在建立新的色度系統(tǒng)時(shí)，首先要選定作為基準(zhǔn)的三原色。在選擇假想的（X）、（Y）、（Z）三原色時(shí)，主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：

（1）為了避免如CIE1931 RGB系統(tǒng)中的F（入）、g（入）、b（x）光譜三刺激值和色品坐標(biāo)那樣出現(xiàn)負(fù)值，就必須在（R）、（G）、（B）三原色之外選擇一組新的三原色，并且由此組成的三角形應(yīng)能包圍整個(gè)光譜軌跡。這組三原色（X）、（Y）、（Z）中的（X）代表假想的紅色，（Y）代表假想的綠色，（Z）代表假想的藍(lán)色。

（2）在 CIE1931 RGB系統(tǒng)中的光譜軌跡560 ~700 nm是一條直線，在這條直線上的兩個(gè)顏色以不同的比例混合就能得到這兩種顏色之間的各種光譜顏色，所以新三原色的XY邊應(yīng)選擇與這一直線重合。

（3）規(guī)定原色（X）和（Z）的亮度為零，所以XZ線稱為無亮度線。在無亮度線上的各點(diǎn)均僅代表色度，而原色（Y）則同時(shí)代表顏色的亮度和色度。

根據(jù)三原色匹配成等能白時(shí)其相對(duì)亮度的比例關(guān)系：

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上述二元一次直線方程式（10）即為XZ無亮度線方程，這是組成以假想色（X）、（Y）、（Z）為三原色的色三角的第一條邊。選取XYZ色三角的第二條邊XY與光譜軌跡上700 nm 和560 nm兩點(diǎn)連成的直線重合。根據(jù)光譜色700 nm 和560nm在 RGB系統(tǒng)的色品坐標(biāo)（r，g，b），可求出這一直線方程為

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而這些假想的三原色在新的XYZ系統(tǒng)中的坐標(biāo)（x，y，z）應(yīng)該是：（X）（1，0，0）；（Y）（0，1，0）；（Z）（0，0，1）。

解出了三個(gè)原色坐標(biāo)之后，還必須選擇一種參照白，以確定三刺激值的單位。XYZ系統(tǒng)是用相等數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白來規(guī)定各原色刺激值單位的，而等能白點(diǎn)在RGB系統(tǒng)色品圖中的坐標(biāo)（r，g）為（0.333 3，0.333 3）；同時(shí)，等能白點(diǎn)在新的XYZ系統(tǒng)中的坐標(biāo)（x，y）也為（0.333 3，0.333 3）。

在分別確定了上述三原色和等能白點(diǎn)在RGB系統(tǒng)和XYZ系統(tǒng)中的坐標(biāo)值之后，根據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)方法，可以求得 XYZ系統(tǒng)和RGB系統(tǒng)三刺激值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式為

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由 CIE 推薦的 RGB系統(tǒng)三原色（R）、（G）、（B）的波長分別為700nm、546.1nm、435.8 nm，按照上述轉(zhuǎn)換關(guān)系式可以根據(jù)其在RGB系統(tǒng)中的坐標(biāo)（r，g，b）計(jì)算出它們?cè)赬YZ系統(tǒng)中的色品坐標(biāo)（x，y，z），如表1所示。

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可見，采用轉(zhuǎn)換關(guān)系式（14）可計(jì)算出 CIE1931 RGB系統(tǒng)中各波長的光譜在 CIE1931 XYZ系統(tǒng)中相應(yīng)的色品坐標(biāo)，若將各波長譜線的坐標(biāo)點(diǎn)連接起來，就形成了 CIE1931 XYZ系統(tǒng)色品圖，如圖4所示。

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從CIE1931 RGB系統(tǒng)轉(zhuǎn)換而來的雙入）、y（入）、Z（入）三條曲線稱為“CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”，其對(duì)應(yīng)的曲線如圖5所示，它們分別代表匹配各波長等能光譜刺激所需要的紅（X）、綠（Y）、藍(lán)（Z）三原色的量。圖中的ぶ入）、（入）、（入）曲線所包括的面積分別用X、Y、Z來表示，其中由于y（入）曲線被設(shè)定為人眼的明視覺光譜光視效率V（入），所以Y值既代表顏色的色度，又代表顏色的亮度特性，而X和Z值只代表顏色的色度特性。

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CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值數(shù)據(jù)適用于20視場的中央視覺觀察條件，主要是中央窩錐體細(xì)胞起作用，也可用于1~40視場的顏色測(cè)量。對(duì)極小面積顏色的觀察，此數(shù)據(jù)不再有效，對(duì)于大于40視場的觀察面積，需要采用后面介紹的10?視場CIE1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者數(shù)據(jù)。CIE1931 XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)是在廣泛的試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到的平均人眼顏色響應(yīng)，是國際上顏色測(cè)量和表征的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是顏色計(jì)算和顏色測(cè)量儀器設(shè)計(jì)、制造的基本依據(jù)。

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