出它的X、Y、Z三刺激值的比例时，就可以进一步用色度坐标在x、y色度图中明确定出它的颜色特性。色度坐标（x，y）随时有相应的三刺激值除以三个刺激值的和得出的，即：
因为x+y+z=1，所以三个数值中只要确定了两个，第三个数也就可以定出来，在色度图中以x和y来定出颜色的特性。
3.1931CIExy色度图
在1931 CIE色度图中（如下图所示），对颜色的定义使用x和y来进行的。x和y是色度坐标，x表示的是红原色在三原色中所占的比例，y表示的是绿原色在三原色中占的比例。整个色度图的图形呈马蹄形。根据x、y坐标可以确定出此种颜色的主波长和纯度，从而确定其色调和饱和度，再加上它的亮度值就可以完全确定一种颜色。
扫一扫添加微信