一文认清CIE色度系统

CIE-RGB系统

标准三原色匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线。曲线中的一部分500μm附近的r三刺激值是负数，这当然不能否定将红、绿、蓝三色混合可以得到其他颜色，但它确实表明一些颜色不能够仅仅通过

将三原色混合来得到而在普通的CRT上显示。

图例：

CIE-XYZ系统

由于实际上不存在负的光强，1931年CIE规定了3种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝)构造了CIE-XYZ系统，以便使能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值：

 C=xX+yY+zZ

图例：

三刺激空间和色度图

所有颜色向量组成了x>0、y>0和z>0的三维空间第一象限锥体

取一个截面 x+y+z＝1

该截面与三个坐标平面的交线构成一个等边三角形，每一个颜色向量与该平面都有一个交点，每一个点代表一个颜色，它的空间坐标(x,y,z)表示为该颜色在标准原色下的三刺激值，称为色度值  

图例：

CIE色度图

CIE色度图的翼形轮廓线代表所有可见光波长的轨迹，即可见光谱曲线。

沿线的数字表示该位置的可见光的主波长。

中央的C对应于近似太阳光的标准白光，C点接近于但不等于x=y=z=1/3的点。

红色区域位于图的右下角，绿色区域在图的顶端，蓝色区域在图的左下角，连接光谱轨迹两端点的直线称为紫色线。

1. 作用

得到光谱色的互补色，只要从该颜色点过C点作一条直线，求其与对侧光谱曲线的交点，即可得到补色的波长。D的补色为E。

确定所选颜色的主波长和纯度。颜色A的主波长，从标准白光点C 过A作直线与光谱曲线相交于B（A与B在C的同侧），这样颜色A可以表示为纯色光B和白光C的混合，B就定义了颜色A的主波长。

定义一个颜色域。通过调整混合比例，任意两种颜色：

 I和J加在一起能够产生它们连线上的颜色，再加入第三种颜色K，就产生三者（I、J和K）构成的三角形区域的颜色。

2. 应用限制

色度图的形状表明，没有一个3个顶点均在可见光翼形区的三角形可以完全覆盖该区域。因此，可见的红、绿、蓝三种颜色不能通过加法混合来匹配所有的颜色。

虽然色度图和三刺激值给出了描述颜色的标准精确方法，但是，它的应用还是比较复杂。在计算机图形学中，通常使用一些通俗易懂的颜色系统——颜色模型，它们都基于三维颜色空间。

图例：