色彩管理之CIE1931色度图

色彩管理之CIE1931色度图

在色彩管理测试和分析过程中,我们经常会看到CIE1931色度图,它是CIE(国际照明委员会)制定的一种色度学标准,它给出了人类正常视觉(1931标准观察者)能感受到的色域,在视频领域一直沿用至今。在专业的色彩管理软件中,色度值的测量非常重要,因此每一款软件都有它独有的色度图呈现:

· CalMAN色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

影视色彩管理专家,色彩管理软件

· LightSpaceCMS色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

影视色彩管理专家,色彩管理软件

·尊正Truecolor Navigator色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

影视色彩管理专家,色彩管理软件

这张CIE1931色度图,我们该如何读懂它呢?

在CIE色度图上,可见光范围分布呈马蹄形,越靠近马蹄形边缘的坐标饱和度越高,马蹄形左右两边的曲线代表波长380nm-780nm连续变化的单色光称为光谱轨迹。光谱轨迹的端点(位于红色和蓝色处)是由一条直线连接起来的,这条直线代表紫色,紫色是由红色和蓝色构成的组合颜色。在这个封闭边界的区域包含了所有可以通过混合不同颜色的光而生成的颜色。距离边界越近的颜色,其饱和度就越大。处于边界线内的颜色越接近图的中心,饱和度越小(白色或灰色)。图中的每一个点代表唯一的一种颜色,可以用其x,y坐标来指定。

影视色彩管理专家,色彩管理软件

在CIE系统里,红、绿和蓝的亮度被转换为三色值,并用大写字母X、Y和Z表示,这些值表示基本色的相对量。CIE1931坐标x,y和z是由X、Y和Z推导而来的,坐标x,y和z称为色度坐标,三者之和恒等于1。因此z总可以用x,y来表示,为了表示任何颜色,只需要指定x和y的值,相应的构图也可以是二维的。

典型情况下,信号源或显示器指定三个(x,y)的坐标(R、G、B)来定义要使用的三个基本色。由这三个(x,y)坐标形成的三角形围成的色域为该信号源或显示器所能产生的颜色。这三种颜色组成的集合并不能生成所有可能的颜色。显示器和信号源通常要使用白色的坐标(x,y),因为白色通常并不能被直接采集到或再生。例如HD的参考色域REC709:

影视色彩管理专家,色彩管理软件

亮度信息并不包含于标准的CIE1931色度图中,而是垂直于(x,y)平面的一个轴。颜色越亮,色度取值范围越小。

当下各种视频标准使用的是不同的色度和参考白点值,当信号源和显示器的值不匹配时会发生颜色误差,通过一个查找表或校正矩阵可以在显示设备上得到校正和补偿。显示设备是否能够再现还原视频标准,一方面由显示设备的技术参数决定,另外一方面是否具备色彩管理校正的能力也很重要。如果你能读懂CIE1931色度图,以后在色彩管理时就会规避一些低级的错误。