摘要：本文詳細闡述了從CIE RGB色坐標(biāo)圖到CIE XYZ色坐標(biāo)圖的轉(zhuǎn)換過程。由于RGB色坐標(biāo)存在負值問題，因此引入了新的顏色標(biāo)準XYZ。文章首先介紹了制定新顏色標(biāo)準時的三個條件，然后詳細推導(dǎo)了從RGB到XYZ的轉(zhuǎn)換公式。通過假設(shè)和聯(lián)立方程，求得了XYZ在RGB色度圖中的坐標(biāo)，并得出了XYZ和RGB三刺激值之間的關(guān)系。最后，通過將RGB色坐標(biāo)圖中的色坐標(biāo)帶入得到的公式中，完成了兩種色坐標(biāo)圖之間的轉(zhuǎn)換。

自己做的一個總結(jié)，然后有其他的小伙伴以后遇到相同的問題的話希望有用，當(dāng)然其實應(yīng)該是沒有人看的。

那就，開始了？

首先看一下CIE RGB色坐標(biāo)圖和CIE XYZ色坐標(biāo)圖，由于RGB中存在負值問題，所以就有了新的顏色標(biāo)準XYZ，以此解決負值問題。

首先說一下，在制定新的顏色標(biāo)準時提出了三個條件，分別是：

1.三刺激值均為正

2.某一原色的刺激值正好代表混合色的亮度，而另外兩種原色對混合色的亮度沒有貢獻(后來就選中了Y，所以Y其實代表了混合色光的亮度)

3.當(dāng)三刺激值相等時，混合光仍代表標(biāo)準（等能）白光

接下來就要開始推導(dǎo)怎么從第一幅圖到第二幅圖了！

先假設(shè)：RGB、XYZ分別為兩種顏色空間的三原色的單位，分別為三刺激值，rgb、xyz為歸一化后的值，即：(公式好難打，我就直接貼word里的圖了)（評論里的小伙伴說了另一種表示的方法，其實只是用不同的符號表示而已，那位小伙伴的表示法會用的更多一點，而我是因為當(dāng)時老師的作業(yè)用的是這種表示法）

由于XYZ可分別由RGB混合得到，所以：

其中：

在RGB得到的偏馬蹄形圖中，為了滿足提出的三個條件，我們可以分析得到

取Y的刺激值表示混合光的亮度，則X、Z都只表示色相而無亮度，即X、Z處于無亮度線上，即：

又因為：

聯(lián)立兩個式子就可以得到第一張RGB圖像中的直線XZ的方程：

2.由于要使三刺激值都為正，所以新組成的三角形XYZ要包含圖中所有的彩色點，所以可以分別取XY、YZ直線為：

聯(lián)立三條直線的方程就可以解得XYZ在RGB色度圖中的坐標(biāo)：

由于上面的得到的是在色度圖中的坐標(biāo)，是經(jīng)過了歸一化的，所以真實的XYZ用RGB表示的三刺激值應(yīng)該乘上C，即：

對上面的矩陣求一個逆矩陣就可以將RGB用XYZ表示，即：

其中A是相應(yīng)的C的倒數(shù)。

由于任意一種顏色C都可以用RGB和XYZ顏色空間進行表示，所以可以得到以下的關(guān)系：

所以XYZ和RGB的三刺激值之間的關(guān)系為：

接下來我們要做的就是求出A了！

由前面得要求二可知Y的刺激值表示的是混合色的亮度，且已知當(dāng)時的混合色為等能白光，亮度L=5.6505，帶入可解得：

又由于要求三知等能白光時XYZ空間也有三刺激值相等，所以此時還有：

帶入可解得：

所以兩種顏色空間三刺激值之間得關(guān)系為：

因為色坐標(biāo)圖是經(jīng)過歸一化得，所以歸一化后的關(guān)系為：

到這一步，我們就可以把之前RGB色坐標(biāo)圖中的色坐標(biāo)（r，g）帶入上面的式子中得到XYZ色坐標(biāo)圖中的色坐標(biāo)（x，y），就完成了最前面兩幅圖之間的轉(zhuǎn)換了！