色差仪标准色度学测色系统CIE1931XYZ和CIE1964XYZ

为了统一颜色的描述方法，对颜色进行定量的表达，国际照明委员会CIE推出了用于颜色测量和计算的标准色度系统。而色差仪是CIE标准色度学为基础研制的光电测色仪器，其必须满足CIE标准色度学的基础。本文对色差仪标准色度学测色系统CIE1931XYZ和CIE1964XYZ做了介绍。

色差仪标准色度学测色系统CIE1931XYZ：

用来描述颜色的色调、明度、饱和度等是主观的，这使得颜色的比较显得困难。1931年，国际照明委员会（简称CIE）统一了多个颜色匹配实验，在对人的颜色知觉特性研究的基础上制定了一个标准，这个标准定义了一个用三刺激值来表示颜色的三维空间，即 CIE1931RGB标准色度系统，奠定了现代色度学的基础。在此色品图中，马蹄形曲线是由所有光谱色在色品图上的坐标点连接起来的，称为光谱轨迹，如下图所示。

CIE1931-RGB标准色度系统的计算中使用的光谱三刺激值会出现负值，这对于计算不方便，并且它的物理意义也比较难易理解。为了消除这一弊端，CIE推荐了CIE1931-XYZ系统，它使用三个在物理中并不存在的三原色[X]、[Y]、[Z]，代替 RGB 色度系统中的三原色[R]、[G]、[B]，并选择匹配等能白光，确定三刺激值的单位。CIE1931-XYZ系统的标准色度观察者光谱三刺激值称为CIE1931标准色度观察者颜色匹配函数，简称为CIE1931标准色度观察者，如下图所示。

在CIE1931XYZ标准色度系统中，光谱色色品坐标的计算方法如下：

CIEx-y色品图的光谱轨迹如下图所示，光谱轨迹上的颜色饱和度最高。该马蹄形曲线包围的面积内包含了一切在物理上能实现的颜色。

色差仪标准色度学测色系统CIE1964XYZ：

CIE1931标准色度观察者的数据代表了在2°市场内的色觉平均特性，经过实践表明，人眼在观察大于4°的视场时，标准观察者函数在波长380nm-460nm范围内的数值偏低，为了校正该区间内的数值，CIE规定了CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值，简称为CIE1964标准色度观察者函数，如下图所示，对应的色度系统也称为CIE-X10Y10Z10标准色度系统。由图中可以看出，CIE1964标准色度观察者函数和CIE1931标准色度观察者函数基本一致，当人的观察视场大于4°时，为了得到精确的结果，应该使用前者进行计算。