在色度學中,三刺激值是用來表示顏色的一種數學方法,可以定量地描述顏色的屬性。本文主要介紹了顏色的三刺激值和計算方法。
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顏色匹配實驗中選取三種顏色,由它們相加混合能產生任意顏色,這三種顏色稱為三原色,亦稱為參照色刺激。三原色可任意選定,但三原色中任何一種顏色不能由其余兩種原色相加混合得到。最常用的是紅、綠、藍三原色。
在顏色匹配實驗中,與待測色達到色匹配時所需要三原色的數量,稱為三刺激值,即顏色匹配方程式的R、G、B值。一種顏色與一組R、G、B數值相對應,顏色感覺可通過三刺激值來定量表示。任意兩種顏色只要R、G、B數值相同,顏色感覺就相同。
三刺激值單位(R)、(G)、(B)不用物理量為單位,而是選用色度學單位(也稱三T單位)。其確定方法是:選一特定白光(W)作為標準,用顏色匹配實驗選定的三原色光(紅、綠、藍)相加混合與此白光(W)相匹配;如達到匹配時測得的三原色光通量值(R)為IR流明、(G)為lG流明、(B)為lB流明,則比值IR?:lG :lB定義為色度學單位(即三刺激值的相對亮度單位)。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),則顏色方程為
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在顏色匹配實驗中,待測色光也可是某一種波長的單色光(亦稱為光譜色),對應一種波長的單色光可得到一組三刺激值(R、G、B)。對不同波長的單色光做一系列類似的匹配實驗,可得到對應于各種波長單色光的三刺激值。如果將各單色光的輻射能量值都保持為相同(對應的光譜分布稱為等能光譜),則得到的三刺激值稱為光譜三刺激值。光譜三刺激值又稱為顏色匹配函數,數值只決定于人眼的視覺特性。匹配過程表示為
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任何顏色的光都可看成是不同單色光的混合,故光譜三刺激值可作為顏色色度的基礎。
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CIE 色度學系統用三刺激值來定量描述顏色,但每種顏色的三刺激值不可能都用匹配實驗來測得。
根據格拉斯曼顏色混合的代替律,如果有兩個顏色光(R1、G1、B1)和(R2、G2、B2)相加混合后,混合色的三刺激值為
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任意色光都由單色光組成。如果單色光的光譜三刺激值預先測得,則能計算出相應的三刺激值。計算方法是將待測光的光譜分布函數,按波長加權光譜三刺激值,得出每一波長的三刺激值,再進行積分,就得出該待測光的三刺激值
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積分的波長范圍為可見光波段,一般從380nm至760nm。
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