CIE 1931色彩空间：定义与视觉测量的基础

CIE 1931色彩空间是颜色感知研究中的关键色彩模型，由国际照明委员会（CIE）于1931年创建，作为最早采用数学方法定义的色彩空间。它的发展源于W. David Wright和John Guild在1920年代末的实验，这些实验的结果被整合到CIE RGB色彩空间中，进而衍生出CIE XYZ色彩空间。这个空间的基础是人类视网膜上的三种视锥细胞，分别对应短波（S，420-440纳米）、中波（M，530-540纳米）和长波（L，560-580纳米）的光敏感性。这三种视锥细胞的响应比例可以用来描述颜色的主观感觉，形成了所谓的LMS空间。 CIE XYZ色彩空间的核心在于三色刺激值，即通过混合红色、绿色和蓝色（虽然X、Y、Z名称暗示，它们并非实际的颜色，而是颜色的抽象参数）来定义每种颜色。XYZ代表的不是物理波长，而是经过CIE 1931 XYZ颜色匹配函数计算出的人眼对不同光谱响应的量化。这种空间的目的是提供一个客观的方式来表达颜色，使得不同设备间的颜色转换变得可能，对于显示器校准、色彩管理和印刷等领域至关重要。 CIE XYZ色彩空间与格拉斯曼定律密切相关，后者阐述了颜色混合的基本原理，即红、绿、蓝三原色按一定比例混合可形成所有可见颜色。然而，在CIE XYZ色彩空间中，颜色的表示更复杂，因为它考虑了人眼的生理特性，使得颜色空间的转换更加准确和标准化。 此外，CIE XYZ色彩空间还有一个重要的应用是CIExy色度图，这是一种将XYZ坐标转换为xy坐标系下的色度表示，方便进行色彩对比和色彩心理学分析。这种色度图简化了颜色在空间中的可视化，有助于设计者理解和调整颜色方案。 CIE 1931色彩空间作为色彩理论与实践的关键桥梁，对于理解颜色在不同环境和设备间的交互具有重要意义，对于图像处理、视觉设计以及色彩科学的诸多领域都有着不可替代的作用。