顏色基礎(chǔ)知識(shí)——CIE 1931色度坐標(biāo)

• 1.  意義

  

   
      圖中的顏色，包括了自然所能得到的顏色。這是個(gè)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(jì)出來(lái)的。在設(shè)計(jì)出該圖的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)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(jué)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(duì)量值。
      y——表示與綠色有關(guān)的相對(duì)量值。
      z——表示與藍(lán)色有關(guān)的相對(duì)量值。并且z=1-(x+y)
  3.  形狀與外形輪廓線
      形狀——舌形，有時(shí)候也稱“舌形曲線"圖。由舌形外圍曲線和底部直線包圍起來(lái)的閉合區(qū)域。舌形外圍曲線——是全部可見(jiàn)光單色光顏色軌跡線，每一點(diǎn)代表某個(gè)波長(zhǎng)單色光的顏色，波長(zhǎng)從390nm到760nm。在曲線的旁邊。標(biāo)注了一些特征顏色點(diǎn)的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)。例如圖中510nm——520nm——530nm等。  底部直線——連接390nm點(diǎn)到760nm點(diǎn)構(gòu)成的直線，此線稱為紫紅線。
  4.  色彩
      這是一個(gè)彩色圖，區(qū)域內(nèi)的色彩，包括了一切物理上能實(shí)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(jià)值——顏色的定量表示
      用（x，y）的坐標(biāo)值來(lái)表示顏色。白色應(yīng)該包含在“顏色"這個(gè)概念范圍內(nèi)。
  6.  若干個(gè)特征點(diǎn)的意義
      （1）E點(diǎn)—等能白光點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)
  E點(diǎn)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(diǎn)的CCT=5400K。
      （2）A點(diǎn)—CIE規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)白光光源的色度坐標(biāo)點(diǎn)   這是一種純鎢絲燈，色溫值CCT=2856。
      （3）B點(diǎn)—CIE規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)光源坐標(biāo)點(diǎn)   B點(diǎn)的CCT=4874K，代表直射日光。
      （4）C點(diǎn)—CIE確認(rèn)的一種標(biāo)準(zhǔn)日光光源坐標(biāo)點(diǎn)（晝光）  C點(diǎn)的CCT=6774K。
      （5）D點(diǎn)—有時(shí)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(guò)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(wú)窮大。但實(shí)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(jiàn)光的波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)顏色的軌跡線。曲線上的任意一點(diǎn)，表示一種光的波長(zhǎng)，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(gè)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(gè)顏色區(qū)域。在每個(gè)區(qū)域內(nèi)，被認(rèn)為顏色基本相同，每個(gè)顏色區(qū)都是一個(gè)平均主波長(zhǎng)，或者補(bǔ)色主波長(zhǎng)，而且還有相應(yīng)的英文名稱。它們的英文—中文名，對(duì)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(bǔ)
      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(bǔ)。在色度坐標(biāo)圖中，凡是穿過(guò)白色區(qū)的直線，都可以找到一對(duì)互補(bǔ)的顏色光。當(dāng)然，穿過(guò)等能白光點(diǎn)E點(diǎn)的直線兩端，也能找到一組互補(bǔ)的顏色光。  在色度坐標(biāo)圖中，任意兩點(diǎn)的光色，連接兩點(diǎn)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(diǎn)。假如該直線不穿過(guò)白色區(qū)，這兩點(diǎn)的光色不能稱為互補(bǔ)。
  10.  白光與其他顏色光的混合—主波長(zhǎng)和補(bǔ)色主波長(zhǎng)
      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(diǎn)等能白光。選擇任意一點(diǎn)C，連接CE并延長(zhǎng)，交于單色軌跡線上的，則C’單色光的波長(zhǎng)，稱為C點(diǎn)光的主波長(zhǎng)。主波長(zhǎng)λ代表線上各點(diǎn)光譜色的主色調(diào)。若選擇FEN三角形內(nèi)的A點(diǎn)，連接EA，但不能向A的方向延長(zhǎng)，而應(yīng)將線向左上方延長(zhǎng)，交于單色軌跡線上的A’點(diǎn)，則A’點(diǎn)的波長(zhǎng)，稱為A點(diǎn)的補(bǔ)色主波長(zhǎng)。補(bǔ)色主波長(zhǎng)，也是表示AA’線上各點(diǎn)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(lè)中的間調(diào)。音樂(lè)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(zhǎng)表示色調(diào)。音樂(lè)中的發(fā)音調(diào)有高音調(diào)，低音調(diào)。色度學(xué)中對(duì)應(yīng)有顏色深淺。顏色的深淺是用興奮純度Pe來(lái)表示的。（參照第11節(jié)中的圖）顯然，在線上，C’點(diǎn)的顏色zui深，以后就逐漸變淡，到了E點(diǎn)就*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(lái)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(gè)光譜色。要把兩種光進(jìn)行混合，只要連接兩個(gè)點(diǎn)，即可得到直線，混色的結(jié)果顏色點(diǎn)也必然在該直線上的某個(gè)點(diǎn)。
  13.  顏色的寬容度
      在xy的色度坐標(biāo)圖上，每一點(diǎn)都代表一種確定的顏色。任何一個(gè)點(diǎn)和周圍相鄰點(diǎn)的顏色，應(yīng)該是不相同的。但是點(diǎn)之間若靠得比較近，人的眼睛是不能分辨的。只有當(dāng)兩點(diǎn)之間的距離足夠大，我們才能感覺(jué)到它們的差別。人眼感覺(jué)不出顏色變化的zui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)的寬容量zui小，綠色區(qū)的寬容量zui大。也就是說(shuō)，色度圖的不同區(qū)域，相等的距離并不能代表視覺(jué)上的相等色度差。這是色度坐標(biāo)圖的一種缺陷。