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最近在大话成像技术交流QQ群经常有群友讨论做成像这行的技术发展方向，成像技术可以说一个综合科学，从业者的技术方向包括了图像传感器（半导体方向），图像处理（电子信息、自动化方向），镜头设计（光学方向），相机软件（计算机软件方向），甚至做电机，马达这些（机械方向），等等。从成像系统图像质量的角度而言，颜色科学毫无疑问是一个重要的技术方向。
颜色科学最早的起源可以追溯到古希腊时代，公元前三世纪亚里士多德对色彩的思考见诸于其著作《论色彩》，而托勒密在公元二世纪所著的《光学》也阐述了古人对色彩的理解。色彩理论的形成始于18世纪，英国物理学家牛顿在1704年出版了他的《光学》一书，这是牛顿在1687年出版《自然哲学的数学原理》（万有引力定律）之后的第二部奠基现代科学的著作。牛顿光学建立了光谱作为颜色科学分析的理论基础。从此围绕牛顿的色彩理论产生了基于物理学与数学的颜色科学，与传统色彩理论分裂。
在牛顿奠定颜色科学之后的100多年，有几个主要的基础性的颜色科学著作：
*法国工业化学家米歇尔·欧仁·谢弗勒尔的《同时色彩对比定律》（1839 年） 。
*英国画家查尔斯·海特 (Charles Hayter )出版了《关于三种原始颜色作为基本信息的完美系统的新实用论文》伦敦 1826 年，他在书中描述了如何仅从三种颜色中获得所有颜色。
*美国物理学家奥格登·鲁德 (Ogden Rood ) 的《现代色彩学》 (1879 年)
*美国画家阿尔伯特·孟塞尔(Albert Munsell )（《孟塞尔色彩书》(1915 年)，他发明了著名的孟塞尔颜色系统。
*德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)（《彩色图集》，1919 年）
整个19世纪颜色科学主要是服务于印刷，染布这些行业，各个工厂各自有自己的配方，生产不同颜色的颜料或者染料。进入二十世纪后，由于汽车、轮船、飞机的发明和普及，照明变成了颜色科学的一个重要领域。比如：轮船上用特定颜色的灯做灯语的发射装置。
飞机上要在机身的不同位置装不同颜色的灯在夜间来标识飞机的朝向和位置。
汽车和火车就更不用说了，交通信号灯在1868年首先在英国使用，后来逐渐在欧洲普及。
当交通领域装备不同颜色的照明灯光的时候，他们就需要统一颜色定义，比如两条船在海上相遇，灯光的颜色如果不统一，就无法正确使用灯语交流。所以大家意识到需要建立一个统一的颜色定义体系以标准化灯光的颜色。于是在1931年，法国巴黎，国际照明委员会CIE决定开个会讨论照明的颜色标准化问题。
当时整个世界正值大萧条时期，欧洲有15%的人失业，美国失业率达到25%。CIE（国际照明委员会）经费有限就选了一个巴黎的破旧小会议室召开了这次会议。
虽然场地很简陋，但是这次会议发表了CIE1931色彩空间，该空间定义了可见光谱与人类色彩视觉对特定颜色的视觉感受之间的关系，可以说是现代颜色科学工业化的里程碑。
虽然CIE的这次会议是在法国召开，不过主导这次会议的是英国和美国，因为当时这两个国家在颜色科学领域居于统治地位，他们已经各自建立起一套标准系统，这次会议的实际目的就是大家投票来选定哪个作为国际标准。
当时英国建立的标准叫Guild's system，是由英国科学家John Guild创立的，是三基色的加性系统，John Guild作为英国的代表参会。
美国的系统叫US system，是建立在Hue，Saturation，和brightness基础上的。美国科学家Irwin Priest作为美国代表参会。
这两个人在CIE开会之前的一周就先到了巴黎，两个人吵了一周，谁也没能说服另一方，等到CIE正式开会时候，两人已经精疲力竭。英国的Guild system有一个数学上的优势，它很容易转换到其他系统，这一点成为了它最终胜利的关键。所以CIE的会议最终基本上采纳了英国的系统作为国际标准，这就是CIE 1931。
基于Guild's system,通过三个不同波长（基色）的光混合可以产生任一其它颜色。
如果选择RGB作为基色，那么任何一个颜色都可以在RGB三维空间上有它的坐标，这就是所谓的色彩空间。
有了color space，你就可以用数学的方式来计算颜色，比如颜色1和颜色2混合（相加）可以得到颜色3.
这就是CIE RGB色彩空间。
有了CIE RGB色彩空间，我们可以从色坐标反推到光谱，这就在工程上非常有用。
CIE RGB这一色彩空间比较让人费解的部分就是颜色有负值，从下图可以看到，绿色的部分大部分x轴都是负值，这就让人觉得不直观，负的颜色是啥？
CIE-RGB的一个优点就是数学上它很容易转换，于是为了避免出现负值，Guild的工作组对CIE-RGB做了个线性数学变换（旋转和拉伸），把RGB映射到XYZ，
于是这个新的色彩空间就被命名为CIE XYZ色彩空间。
CIE XYZ的三个基点不再对应物理上的RGB三个波长光源，而是虚拟的三个基点，它是个纯数学上的概念，所以被直接称为XYZ。
CIE-XYZ看起来很完美，颜色坐标都是正值且归一化到1，Y轴反应了亮度，颜色看起来也挺均匀，在选定的Y轴上做一个切片，就可以得到在这个亮度下的XZ平面下的所有颜色。这对于显示器的设计太友好了，Y=1就对应显示器的最大亮度。它也可以回推到CIE-RGB再到specturm。
CIE-XYZ基本上成了所有衍生色彩空间的基石，每个公司可以为自己的设备根据物理特性定义自己的色彩空间，比如Adobe 有adobe RGB，Microsoft 有sRGB，Apple有apple RGB，他们都有与CIE XYZ的转换公式。既然CIE-XYZ看起来很完美，为什么这些公司还要自己定一个色彩空间呢？
前边说到CIE-XYZ的三基点是虚拟的，纯粹的数学概念，不像CIE-RGB，RGB三个基点是有对应波长的物理光源的，所以CIE-XYZ被称为设备无关色彩空间，因为没有设备可以直接依照它来生产。而XXX-RGB是设备相关色彩空间，显示器厂家可以生产RGB三个射线管或者发光二极管来显示色彩，这就是为什么各显示器厂家喜欢自己定义一套XXX-RGB色彩空间。而色彩测量和计算的领域，往往都会到CIE-XYZ色彩空间，因为它是一个纯粹的数学空间。除了CIE XYZ,设备无关色彩空间还有CIE-Lab等等，CIE国际照明委员会对颜色的研究和标准化也没有止步于1931年，我们经常听到的还有CIE 1976，CIE1986，CIE2000 等等，我们在后边的文章再介绍颜色科学的这些进化。
