CIE1931とCIE1976

CIE1931

CIE 1931は1931年に国際照明委員会 (CIE)により定義されました。これは可視スペクトルの波長分布と人間の色覚における知覚色との間の関係を初めて定量的に定義した色空間です。これら色空間により定義される数学的な関係式は、カラーマネージメントに欠かせないツールであり、色の比較や照明付きディスプレイ、デジタルカメラなどの記録装置を扱う場合において非常に重要な情報になっています。

CIE 1931 色空間と1976 CIE LUV色空間が現在でも広く使用され続けています。

CIE 1931色度図

 

 

三刺激値

1920年代後半、ウィリアム·デビッド-ライトとジョン·ギルドは一連の実験を行いました。彼らは「人の目には3種類の錐体細胞があり、すべての色はこれらの3種類の錐体細胞の混合物で、これらの3種類の錐体細胞は大体赤、緑、青の3つ色を反映している」ということを発現しました。さらに、これらの錐体細胞は短波長 (420 nm–440 nm)、中波長 (530 nm–540 nm)、長波長 (560 nm–580 nm) に分光感度を有しています。これらの3つの波長は大体赤、緑、青の3つ色を反映しています。

3種類の錐体細胞の刺激レベルに対応するこれら3つのパラメータは、人間が感じるすべての色を表現できます。

観察者(CIE測色標準観察者とも呼ばれる)はすべての色が一致するとは限らないことを観察しました。そして、色に正しく合わせるために、いくつかの赤色をテストカラーに加えなければなりません。この現象は数式にも反映されており、負の値を含む赤色の曲線が得られます。これらの三つの曲線は標準化されており、CIE RGB等色関数r、g、bと呼ばれています。人々は負の数を理解するのが非常に難しいですから、国際照明委員会は CIE RGBに基づき、新しい関数を作成し、それをx、y、zと呼びます。この新しい CIE XYZ色空間は至るところで0以上で、CIE 1931 XYZ色空間とも呼ばれます。この CIE XYZ色空間は、人間の目で見ることができ、三次元の立方体として表示できるすべての可視色について説明するために作成されました。

三次元オブジェクトを理解するのが難しいですから、2次元オブジェクトを作成する必要があります。三刺激値の「Y」は明るさの尺度です。

 

CIE1976

しかし、「CIE 1931の最大の問題は色度均一性であり、直交座標における三次元色空間は視覚的に統一されていないこと」が人々に観察されていました。それを修正するために CIE 1976が発明されました。CIE1976(CIELUVとも呼ばれる)は、国際照明委員会 (CIE) が1976年に採択した色空間です。ほぼ同じ輝度の色にとって、CIE 1976はCIE 1931よりも均一な色間隔を有しています。「u」および「v」の値はCIE1931三刺激値XYZから算出でき、または色度座標xyから以下の式に従って計算することができます。

X、Y、ZはCIE 1931の三刺激値、x、yは色度座標です。

 

色度座標

2つの隣接するモジュール間で色差が顕著になるため、色度座標は、特定のディスプレイに対する色域およびLEDの適合性の最良の概算です。

CIE XYZ三刺激値は色の視覚にうまく対応していません。CIE XYZのYは明るさに関連しているため、観察にとっては容易です。より理解しやすい色システムを作成するために、国際照明委員会はCIE色度座標x、yおよびzをリリースしました。これら3つの値はCIE XYZから計算されます。Yは輝度関数を提供するため、「Yxy」の値はよくCIE色度座標として読み取られます。x、yおよびzの合計は1です。色度図のいずれにおいても、xの意味は水平軸で、yの意味は垂直軸です。

 

下の式に従って、XYZを色度座標に変換できます。

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