CIE 1931-RGB系統的色品圖和光譜三刺激值曲線圖

物體的顏色既取決于物理刺激，又取決于人眼的特性。為了定量的表示顏色，萊特和吉爾德分別進行顏色匹配實驗，他們通過實驗測定給出了光譜色的光譜三刺激值。為了定量的表示顏色，1931年，國際照明委員（簡稱CIE）總結萊特和吉爾德的顏色匹配實驗，推出了CIE 1931 RGB表色系統。

CIE 1931 RGB表色系統就是根據萊特和吉爾德實驗的測定結果，取二者的光譜三刺激值的平均值，作為該系統的光譜三刺激值。系統中全部的光譜三刺激值又常稱為CIE 1931 RGB色度觀察者。

萊特（W.D.Wright）在2°圓形視場范圍內，選擇650nm（紅），530nm（綠），460nm（藍）三單色光作為三原色匹配等能光譜的各種顏色。三刺激值的單位為：相等數量的綠和藍原色匹配494nm的藍綠色，相等數量的紅和綠原色匹配582.5nm的黃色，得出相對亮度單位為I:lG:lz。由10名觀察者在其目視色度計上進行實驗，測得一套光譜三刺激值數據。

吉爾德（J.Guild）在其目視測色計上由7名觀察者做了類似的匹配實驗。觀察視場也是20，選用三原色波長為630nm，542nm，460nm，三刺激值單位以三原色相加匹配NPL（英國國家物理實驗室的縮寫）白色光源，認為三原色的刺激值相等定出相對亮度單位為1：lG:lp，測得一套光譜三刺激值數據。CIE 將三原色轉換成700nm（R）、546.1nm（G）、435.8nm（B），以相等數量的三原色刺激值匹配等能白光（又稱為E光源）確定三刺激值單位，發現將兩個實驗結果經坐標變換后繪制在新色品圖上的結果很一致。因此，1931年CIE采用兩實驗的平均值定出匹配等能光譜色的RGB三刺激值，用r，g，b表示，稱為“CIE 1931 RGB系統標準色度觀察一刺激值”，簡稱“CIE 1931 RGB系統標準色度觀察者”（數據見附表2-1），代表人眼2°視場的平均顏色視覺特性，這一系統叫做CIE 1931-RGB色度系統。選700nm，546.1nm和 435.8nm 三單色光為三原色是因為700nm是可見光譜的紅色末端，516.1nm 和435.8nm為明顯的汞譜線，三者都能比較精確地產生出來。經實驗和計算確定，匹配等能白光的（R），（G），（B）三原色單位的亮度比率為1.0000：4.5907：0.0601，輻亮度比率為72.0962：1.3791：1.0000。光譜三刺激值與光譜色色品坐標的關系為

圖是根據1931年CIE-RGB系統標準觀察者三刺激值繪出的色品圖，在色品圖中偏馬蹄形曲線是所有光譜色色品點連接起來的軌跡稱為光譜軌跡。圖是以三刺激值為縱坐標，波長為橫坐標，繪出的光譜三刺激值曲線圖。

可以看到：r，g，b光譜三刺激值和光譜軌跡的色品坐標有很大一部分出現負值，其物理意義可從匹配實驗來理解，當投射到半視場的某些光譜色用另一半視場的三原色來匹配時，不管三原色如何調節都不能使兩視場顏色達到匹配，只有在光譜色半視場的原色用負值來表示，即出現負的色品坐標值。色品圖（圖5-4）的三角形頂表示紅（R）、綠（G）、藍（B）三原色。在色品圖上，負的色品坐標落在原色三角形之外。在原色三角形以內的各色品點的坐標為正值。