在色度学中,三刺激值是用来表示颜色的一种数学方法,可以定量地描述颜色的属性。本文主要介绍了颜色的三刺激值和计算方法。
颜色匹配实验中选取三种颜色,由它们相加混合能产生任意颜色,这三种颜色称为三原色,亦称为参照色刺激。三原色可任意选定,但三原色中任何一种颜色不能由其余两种原色相加混合得到。最常用的是红、绿、蓝三原色。
在颜色匹配实验中,与待测色达到色匹配时所需要三原色的数量,称为三刺激值,即颜色匹配方程式的R、G、B值。一种颜色与一组R、G、B数值相对应,颜色感觉可通过三刺激值来定量表示。任意两种颜色只要R、G、B数值相同,颜色感觉就相同。
三刺激值单位(R)、(G)、(B)不用物理量为单位,而是选用色度学单位(也称三T单位)。其确定方法是:选一特定白光(W)作为标准,用颜色匹配实验选定的三原色光(红、绿、蓝)相加混合与此白光(W)相匹配;如达到匹配时测得的三原色光通量值(R)为IR流明、(G)为lG流明、(B)为lB流明,则比值IR :lG :lB定义为色度学单位(即三刺激值的相对亮度单位)。若匹配Fc流明的(C)光需要FR流明的(R),FG流明的(G)和FB流明的(B),则颜色方程为
在颜色匹配实验中,待测色光也可是某一种波长的单色光(亦称为光谱色),对应一种波长的单色光可得到一组三刺激值(R、G、B)。对不同波长的单色光做一系列类似的匹配实验,可得到对应于各种波长单色光的三刺激值。如果将各单色光的辐射能量值都保持为相同(对应的光谱分布称为等能光谱),则得到的三刺激值称为光谱三刺激值。光谱三刺激值又称为颜色匹配函数,数值只决定于人眼的视觉特性。匹配过程表示为
任何颜色的光都可看成是不同单色光的混合,故光谱三刺激值可作为颜色色度的基础。
CIE 色度学系统用三刺激值来定量描述颜色,但每种颜色的三刺激值不可能都用匹配实验来测得。
根据格拉斯曼颜色混合的代替律,如果有两个颜色光(R1、G1、B1)和(R2、G2、B2)相加混合后,混合色的三刺激值为
任意色光都由单色光组成。如果单色光的光谱三刺激值预先测得,则能计算出相应的三刺激值。计算方法是将待测光的光谱分布函数,按波长加权光谱三刺激值,得出每一波长的三刺激值,再进行积分,就得出该待测光的三刺激值
积分的波长范围为可见光波段,一般从380nm至760nm。