看懂视频的色彩管理之 CIE1931色度图

色彩管理测试和分析过程中，以及显示类产品的技术指标中经常会看到一些色域的描述（如72%NTSC等），这些指标依据的标准就是CIE1931色度图。

CIE（http://www.cie.co.at）国际照明委员会，制定了一系列的色度学标准，在视频领域沿用至今。

CIE在1931年定义了标准观察者、标准光源、CIEXYZ基色系统、CIE1931色度图。CIE1931色度图给出了人类正常视觉（1931标准观察者）能感受到的色域。

1960年和1976年该标准进行了更新，1976年CIE国际照明组织定义了两种近似视觉均匀的色彩系统，CIELUV和CIELLAB。这两种系统计算相对复杂，并不能直接应用于视频工程领域。所以至今大部分色彩理论基础还在沿用1931标准。

专业测试软件中，关于色度值的测量是非常重要的：

CalMAN色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

LightSpaceCMS色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

尊正TruecolorNavigator色彩管理系统关于CIE1931色度值的测试图

依据色彩管理测试流程，需要用信号源给被测试的显示设备一组测试信号，由色度计测量显示设备实际的色度值，然后由色彩管理软件计算并给出测试色度的坐标等，用于分析和校正流程。

CIE1931色度图解读

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。

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：