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中國儀器儀表學(xué)會優(yōu)秀產(chǎn)品獎
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顏色基礎(chǔ)知識——CIE 1931色度坐標(biāo)

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發(fā)表時間：2014-10-13 10:29

  • 1.   意義


       圖中的顏色，包括了自然所能得到的顏色。這是個二維平面空間圖，由x-y直角標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成的平面。為了適應(yīng)人們習(xí)慣于在平面坐標(biāo)系中討論變量關(guān)系，而設(shè)計出來的。在設(shè)計出該圖的過程中，經(jīng)過許多數(shù)學(xué)上的變換和演算。此圖的意義和作用，可以總結(jié)成兩句話：（1）表示顏色視覺的基本規(guī)律。（2）表示顏色混合與分解的一般規(guī)律。
    2.   坐標(biāo)系——x ，y直角坐標(biāo)系。
        x——表示與紅色有關(guān)的相對量值。
        y——表示與綠色有關(guān)的相對量值。
        z——表示與藍(lán)色有關(guān)的相對量值。并且z=1-(x+y)
    3.   形狀與外形輪廓線
       形狀——舌形，有時候也稱“舌形曲線”圖。由舌形外圍曲線和底部直線包圍起來的閉合區(qū)域。舌形外圍曲線——是全部可見光單色光顏色軌跡線，每一點代表某個波長單色光的顏色，波長從390nm到760nm。在曲線的旁邊。標(biāo)注了一些特征顏色點的對應(yīng)波長。例如圖中510nm——520nm——530nm等。   底部直線——連接390nm點到760nm點構(gòu)成的直線，此線稱為紫紅線。
    4.   色彩
       這是一個彩色圖，區(qū)域內(nèi)的色彩，包括了一切物理上能實現(xiàn)的顏色。很遺憾的是，很難得真正標(biāo)準(zhǔn)的這種資料，經(jīng)常由于轉(zhuǎn)印而失真。
    5.   應(yīng)用價值——顏色的定量表示
       用（x，y）的坐標(biāo)值來表示顏色。白色應(yīng)該包含在“顏色”這個概念范圍內(nèi)。
    6.   若干個特征點的意義
       （1）E點—等能白光點的坐標(biāo)點
    E點是以三種基色光，以相同的刺激光能量混合而成的。但三者的光通量并不相等。E點的CCT=5400K。
       （2）A點—CIE規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)白光光源的色度坐標(biāo)點   這是一種純鎢絲燈，色溫值CCT=2856。
       （3）B點—CIE規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)光源坐標(biāo)點   B點的CCT=4874K，代表直射日光。
       （4）C點—CIE確認(rèn)的一種標(biāo)準(zhǔn)日光光源坐標(biāo)點（晝光）   C點的CCT=6774K。
       （5）D點—有時候也標(biāo)為   D光源稱為典型日光，或重組日光;CCT=6500K。   
    7.   三條特殊線
       （1）黑體色溫軌跡線：在舌形曲線的中部，跨過白色區(qū)，有一條向下彎的曲線，這就是黑體色溫軌跡線。這條曲線表示黑體在不同溫度下發(fā)光顏色的變化軌跡。色溫的變化范圍從1000K到無窮大。但實際上常用的是1000K-1400K范圍。
       （2）單色光軌跡線：即色度坐標(biāo)圖中的舌形曲線，可見光的波長所對應(yīng)顏色的軌跡線。曲線上的任意一點，表示一種光的波長，及其表現(xiàn)的顏色。
       （3）紫紅線：連接舌形曲線兩端的直線。表示紅色和紫色混合后顏色的軌跡。稱為紫紅線
    8.   20個特定顏色區(qū)   
       在舌形曲線所包圍的區(qū)域內(nèi)，被分成20個顏色區(qū)域。在每個區(qū)域內(nèi)，被認(rèn)為顏色基本相同，每個顏色區(qū)都是一個平均主波長，或者補色主波長，而且還有相應(yīng)的英文名稱。它們的英文—中文名，對照如下：
       1. Red—紅色2. Pink—粉紅色3. Reddis Orange—橙紅色4.Yellishpink—粉黃色5.Orange—橙色6.Orange-Yellow—橙黃色7.Yellow—黃色8.reenish Yellow—黃綠色9.Yellow Green—綠黃色10.Yellowish Green—淡黃綠色11.Green—綠色12.Bluish Green—淡藍(lán)綠色13、Greenish Blue—淡綠藍(lán)色14.Blue—藍(lán)色15.Purplish Blue—淡紫藍(lán)色16. Purple Violet—紫羅蘭的紫色17.Reddish Purple—淡紅紫色18. Purplish Pink—淡紫粉紅色19. Purplish Red—紫紅20.中心區(qū)—白光區(qū)
    9.   光色的互補
       若兩種顏色的光，按一定比例混合后可得到白光，則這兩中色光稱之為互補。在色度坐標(biāo)圖中，凡是穿過白色區(qū)的直線，都可以找到一對互補的顏色光。當(dāng)然，穿過等能白光點E點的直線兩端，也能找到一組互補的顏色光。   在色度坐標(biāo)圖中，任意兩點的光色，連接兩點的直線，則這種光色混合的結(jié)果光色也總在這條直線上的某一點。假如該直線不穿過白色區(qū)，這兩點的光色不能稱為互補。
    10.   白光與其他顏色光的混合—主波長和補色主波長
       將白光和一種適當(dāng)?shù)墓庾V色混合，可配得所需要的任何顏色光。若所選擇的白光是E點等能白光。選擇任意一點C，連接CE并延長，交于單色軌跡線上的，則C’單色光的波長，稱為C點光的主波長。主波長λ代表線上各點光譜色的主色調(diào)。若選擇FEN三角形內(nèi)的A點，連接EA，但不能向A的方向延長，而應(yīng)將線向左上方延長，交于單色軌跡線上的A’點，則A’點的波長，稱為A點的補色主波長。補色主波長，也是表示AA’線上各點顏色的主色調(diào)。
    11.   顏色深淺的定量表示法   
       顏色領(lǐng)域的色調(diào)，類似于音樂中的間調(diào)。音樂中的一首曲子，有C調(diào)，F(xiàn)調(diào)等，色度學(xué)中則用主波長表示色調(diào)。音樂中的發(fā)音調(diào)有高音調(diào)，低音調(diào)。色度學(xué)中對應(yīng)有顏色深淺。顏色的深淺是用興奮純度Pe來表示的。（參照第11節(jié)中的圖）顯然，在線上，C’點的顏色最深，以后就逐漸變淡，到了E點就完全變成白色了。
    12.   顏色光的混合
       利用x y色度坐標(biāo)圖，可以用來表示任意兩種顏色光的混色關(guān)系。
    是色度坐標(biāo)上的兩個光譜色。要把兩種光進(jìn)行混合，只要連接兩個點，即可得到直線，混色的結(jié)果顏色點也必然在該直線上的某個點。
    13.   顏色的寬容度
       在xy的色度坐標(biāo)圖上，每一點都代表一種確定的顏色。任何一個點和周圍相鄰點的顏色，應(yīng)該是不相同的。但是點之間若靠得比較近，人的眼睛是不能分辨的。只有當(dāng)兩點之間的距離足夠大，我們才能感覺到它們的差別。人眼感覺不出顏色變化的最大范圍，稱為顏色寬容量。有人研究表明，在色度坐標(biāo)圖上的不同位置，顏色的寬容量并不是相同。藍(lán)色區(qū)的寬容小，綠色區(qū)的寬容量大。也就是說，色度圖的不同區(qū)域，相等的距離并不能代表視覺上的相等色度差。這是色度坐標(biāo)圖的一種缺陷。
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