?

背景與起源

創立機構：國際照明委員會(CIE)

創立時間：1931年

基礎實驗：基于David Wright（1928年）和John Guild（1931年）的一系列實驗成果。

?

定義與特點

定義：CIE 1931 XYZ色彩空間是一種用于描述和測量顏色的數學模型，它通過三個數值（X、Y、Z）來定量表示人眼對顏色的感知。

特點：

1. 數學定義：采用數學方式精確定義色彩，為色彩科學提供了堅實的理論基礎。

2. 基于人眼感知：XYZ三個分量與人眼對紅、綠、藍三種顏色的敏感度相對應，但并非直接等同于紅、綠、藍三種顏色。

3. 標準色度系統：是國際上顏色測量和表征的統一標準，是幾乎所有顏色計算和顏色測量儀器設計、制造的基本理論依據。

?

構成與原理

三色刺激值：在CIE 1931 XYZ色彩空間中，每種顏色都由三個刺激值X、Y、Z來表示。這三個值并不是直接對應于物理光譜的某個波段，而是通過一系列復雜的計算和轉換得出的。

視錐細胞：人類眼睛中有三種對短（S, 420-440nm）、中（M, 530-540nm）和長（L, 560-580nm）波長光敏感的視錐細胞，分別對應于藍、綠、紅三種顏色的感知。XYZ三個分量就是基于這三種視錐細胞的刺激比例來描述的。

顏色匹配函數：為了將物理光譜的光能量分布轉換為XYZ三個刺激值，需要使用CIE 1931標準色度觀察者的光譜三刺激值曲線（或稱顏色匹配函數）。這些曲線描述了人眼對不同波長光的敏感度。

?

X，Y和Z基色

CIE選擇的X，Y和Z基色具有如下性質：

所有的X，Y和Z值都是正的，匹配光譜顏色時不需要一種負值的基色；

用Y值表示人眼對亮度(luminance)的響應；λ如同RGB模型，X，Y和Z是相加基色。因此，每一種顏色都可以表示成X，Y和Z?的混合。λ根據視覺的數學模型和顏色匹配實驗結果，國際照明委員會制定了一個稱為“193?1CIE標準觀察者”的規范，實際上是用三條曲線表示的一套顏色匹配函數，因此許多文獻中也稱為“CIE1931標準匹配函數”。在顏色匹配實驗中，規定觀察者的視野角度為2度，因此也稱標準觀察者的三基色刺激值(tristimulus?values)曲線。

CIE1931標準匹配函數中的橫坐標表示可見光譜的波長，縱坐標表示基色X，Y?和Z的相對值。三條曲線表示X，Y和Z三基色刺激值如何組合以產生可見光譜中的所有顏色。例如，要匹配波長為450nm的顏色(藍/紫)，需要0.33單位的X基色，0.04單位的Y基色和1.77單位的Z基色。

計算得到的數值(X，Y，Z)可以用三維圖表示。圖中只表示了從400nm(紫色)到700nm(紅色)之間的三基色刺激值，而且所有數值都落在正XYZ象限的錐體內。

可以看到：

所有的坐標軸都不在這個實心錐體內

λ相應于沒有光照的黑色位于坐標的原點；

λ曲線的邊界代表純光譜色的三基色刺激值，這個邊界叫做光譜軌跡(spectral?locus)；

λ光譜軌跡上的波長是單一的，因此其數值表示可能達到的最大飽和度；

λ所有的可見光都在錐體上。