50、CIE色度图、纯度与主波长详解

CIE色度图、纯度与主波长详解

1. 引言

在色彩研究领域，准确描述和理解颜色的特性至关重要。CIE（国际照明委员会）色度图、纯度和主波长等概念为我们提供了有效的工具，帮助我们对颜色进行量化和分析。本文将深入探讨这些概念，包括它们的定义、计算方法以及在实际应用中的意义。

2. 色度图相关知识

2.1 单色刺激与光谱

在研究颜色时，我们需要了解单色刺激的特性。当处于RGB三角形内部，且在单色刺激的边界上时，到达我们眼睛的发射光谱应只包含单一波长。

2.2 CIE 1931 x, y 色度图

CIE 1931 x, y 色度图是最常用的色度图之一。从图中可以看到，色度图的中间部分看起来呈白色。当具有这种色度的光源照亮场景时，这种白色效果会更加明显，例如在这种条件下，白纸看起来就是白色的，这是由色适应现象导致的。

2.3 CIE 1976 u’, v’ 均匀色度标度图（UCS 图）

为了克服 CIE 1931 x, y 色度图的非均匀性问题，CIE 推出了 1976 u’, v’ 均匀色度标度图。它是 CIE 1931 x, y 色度图的投影变换，能在感知上提供更均匀的颜色间距，即感知到的色度差异由更均匀的坐标差异表示。两个系统之间的变换公式如下：
[
u’ = \frac{4x}{-2x + 12y + 3}
]
[
v’ = \frac{9y}{-2x + 12y + 3}
]
从三刺激值开始的等效变换公式为：
[
u’ = \frac{4X}{X + 15Y + 3Z}