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(一)CIE色度模型 国际照明委员会(CIE,Commission Internationale de L’Eclairage / International Commissionon Illumination)的色度模型是最早使用的模型之一。它是三维模型,其中,x和y两维定义颜色,第3维定义亮度。

CIE在1976年规定了两种颜色空间。一种是用于自照明的颜色空间,叫做CIE LUV(图1-1)。

图1-1CIE 1976 Lu’v’色度图

另一种用于非自照明的颜色空间,叫做CIE 1976 L*a*b*,或者叫CIE LAB。CIE LAB 系统使用的坐标叫做对色坐标(opponent color coordinate),如图1-2所示。

图1-2 CIE LAB 颜色空

CIELAB 使用b*, a *和 L*坐标轴定义CIE 颜色空间。其中,L*值代表光亮度,其值从0(黑色)~100(白色)。b*和a*代表色度坐标,其中a* 代表红-绿轴,b* 代表黄-蓝轴,它们的值从0到10。a*= b* = 0表示无色,因此L* 就代表从黑到白的比例系数。使用对色坐标(opponet colorcoordinate)的想法来自这样的概念:颜色不能同时是红和绿,或者同时是黄和蓝,但颜色可以被认为是红和黄、红和蓝、绿和黄以及绿和蓝的组合。

CIE XYZ 是国际照明委员会在1931 年开发并在1964年修订的CIE 颜色系统(CIE Color System),该系统是其他颜色系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种基色,而所有其他颜色都从这三种颜色中导出。通过相加混色或者相减混色,任何色调都可以使用不同量的基色产生。CIE 1931 色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram),如图1-3(a)所示,图(b)是它的轮廓图。图(a)中的A点在色度图上的坐标是x =0.4832,,y =0.3045,它的颜色与红苹果的颜色相匹配。

图1-3CIE 1931

图1-3 CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE 色度图,x 表示红色分量,y 表示绿色分量。图中的E 点代表白光,它的坐标为(0.33,0.33);环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色,边界代表光谱色的最大饱和度,边界上的数字表示光谱色的波长,其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位于舌形曲线上,这条曲线就是单色轨迹,曲线旁标注的数字是单色(或称光谱色)光的波长值;自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内;RGB系统中选用的物理三基色在色度图的舌形曲线上。

(二) RGB颜色空间

计算机颜色显示器显示颜色的原理与彩色电视机一样,都是采用R、G、B相加混色的原理,通过发射出三种不同强度的电子束,使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生颜色的。这种颜色的表示方法称为RGB颜色空间表示。在多媒体计算机技术中,用得最多的是RGB颜色空间表示(图06-01-9)。

根据三基色原理,用基色光单位来表示光的量,则在RGB颜色空间,任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成:

F=r [ R ] + g [ G ] + b [ B]

RGB颜色空间还可以用一个三维的立方体来描述(图2-1)。

图2-1RGB颜色空间

我们可知自然界中任何一种色光都可由R、G、B三基色按不同的比例相加混合而成,当三基色分量都为0(最弱)时混合为黑色光;当三基色分量都为k(最强)时混合为白色光。任一颜色F是这个立方体坐标中的一点,调整三色系数r、g、b中的任一系数都会改变F的坐标值,也即改变了F的色值。RGB颜色空间采用物理三基色表示,因而物理意义很清楚,适合彩色显像管工作。然而这一体制并不适应人的视觉特点。因而,产生了其他不同的颜色空间表示法。

(三)HSI颜色空间

HSI(Hue,Saturation andIntensity)颜色空间是从人的视觉系统出发,用色调(Hue)、色饱和度(Saturation或Chroma)和亮度(Intensity或Brightness)来描述颜色。HSI颜色空间可以用一个圆锥空间模型来描述(图2-2)。

图2-2HSI颜色圆锥空间模型

用这种描述HIS颜色空间的圆锥模型相当复杂,但确能把色调、亮度和色饱和度的变化情形表现得很清楚。其中:

(A)HSI圆锥空间模型

(B)线条示意图:圆锥上亮度、色度和饱和度的关系。

(C)纵轴表示亮度:亮度值是沿着圆锥的轴线度量的,沿着圆锥轴线上的点表示完全不饱和的颜色,按照不同的灰度等级,最亮点为纯白色、最暗点为纯黑色。

(D)圆锥纵切面:描述了同一色调的不同亮度和饱和度关系。

(E)圆锥横切面:色调H为绕着圆锥截面度量的色环,圆周上的颜色为完全饱和的纯色,色饱和度为穿过中心的半径横轴。

孝敬父母、疼爱孩子、体贴爱人、善待朋友。

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