De CIE (Commission Internationale de l'Eciairage) is de commissie die zich internationaal bezighoudt met de bestudering van alle vraagstukken met betrekking tot licht (websitehttp://cie.co.atl). De commissie geeft leiding aan technische werkgroepen die specifieke problemen onderzoeken. Zo rond het begin van de 20e eeuw maakte de CIE een studie van een systeem voor numerieke vaststelling van gekleurde lichten, gebaseerd op de wetten van additieve kleurmenging. In 1931 publiceerde het CIE haar kleurensysteem, die de basis vormt voor de colorimetrie. In het systeem wordt elke kleur vastgelegd door 3 getallen X,Y en Z.
Additief kleurmengen met 3 golflengten
De experimenten waar het CIE systeem op is gebaseerd, gingen als volgt. In totaal 17 mensen met normaal kleurenzien deden mee in een color matching experiment. De proefpersonen keken in het donker naar een cirkel ter grootte van 2 graden visuele hoek. De cirkel bestond uit 2 helften. In de ene helft presenteerde men licht (een verzadigde kleur) waarvan de golflengte over het zichtbare gebied werd gevarieerd. In de andere helft moesten de proefpersonen steeds deze kleur namaken (matchen) door het mengen van het licht van drie primaire golflengten R=700nm, G=546.1nm, B=435.8nm. Dus, door de juiste intensiteiten van de drie golflengten in te stellen (de zogenaamde tristimuluswaarden) werd er een visuele overeenkomst verkregen met de andere cirkelhelft die slechts uit 1 golflengte bestond. Er ontstond echter een probleem. Bij sommige golflengten kon men alleen maar een match maken als deze eerst minder verzadigd werden gemaakt. Eigenlijk betekent dit dat men in de originele verzadiging de behoefte had om één van de primairen negatief te maken. Dit vindt men terug in het plaatje met de color matching functions, waarin de tristimuluswaarden r, g en b als functie van de golflengten staan. Het streepje boven r gen b geeft aan dat het om een gemiddelde gaat van de 17 proefpersonen.
De overgang van r,g,b naar x,y,z
Het feit dat er eigenlijk negatieve tristimuluswaarden nodig waren stelde men voor een probleem. Men was destijds bezig met de ontwikkeling van een kleurmeeti.nstrument, ':':laar . hadden dan 6 meetkanalen nodig (3 primairen die zowel positief als negatief konden zijn), Dit was ongewenst. Men bedacht daarom een transformatie van de primairen R,G en B die ertoe leidde dat er alleen nog maar positieve tristimuluswaarden zijn. Deze nieuwe primairen, X,Y en Z genaamd zijn denkbeeldige (imaginaire) primairen die buiten de RGB driehoek liggen, ze zijn niet in het echt te maken. Ze hebben theoretisch gezien een hogere verzadiging dan de spectrale kleuren. De bijbehorende color matching functions, met de aanduidingen x, y, z zijn dan inderdaad alleen maar positief.
Het resultaat is dat elke kleur nu gespecificeerd kan worden in termen van X,Y,Z. Dus, door het additief mengen van drie denkbeeldige primairen X, Y en Z kunnen we elke kleur maken. De bijbehorende set van color matching functions x, y, z staat bekend als de eIE 1931 standard observer of de 2° standard observer. Ze zijn van toepassing op kleurstimuli met een grootte tussen de 1 en 4 graden visuele hoek. Voor grotere stimuli moet men de eIE 1964 standard observer gebruiken, ook wel de 10° standard observer genoemd. Deze heeft net iets verschillende color matching functions.
Elke kleur laat zich dus beschrijven met de drie getallen X,Y en Z die elk groter of gelijk aan nul zijn. In plaats van deze 3 getallen specificeert men vaak de kleurcoördinaten x en y (aangegeven met kleine letters) en daarnaast Y. De kleurcoördinaten worden uit de tristimuluswaarden X,Y,Z berekend.
De som van de drie fracties x+y+z is gelijk aan 1. Als twee van drie bekend zijn kan de derde dus berekend worden (bijvoorbeeld z= 1-x-y). Een veel gebruikte manier van specificeren is met x,y,Y, let daarbij op het verschil in de kleine en grote symbolen. Grafisch wordt veel gewerkt met het x,y chromaticiteits-diagram met x langs de horizontale as en y langs de verticale as. De derde dimensie van de kleurspecificatie, Y, moet dan loodrecht op dit diagram gedacht worden. In het 2-dimensionale x,y chromaticiteits-diagram is de waarde van Y dus niet weergegeven, deze wordt in het x,y vlak constant verondersteld. Onderstaand plaatje met een kleurweergave van het x,ydiagram komt men vaak tegen maar is feitelijk niet juist. Alle kleuren zouden dezelfde helderheid moeten hebben. Op de rand van het diagram (de hoefijzer-vorm) liggen de spectrale kleuren bestaande uit 1 golflengte. De lijn die het rode uiteinde met het blauwe uiteinde verbindt wordt de purperlijn genoemd. Kleuren die op de purperlijn liggen zijn mengkleuren. In het midden van het diagram, met coördinaten x=O.333 en y=O.333 bevind zich het witpunt.
|