7.1.5.Основы стандартной колориметрической системы xyz (ciexyz)

Одновременно с колориметрической системой RGB была принята еще одна. В качестве основных в ней были выбраны цвета более насыщенные, чем спектральные. В связи с тем что таких цветов в природе нет, их обозначили символами XYZ, а сама колориметрическая система получила название CIEXYZ. К разработке этой колориметрической системы побудил ряд причин, связанных с некоторыми неудобствами при работе с системой CIERGB.

Одним из недостатков системы CIERGB является наличие отрицательных координат для целого ряда реальных цветов, что затрудняет расчет цветовых характеристик по спектральным кривым. Другой существенный недостаток системы CIERGB - необходимость определения всех трех составляющих цвета для определения количественной характеристики цвета - яркости.

В связи с этим в основу построения колориметрической системы XYZ были положены следующие положения:

1) все реальные цвета должны иметь только положительные координаты;

2) яркость должна определяться одной координатой цвета;

3) координаты белого цвета равноэнергетического источника (о равноэнергетическом источнике см. в подразд. 7.1.8) должны иметь координаты 0,33; 0,33.

Путем математических преобразований с учетом вышеуказанных требований удалось осуществить переход от реальных цветов CIERGB к нереальным (сверхнасыщенным) CIEXYZ.

В соответствии со вторым условием построения колориметрической системы XYZ цвета X и Z имеют яркостные коэффициенты, равные нулю принимают равным единице ( = 1). В этом случае формула для расчета яркости В значительно упрощается:

где Y - координата цвета.

Яркостной коэффициент цвета в этом случае определяется координатой цветности (у):

В общем виде уравнение цвета в CIEXYZ записывается следующим образом:

Ц = XX + YY + ZZ.

Переход к уравнению цветности в CIEXYZ осуществляется через m так же, как и в системе CIERGB (см. формулу 6.1.5):

В настоящее время стандартная колориметрическая система XYZ является рабочей. Именно в ней проводят непосредственно колориметрические измерения по определению цветовых характеристик (яркости, доминирующей длины волны и чистоты цвета). Для определения качественных характеристик цветности используют диаграмму ху, полученную расчетным путем с использованием кривых сложения .

7.1.5.1.Кривые сложения . Диаграмма цветности ху

Как было сказано ранее, при разработке колориметрической системы XYZ было поставлено условие, что реальные цвета не должны иметь отрицательных координат. Путем пересчета из экспериментально полученных это удалось сделать. Ординаты кривых сложения не имеют отрицательных значений (рис. 6.5 ). Они определяются по формулам (6.1.13) и имеют тот же смысл, что и ординаты кривых в системе CIERGB:

Основной особенностью кривых сложения в колориметрической системе XYZ является то, что кривая совпадает по форме и положению с кривой относительной световой эффективности. Кроме того, кривая имеет два резко выраженных максимума с = 440 нм и = 600 нм и минимум в области 505 нм. Такая форма кривой объясняется условиями преобразования CIERGB в CIEXYZ. Площади, ограниченные каждой кривой и осью координат, одинаковы.

За время использования системы CIEXYZ было выявлено, что значения удельных координат цвета несколько занижены, особенно в области коротких длин волн. Это обстоятельство привело к тому, что по рекомендации МКО были проведены исследования кривых сложения для поля зрения большего размера - 10° (в 1931 г. это поле составляло 2°). Полученные новые значения кривых сложения (рис. 6.6 (Кривые сложения xyz 1931 и 1964)) 10°-ного поля в 1964 г. были решением МКО рекомендованы в качестве дополнительных для цветовых реагентов. Система для 10°-ного поля зрения получила название дополнительной стандартной колориметрической системы МКО 1964.

Диаграмма цветности ху, представленная на рис. 6.7 принципиально не отличается диаграммы цветности rg. Свойства ее те же, разница лишь в том, что локус находится внутри единичного треугольника цветности. Точка белого цвета соответствует координатам равноэнергетического источника Е(0,33; 0,33).