色彩基础知识扫盲及配色原理.doc

1 颜色的基本原理一> 色(品)度 CIE1931 标准色度系统用物理量值来表示颜色, 以及采用仪器对颜色进行测量的方法, 都是以人眼色觉的实验规律为基础的。 CIE 色度学系统就是以三色学说的色匹规律为基础, 经过适当的修正而建立的。而第一节我们已经讲到加法混合中,讲 R,G,B 光相加,与待测光 C 相同,称为“颜色匹配”。即调配一种颜色,使其和另外一个给定的眼神在视觉上相等,或说相同。所谓三色原理, 即任何一个颜色, 都用线性无光的三个原色适当地相加混合与之匹配, 亦即任何一个颜色刺激,都能用线性无光的三个参照刺激适当的代数和来重现。一、 CIE RGB 色度系统采用红( R) 、绿(G) 、蓝(B) 线性无光的三个原色,以适当的量相混合与某一颜色 C相匹配,可用下式表达: C*=C (C) =R (R) +G (G) +B (B) 式中“=”表示色匹配, 即两边的颜色相同;R,G,B 为与 C* 颜色像匹配所需要的三个原色的刺激量, 称为 C* 颜色的三刺激值;C 为颜色 C* 的色量值, (C) 为其单位;(R),(G),(B) 各为三个原色的单位。选取的方法是,使 C=R+G+B, 即颜色 C* 的色量值等于其三刺激值之和。于是上式可变为(C) =R/(R+G+B)(R)+G/(R+G+B)(G)+B/(R+G+B)(B) 定义: r=R/(R+G+B), g=G/(R+G+B), b=B/(R+G+B). 显然, r+g+b=1 。这样(C) =r(R)+g(G)+b(B) 根据以上三个公式不难看到三个色度坐标间存在着 r+g+b=1 的关系。此时某颜色 C 的色彩特性可以表示为 C: 为了便于使用, CIE 在 1931 年对上述色度坐标进行了适当的变换,用 3 千理想的原色光 x( 红光)、 Y( 黄光)Z( 绿光) 代替 RGB ,用 XYZ 的色度坐标 xyz 代替 rgb .此时三个色度坐标间仍满足 x+y+z=l 的关系,得到了著名的 CIEl931 标准色度系统及相应的色度囤(图 1) 。色度图又称色晶图. CIE1931 色度图呈马蹄型包括了人眼可以见到的所有颜色。色度图中的弧形边界对应于所有光谱中的单色光, 最右下侧是波长为 700nm 的红光, 最左下侧是波长 380nm 的蓝紫光, 色度图下侧的直线边界表示不同强度的红光与蓝光可以混合出的各种品色光, 这些光线在光谱中没有. 只能靠人工合成出来。色度图的边界色是人眼所能见到的饱和度最高的颜色。 CIE1931RGB 色度系统的三原色是: R G B 匹配等能光谱色的色匹配函数( 也称光谱三刺激值) 的曲线。针对选定的三原色, 通过对人眼的色匹配试验,可以得到每个波长上光谱色品(度)坐标。色度系统( CIE XYZ )如图例一: ( 色度图中的弧形曲线上的各点是光谱上的各 2 种颜色即光谱轨迹, 是光谱各种颜色的色度坐标。红色波段在图的右下部, 绿色波段在左上角,蓝紫色波段在图的左下部。)( 图例一) 图例二中下方的直线部分,即连接 400nm 和 700nm 的直线, 是光谱上所没有的、由紫到红的系列。靠近图中心的 C 是白色,相当于中午阳光的光色, 其色度坐标为 X=0. 3101 ,Y=0. 3162,Z= 。设色度图上有一颜色 S,由C通过 S 画一直线至光谱轨迹 O点( 590nm ), S 颜色的主波长即为 590nm ,此处光谱的颜色即 S 的色调(橙色) 。某一颜色离开 C点至光谱轨迹的距离表明它的色纯度,即饱和度。颜色越靠近 C越不纯, 越靠近光谱轨迹越纯。S点位于从 C到 590nm 光谱轨迹的 45 %处,所以它的色纯度为 45 %(色纯度%=( CS / CO )× 100 。从光谱轨迹的任一点通过 C 画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点,这条直线两端的颜色互为补色(虚线)。从紫红色段的任一点通过 C 点画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点,这个非光谱色就用该光谱颜色的补色来表示。表示方法是在非光谱色的补色的波长后面加一 C 字,如 536G ,这一紫红色是 536nm 绿色的补色。 3 (图例二) CIE1931 色度图有很大的实用价值,任何颜色, 不管是光源色还是表面色, 都可以在这个色度图上标定出来,这就使颜色的描述简便而准确了。例如为了保证颜色标志的正确辨认和交通安全的管制,在 CIE1931 色度图上规定了具体的范围,它适用于各种警告信号和颜色标志的编码。再如在 CIE1931 色度图上, 可推出由两种颜色相混合所得出的各种中间色。如Q和S相加,得出 Q到S直线的各种中间颜色,如T点,由C通过 T抵达 552nm 的光谱色,可由 552n m 的波长颜色看出 T