把兩個顏色調整到視覺相同的方法叫顏色匹配，顏色匹配實驗是利用色光加色來實現的。圖5-24中左方是一塊白色屏幕，上方為紅R、綠G、藍B三原色光，下方為待配色光C，三原色光照射白屏幕的上半部，待配色光照射白屏幕的下半部，白屏幕上下兩部分用一黑擋屏隔開，由白屏幕反射出來的光通過小孔抵達右方觀察者的眼內。人眼看到的視場如圖右下方所示，視場范圍在2°左右，被分成兩部分。圖右上方還有一束光，照射在小孔周圍的背景白版上，使視場周圍有一圈色光做為背景。在此實驗裝置上可以進行一系列的顏色匹配實驗。待配色光可以通過調節上方三原色的強度來混合形成，當視場中的兩部分色光相同時，視場中的分界線消失，兩部分合為同一視場，此時認為待配色光的光色與三原色光的混合光色達到色匹配。不同的待配色光達到匹配時三原色光亮度不同，可用顏色方程表示： C=R（R）+G（G）+B（B） （5-1） 式中C 表示待配色光；（R）、（G）、（B）代表產生混合色的紅、綠、藍三原色的單位量；R、G、B分別為匹配待配色所需要的紅、綠、藍三原色的數量，稱為三刺激值；“o”表示視覺上相等，即顏色匹配。
圖5-24 顏色匹配實驗
（二）、三原色的單位量
國際照明委員會（CIE）規定紅、綠、藍三原色的波長分別為700nm、546.1nm、435.8nm，在顏色匹配實驗中，當這三原色光的相對亮度比例為1.0000：4.5907：0.0601時就能匹配出等能白光，所以CIE選取這一比例作為紅、綠、藍三原色的單位量，即（R）：（G）：（B）=1：1：1。盡管這時三原色的亮度值并不等，但CIE卻把每一原色的亮度值作為一個單位看待，所以色光加色法中紅、綠、藍三原色光等比例混合結果為白光，即（R）+（G）+（B）=（W）。
（三）、 CIE-RGB光譜三刺激值
CIE-RGB光譜三刺激值是317位正常視覺者，用CIE規定的紅、綠、藍三原色光，對等能光譜色從380nm到780nm 所進行的專門性顏色混合匹配實驗得到的。實驗時，匹配光譜每一波長為 的等能光譜色所對應的紅、綠、藍三原色數量，稱為光譜三刺激值，記為 ，它是CIE在對等能光譜色進行匹配時用來表示紅、綠、藍三原色的專用符號。因此，匹配波長為l的等能光譜色C（入）的顏色方程為
C（入）≡ (5-2)
式中（R）、（G）、（B）為三原色的單位量，分別為1.0000、4.5907、0.0601；C（入）在數值上表示等能光譜色的相對亮度，如圖5-25所示，其中*大值為C（555）。
且有 C（555）=1，即
（5-3）
光譜三刺激值的數據見表5-2，圖5-26是按表5-2中的數據畫出的曲線。
（縱坐標為相對亮度）
表5-2 國際R.G.B坐標制（CIE1931年標準色度觀察者）
l
（毫微米）
光譜三刺激值
色度坐標
r（l）
g（l）
b（l）
380
0.00003
-0.00001
0.00117
0.0272
-0.0115
0.9843
385
0.00005
-0.00002
0.00189
0.0268
-0.0114
0.9846
390
0.00010
-0.00004
0.00359
0.0263
0.9851
395
0.00017
-0.00007
0.00647
0.0256
-0.0113
0.9857
400
0.00030
-0.00014
0.01214
0.0247
-0.0112
0.9865
405
0.00047
-0.00022
0.01969
0.0237
-0.0111
0.9874
410
0.00084
-0.00041
0.03707
0.0225
-0.0109
0.9884
415
0.00139
-0.00070
0.06637
0.0207
-0.0104
0.9897
420
0.00211
-0.00110
0.11541
0.0181
-0.0094
0.9913
425
0.00266
-0.00143
0.18575
0.0142
-0.0076
0.9934
430
0.00218
-0.00119
0.24769
0.0088
-0.0048
0.9960
435
0.00036
-0.00021
0.29012
0.0012
-0.0007
0.9995
440
-0.00261
0.00149
0.31228
-0.0084
0.0048
1.0036
445
-0.00673
0.00379
0.31860
-0.0213
0.0120
1.0093
450
-0.01213
0.00678
0.31670
-0.0390
0.0218
1.0172
455
-0.01874
0.01046
0.31166
-0.0618
0.0345
1.0273
460
-0.02608
0.01485
0.29821
-0.0909
0.0517
1.0392
465
-0.03324
0.01977
0.27295
-0.1281
0.0762
1.0519
470
-0.03933
0.02538
0.22991
-0.1821
0.1175
1.0646
475
-0.04471
0.03183
0.18592
-0.2584
0.1840
1.0744
480
-0.04939
0.03914
0.14494
-0.3667
0.2906
1.0761
485
-0.05364
0.04713
0.10968
-0.5200
0.4568
1.0632
490
-0.05814
0.05689
0.08257
-0.7150
0.6996
1.0154
495
-0.06414
0.06948
0.06246
-0.9459
1.0247
0.9212
500
-0.07173
0.08536
0.04776
-1.1685
1.3905
0.7780
505
-0.08120
0.10593
0.03688
-1.3182
1.7195
0.5987
510
-0.08901
0.12860
0.02698
-1.3371
1.9318
0.4053
515
-0.09356
0.15262
0.01842
-1.2076
1.9699
0.2377
520
-0.09264
0.17468
0.01221
-0.9830
1.8534
0.1296
525
-0.08473
0.19113
0.00830
-0.7386
1.6662
0.0724
530
-0.07101
0.20317
0.00549
-0.5159
1.4761
0.0398
535
-0.05136
0.21083
0.00320
-0.3304
1.3105
0.0199
540
-0.03152
0.21466
0.00146
-0.1707
1.1628
0.0079
545
-0.00613
0.21487
0.00023
-0.0293
1.0282
0.0011
550
0.02279
0.21178
-0.00058
0.0974
0.9051
-0.0025
555
0.05514
0.20588
-0.00105
0.2121
0.7919
-0.0040
560
0.09060
0.19702
-0.00130
0.3164
0.6881
-0.0045
565
0.12840
0.18522
-0.00138
0.4112
0.5932
-0.0044
570
0.16768
0.17807
-0.00135
0.4973
0.5067
575
0.20715
0.15429
-0.00123
0.5751
0.4283
-0.0034
580
0.24526
0.13610
-0.00108
0.6449
0.3579
-0.0028
585
0.27989
0.11686
-0.00093
0.7071
0.2952
-0.0023
590
0.30928
0.09754
-0.00079
0.7617
0.2402
-0.0019
595
0.33184
0.07909
-0.00063
0.8087
0.1928
-0.0015
600
0.34429
-0.00049
0.8475
0.1537
-0.0012
605
0.34756
-0.00038
0.8800
0.1209
-0.0009
610
0.33971
0.03557
-0.00030
0.9059
0.0949
-0.0008
615
0.32265
0.02583
0.9265
0.0741
-0.0006
620
0.29708
0.01828
-0.00015
0.9425
0.0580
-0.0005
625
0.26348
0.01253
-0.00011
0.9550
0.0454
-0.0004
630
0.22677
0.00833
-0.00008
0.9649
0.0354
-0.0003
635
0.19233
0.00537
-0.00005
0.9730
-0.0002
640
0.15968
0.00334
-0.00003
0.9797
0.0205
645
0.12905
0.00199
0.9850
0.0152
650
0.10167
0.00116
0.9888
0.0113
-0.0001
655
0.07857
0.00066
0.9918
0.0083
660
0.05932
0.00037
0.00000
0.9940
0.0061
665
0.04366
0.00021
0.9954
0.0047
670
0.03149
0.00011
0.9966
0.0035
675
0.02294
0.00006
0.9975
0.0025
0.0000
680
0.01687
0.9984
0.0016
685
0.01187
0.00001
0.9991
0.0009
690
0.00819
0.9996
0.0004
695
0.00572
0.9999
0.0001
700
0.00410
1.0000
705
0.00291
710
0.00210
715
0.00148
720
0.00105
725
0.00074
730
0.00052
735
740
0.00025
745
750
0.00012
755
0.00008
760
765
0.00004
770
775
780
圖5-26 CIE-RGB光譜三刺激值
（四）、 負刺激值 從表5-2中可以看到，在很多情況下光譜三刺激值是負值（負刺激值），這是因為待配色為單色光，其飽和度很高，而三原色光混合后飽和度必然降低，無法和待配色實現匹配。為了實現顏色匹配，在實驗中須將上方紅、綠、藍一側的三原色光之一移到待配色一側，并與之相加混合，從而使上下色光的飽和度相匹配。例如，將紅原色移到待配色一側，實現了顏色匹配，則顏色方程為 …………………（5-4） 因此，待配色 …………………（5-5） 所以 出現了負值。 （五）、 色度坐標 在顏色匹配實驗中，為了表示R、G、B三原色各自在R+G+B總量中的相對比例，我們引入色度坐標r、g、b。 …………………………………（5-6） 從上式可知 r+g+b=1 若待配色為等能光譜色，則上式可寫為 ………………………（5-7） 式中 為光譜色度坐標，計算出的數值見表5-2。圖5-27是按表5-2中光譜色度坐標的數據畫出的rg色度圖的輪廓曲線。在偏馬蹄形的光譜軌跡中，很大一部分色度坐標r是負值。這一系統規定的等能白光（E光源，色溫5500K），位于色度圖的中心（0.33，0.33）。在CIE rg色度圖中色度坐標反映的是三原色各自在三刺激值總量中的相對比例，一組色度坐標表示了色相相同和飽和度相同而亮度不同的那些顏色的共同特征，因此CIE rg色度圖并不反映顏色亮度的變化，色度圖的輪廓表達出了顏色的色域范圍。1931CIE-RGB系統的 光譜三刺激值是從實驗得出來的，本來可以用于顏色測量和標定以及色度學計算，但是實驗結果得到的用來標定光譜色的原色出現了負值，正負交替十分不便，不宜理解，因此，1931年CIE推薦了一個新的國際色度學系統——1931CIE-XYZ系統，又稱為XYZ國際坐標制。
圖5-27 CIE rg色度圖
浙公網安備 33010802009080號
