色度圖的問題

三基色原理說明了所有顏色都可以看作是R,G,B的不同組合,而色度圖有說,在上面的紅、綠、藍三點圍成的三角形不包括色度圖上面所有的顏色,所以只用三基色不能組合得到所有的可視顏色。這是為什麼呢?


為什麼三原色不能表示所有顏色,這個得從三刺激理論說起:
可見光的波長範圍大致在390nm到700nm之間,但人類只能在幾nm這個尺度上感受到這些光的區別,也就是說,對於純色光(只含一種波長的光),人類大概只能識別100種。基於此,有人提出了人眼中有100種感受不同波長光的光感受體,也有人認為有6到7種不同的光感受體。但最被認可的是Thomas Young、Hermann von Helmholtz的三刺激理論。三刺激理論認為,人眼中含有三種不同的光感受體。這種猜想後來被證實,確實存在三種不同的視錐細胞,分別能夠感應紅、綠、藍三種光的刺激。下圖是三種細胞對不同波長光的響應曲線,分別在420nm、534nm、564nm達到高峰,注意,這三種波長的光並不能真正對應到藍、綠、紅色,所以,嚴格的說,這三種受體分別應該稱為長波、中波、短波光感受體。

下圖描述了經典的顏色匹配實驗,左側是白板,在上方發射單一波長的純色光,下方可以發射三種不同波長的光,並可以調整它們的強度,人眼透過狹縫去觀察上下兩塊板的顏色是否相同。

這三種色光通常是700 nm(紅色)、546.1 nm(綠色)和435.8 nm(藍色)三種光,如果我們把可見的單色光都用三色光匹配出來,就可以得到下圖:

注意,在一段波長範圍內,紅色光的刺激值出現了負值。這是由於無論如何調整三色光,都無法匹配過於飽和的單色光,只好將紅色光與待匹配的單色光混合(也就是將紅色光的發光器轉移到上方),以降低其飽和度。

R、G、B是色彩匹配函數ar{r}(lambda )ar{g}(lambda )ar{b}(lambda )的值,按如下公式定義r、g、b,

很顯然,r + g + b = 1,如果我們知道r、g、b中任意兩個的值,就可以確定第三個變數的值。將色彩匹配函數曲線在rg坐標系中畫出,就得到rg色度圖:

由於r、g會出現負值,為了方便計算,CIE引入了XYZ空間,令

就得到X、Y、Z的顏色匹配曲線,

如果我們定義x、y為:

將x、y的值在xy坐標系中畫出就得到xy色度圖,

上圖中紅、綠、藍點分別表示三原色,連接這三點得出的三角形即為由三原色混合所得顏色的範圍,三角形外的顏色均不能由三原色混合產生。而普通顯示器因為技術原因,並不能發出純正的單色光,故而所圍成的三角形更小,顯示的顏色更少。

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本人是民科,不保證上文的正確性。
如有錯誤,歡迎指出。
謝謝。


沒錯,色度圖展示的是正常人可以感知的顏色範圍。三原色是一種合成顏色的技術,可以方便顯示器的製造等等。用三原色可以合成的顏色的確不能覆蓋整個色度圖。平時我們看到的色度圖上的顏色,由於顯示器或印表機的技術限制,也是用RGB著色的,不是真實顏色。

人眼也只有三種感光元件,分別對大概420,530,580納米的光波最為敏感,所以三原色還是合理的。人看到什麼顏色取決於光分別對這三種感光元件引起了多大的刺激,這些刺激還要到神經網路里進行複雜的處理。不同的光譜組合可能對人表現為一樣的顏色。

所以人的辨色能力也很有限。我本人還是個色盲,三原色至少對我足夠了,呵呵。


處女答,碰到了我在國內野雞大學玩的三年碩士課題相關了,題主你這句話"而色度圖有說,在上面的紅、綠、藍三點圍成的三角形不包括色度圖上面所有的顏色,所以只用三基色不能組合得到所有的可視顏色。"這句話不錯,但僅限於顯示領域。紅綠藍三點圍成的三角形所表示的顏色是加色原理所顯示的顏色,所有自發光的(包括LCD,CRT這種最終組合起來算是自發光)的物體符合的就是加色原理,加色原理是指兩個顏色的合成顏色的三刺激值是兩個顏色的三刺激值的對應家和(X合=X1+X2;Y合=Y1+Y2;Z合=Z1+Z2)色品圖上的坐標x,y跟三刺激值的對應關係是x=X/(X+Y+Z) y=Y/(X+Y+Z),所以在色品圖上兩個顏色合成的顏色在兩個顏色的連線上,所以在色品圖上就表現為這個樣子了。但是生活中看到的光不全是自發光啊,生活中反倒是反射光偏多(當然你說你跟我一樣一天到晚對著顯示器那就不說什麼了),反射光的合成原理是減色原理啊,減色原理中色品圖上兩個顏色合成的顏色不是在兩個顏色的連線上,而是在反向延長線上啊....所以印表機是四色列印,基色跟顯示器不一樣,加色和減色原理共同作用不就是所有顏色了么~~~不要問我減色原理是往哪個反向延長線....我不精通減色原理我只是知道而已,我曾經玩的是顯示顏色啊


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