关于负值匹配及原因分析-光矢量色谱理论解析

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：在1931CIE-RGB系统标准色度观察者匹配光谱色三刺激值中，在匹配每一个光谱色时，在（λ）、（λ）、（λ）三个刺激值中，总有一个是负值。在色度坐标上出现负值也不方便计算，所以就对RGB坐标系统做了坐标变换，变换成另一个XYZ坐标系统。那么，为什么在RGB三个基本色匹配过程中总要出现负值匹配呢？注意到三基色RGB负值的大小随着目标色波长的移动，也就是随着目标色在复频谱上相位的移动，逐渐由小到大，达到一个最大值以后，又渐渐变小。

在1931CIE-RGB系统标准色度观察者匹配光谱色三刺激值中，在匹配每一个光谱色时，在 pagenumber_ebook=88,pagenumber_book=81 （λ）、（λ）、（λ）三个刺激值中，总有一个是负值。按照色矢量合成中间色原理，合成任意一个目标色，仅仅需要与它相邻的两个色矢量就可以了。为什么还会出现第三个色矢量，并且还是负值，确实不好理解。在色度坐标上出现负值也不方便计算，所以就对RGB坐标系统做了坐标变换，变换成另一个XYZ坐标系统。在新的坐标系统里，匹配的负值没有了，计算也方便了，可是XYZ变成虚拟的三个基本色了。

那么，为什么在RGB三个基本色匹配过程中总要出现负值匹配呢？用前面的平衡效率就可以回答这个问题。举例：用红（R）和绿（G）两个基本色相匹配，有红与绿两个色矢量rr与rg相加产生中间色矢量rp，按照平衡效率的原理，在生成中间色矢量rp的同时，还要产生一对大小相等、方向相反的色矢量h1和h2，见图8-1。这一对色矢量平衡后，矢量性质消失了，但平方后它们的能量还在，转化成白色与合成的中间色混合在一起，因而降低了这个中间色的饱和度。可是这个合成的中间色与匹配目标的光谱色虽然波长相同，但是饱和度却相对较低。为了使合成中间色与准单色光在视觉上达到匹配，看来只有降低准单色光目标色的饱和度，但是，如何降低呢？注意到与目标色的色相差最大的就是蓝基本色。按照色矢量平衡效率，只要从蓝基本色一边移一点蓝色光加在黄目标色准单色光一边，适当降低一点它的饱和度，从而使中间色与目标色在视觉上匹配。

用Y表示目标色，用RGB表示三基色，则有：Y+B（少量）=R+G。现在如果把方程左边B（少量）移到方程右边，变成负值Y=R+G-B（少量），结果是，为了匹配目标色Y，除了用R、G两个色矢量相加以外，只有把少量第三个基本色B加到目标色中，也产生一点白色，使之达到两色匹配，这少量第三个基本色B移到方程式的右边，就是-B负值匹配。(www.chuimin.cn)

上例虽然是在RG匹配中出现的只是负B匹配，但是平衡效率告诉我们，两个基本色之间的夹角φ>0°，必然有平衡矢量转化为白色，因此，在全光谱目标色匹配过程中，三个基本色都有负值匹配。注意到三基色RGB负值的大小随着目标色波长的移动，也就是随着目标色在复频谱上相位的移动，逐渐由小到大，达到一个最大值以后，又渐渐变小。三个基本色的负值的变化规律都一样，两头小，中间大。这个变化规律与两个色矢量在夹角固定条件下的平衡效率ηba的变化规律恰巧是一致的。

需要再一次强调，匹配中出现的中间色及平衡白色，在这些变化中，真正起作用的不是基本色光能量，而是由光色变换出的色矢量，记录的刺激值既不是光的能量也不是色矢量，而是光的视亮度。正如前文“第七章色矢量合成目标色”9个例题所示，只有知道了基本色光的窄波宽Δλ，把它换算成微弧度Δθ，并将刺激值换算成光能量层级的辐亮度，才可以按色矢量相加的原理进行计算。

关于负值匹配及原因分析-光矢量色谱理论解析

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