色品图

1.来源

1.1 xyY与XYZ

                                                                           

                                                                   Fig1 CIE1931 XYZ三刺激值三维图

上图表示了从400nm（紫色）到700nm（红色）之间的XYZ三色刺激值，这是一个曲面向原点连线形成的锥体，而且所有的XYZ刺激值都落在这个正XYZ象限的椎体内。这里坐标轴原点，相当于没有光照的黑色，而曲线边界代表光谱色的三色刺激值，所以这个边界也称为光谱轨迹。

XYZ的使用并不简单，在坐标系上它是一个锥体，不够直观。它虽然把Y定义为亮度，但是在上图中并不能很好地展现。在XYZ空间里，当XYZ的比例不变时，合成颜色的色度不变。所以后来CIE基于XYZ，又做了一层转换，将亮度和色度从概念上分开，得到xyY。

                                                                               

让XYZ所占的比例保持不变，即X/X+Y+Z：Y/X+Y+Z：Z/X+Y+Z=a:b:c，由a+b+c=1得到x+y+z=1。在坐标系上的表现就是，相当于把XYZ颜色椎体，投影到X+Y+Z=1的平面。

                                                                         

                                                                            Fig2 X+Y+Z=1的平面

更进一步，因为x+y+z=1，所以z可以由x和y导出来。因此不考虑z，只用x和y就能描述色度。这就相当于把X+Y+Z=1平面，再投影到XY平面，即Z=0平面，最终这个平面就是色品图。

1.2 简单理解

已知CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线，根据光谱三刺激值曲线能够得到对应光谱色的色坐标，将光谱色的坐标点连接起来则形成了光谱轨迹，光谱轨迹以及连接光谱轨迹两端点的直线所构成的马蹄形称为色品图。

                                                        

                                                                           Fig3 CIE 1931色品图

2.性质

色品图有如下几个性质：

1. 色品图包含了一切物理上能实现颜色；
2. 光谱轨迹上的颜色饱和度最高；
3. 光谱轨迹末端大约700~780nm的光谱光的色坐标是一个定值x=0.7347，y=2653，色品图上表现为1个点；

                           

                                                                Fig4 700~780nm光谱色色坐标为定值

1. 光谱轨迹540~700nm这一段是一条几乎与XY边重合的直线，这段光谱范围内的光谱色都可以由540nm和700nm两种波长的光匹配而成；
2. 光谱轨迹380nm~540nm这一段是曲线，这一段曲线上任意一种光谱色不能由这一段曲线上的两个光谱色混合而成，只能混合出光谱轨迹包围面积内的颜色；
3. 连接400nm和700nm的直线称为紫红轨迹；
4. 短波长引起的亮度感知很低。光谱轨迹短波长部分(图中紫色椭圆处)紧靠XZ无亮度直线，意味着短波长的光能够引起标准观察者的反应，但是视觉上引起亮度的感知很低；

            

                                                                       Fig5短波长的光引起的亮度感知很低