CIE 1931-RGB系統(tǒng)的色品圖和光譜三刺激值曲線圖

物體的顏色既取決于物理刺激，又取決于人眼的特性。為了定量的表示顏色，萊特和吉爾德分別進(jìn)行顏色匹配實(shí)驗(yàn)，他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定給出了光譜色的光譜三刺激值。為了定量的表示顏色，1931年，國(guó)際照明委員（簡(jiǎn)稱CIE）總結(jié)萊特和吉爾德的顏色匹配實(shí)驗(yàn)，推出了CIE 1931 RGB表色系統(tǒng)。

CIE 1931 RGB表色系統(tǒng)就是根據(jù)萊特和吉爾德實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果，取二者的光譜三刺激值的平均值，作為該系統(tǒng)的光譜三刺激值。系統(tǒng)中全部的光譜三刺激值又常稱為CIE 1931 RGB色度觀察者。

萊特（W.D.Wright）在2°圓形視場(chǎng)范圍內(nèi)，選擇650nm（紅），530nm（綠），460nm（藍(lán)）三單色光作為三原色匹配等能光譜的各種顏色。三刺激值的單位為：相等數(shù)量的綠和藍(lán)原色匹配494nm的藍(lán)綠色，相等數(shù)量的紅和綠原色匹配582.5nm的黃色，得出相對(duì)亮度單位為I:lG:lz。由10名觀察者在其目視色度計(jì)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得一套光譜三刺激值數(shù)據(jù)。

吉爾德（J.Guild）在其目視測(cè)色計(jì)上由7名觀察者做了類似的匹配實(shí)驗(yàn)。觀察視場(chǎng)也是20，選用三原色波長(zhǎng)為630nm，542nm，460nm，三刺激值單位以三原色相加匹配NPL（英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的縮寫）白色光源，認(rèn)為三原色的刺激值相等定出相對(duì)亮度單位為1：lG:lp，測(cè)得一套光譜三刺激值數(shù)據(jù)。CIE 將三原色轉(zhuǎn)換成700nm（R）、546.1nm（G）、435.8nm（B），以相等數(shù)量的三原色刺激值匹配等能白光（又稱為E光源）確定三刺激值單位，發(fā)現(xiàn)將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)坐標(biāo)變換后繪制在新色品圖上的結(jié)果很一致。因此，1931年CIE采用兩實(shí)驗(yàn)的平均值定出匹配等能光譜色的RGB三刺激值，用r，g，b表示，稱為“CIE 1931 RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察一刺激值”，簡(jiǎn)稱“CIE 1931 RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”（數(shù)據(jù)見附表2-1），代表人眼2°視場(chǎng)的平均顏色視覺(jué)特性，這一系統(tǒng)叫做CIE 1931-RGB色度系統(tǒng)。選700nm，546.1nm和 435.8nm 三單色光為三原色是因?yàn)?00nm是可見光譜的紅色末端，516.1nm 和435.8nm為明顯的汞譜線，三者都能比較精確地產(chǎn)生出來(lái)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算確定，匹配等能白光的（R），（G），（B）三原色單位的亮度比率為1.0000：4.5907：0.0601，輻亮度比率為72.0962：1.3791：1.0000。光譜三刺激值與光譜色色品坐標(biāo)的關(guān)系為

圖是根據(jù)1931年CIE-RGB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)觀察者三刺激值繪出的色品圖，在色品圖中偏馬蹄形曲線是所有光譜色色品點(diǎn)連接起來(lái)的軌跡稱為光譜軌跡。圖是以三刺激值為縱坐標(biāo)，波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，繪出的光譜三刺激值曲線圖。

可以看到：r，g，b光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標(biāo)有很大一部分出現(xiàn)負(fù)值，其物理意義可從匹配實(shí)驗(yàn)來(lái)理解，當(dāng)投射到半視場(chǎng)的某些光譜色用另一半視場(chǎng)的三原色來(lái)匹配時(shí)，不管三原色如何調(diào)節(jié)都不能使兩視場(chǎng)顏色達(dá)到匹配，只有在光譜色半視場(chǎng)的原色用負(fù)值來(lái)表示，即出現(xiàn)負(fù)的色品坐標(biāo)值。色品圖（圖5-4）的三角形頂表示紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三原色。在色品圖上，負(fù)的色品坐標(biāo)落在原色三角形之外。在原色三角形以內(nèi)的各色品點(diǎn)的坐標(biāo)為正值。