几乎所有的颜色都可以用三原色按某个特定的比例混合而成。这三种单色光中的任何一种都不能由其余两种混合产生。1931年,CIE(标准照明委员会)建立了一系列表示可见光谱的颜色空间标准,定义了CIE-RGB基色系统。规定了RGB系统的三原色光波长分别为700nm,546.1nm,435.8nm的红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)。通过混色实验可以得到图1的一组曲线,它们表示在380nm-780nm范围内当各个光谱能量一样时,某一波长的光谱色与、、混色结果一样,并称这三条曲线为光谱三刺激值曲线。
图1 CIE1931 RGB系统光谱三刺激值曲线
图2 CIE1931 XYZ系统光谱三刺激值曲线
(1)
其中P(λ)是光源辐射的相对光谱功率分布,、、是CIE1931标准色度观察者的光谱三刺激值,即图2中的曲线值。k是归一化系数,物理意义是将光源的Y值归一化为100,其计算公式为:(2)
在获得颜色的三刺激值后,可以按下式计算出该颜色在CIE1931色度系统中的色品坐标。(3)
由上式可知当颜色的x、y知道时,z值也随之确定,所以为了在二维坐标中表达颜色,采用x、y来描述。计算可见光380nm-780nm的各个单色光的色坐标,用x、y作为直角坐标绘制出一个直角坐标图,并将各个点连接起来形成一个光谱轨迹,称为色品图,如图3所示。其中点x=0.333,y=0.333为等能白点。
图3 CIE1931色品图