La palabra CIE es un acrónimo de Comission Internationale de l´Eclairage, que es el nombre francés de la Comisión Internacional sobra la Iluminación. En 1931, la CIE desarrolló un sistema para la especificación de los estímulos cromáticos utilizando los valores triestímulos de tres colores primarios imaginarios y un observador estándar.

EL OBSERVADO ESTÁNDAR CIE: De acuerdo con la teoría tricromática de la visión de los colores, un observador puede igualar un estímulo cromático dado mediante la mezcla aditiva de tres primarios. El observador estándar de la CIE es un observador ficticio. Es el resultado de experiencias en las que a muchos observadores reales se les pidió que igualaran una luz monocromática dada por medio de las mezclas de tres luces primarias. Este observador no es más que una tabla en la que se muestran las cantidades de cada primario que debe utilizar un observador medio para obtener cada una de las longitudes de onda del espectro visible.

LOS VALORES TRIESTIMULOS DE LA CIE: El sistema CIE de determinación del color se basa en la elección de tres primarios como colores patrón para la formación por mezclas aditivas de todos los demás colores del espectro. Los valores triestímulos son las cantidades de los tres colores primarios (rojo, verde y azul) que permiten describir un estímulo cromático. Los triestímulos CIE se llaman X, Y y Z.

Es imposible encontrar tres primarios reales tales que por medio de sus mezclas aditivas puedan obtenerse todos los colores existentes. Podemos comprobarlo en un sistema real reproductivo de mezclas aditivas como es la TV, en la que sólo puede verse una gama limitada de colores.

En 1931 cuando se especificó el sistema CIE se decidió utilizar tres primarios imaginarios tales que los valores triestímulos X, Y y Z fueran siempre positivos para todos los estímulos reales posibles (esa consideración de evitar el signo menos tenía mucha importancia en los días en que no existían ordenadores). El concepto de primarios imaginarios es complejo y no es estrictamente necesaria su comprensión para conocer el uso del sistema. Si la CIE hubiera utilizado tres primarios reales tales como el rojo, el verde y el azul, los valores triestímulos se representarían por R,V y Az., pero no fue así. La CIE diseñó su sistema de forma que uno de sus valores triestímulos - el valor Y - fuera directamente proporcional a la luminancia del total de la mezcla aditiva, esto es, que tuviera una sensibilidad espectral que correspondiera a la sensibilidad luminosa del ojo humano. La luminancia Y de una fuente luminosa se obtiene de forma continua por integración de su SPD - Distribución de Potencia Espectral - respecto a su función f(y) de mezcla de color para un Observador CIE Estándar.

Cuando a la luminancia Y se añaden las otras dos componentes X y Z (sin luminancia), calculadas por medio de la integración de las otras dos funciones de obtención del color f(x) y f(z), se obtienen las componentes conocidas como valores triestímulos XYZ que tienen la propiedad de llevar incluidas las características espectrales de la visión humana del color.

La tríada de colores primarios (rojo, verde, azul) que utiliza el sistema CIE XYZ son colores que en realidad no existen, son colores imaginarios a los que se llega a través de transformaciones matemáticas. En realidad ni siguiera son visibles pues tanto al rojo como al azul se les asigna luminancia cero, ya que toda la luminancia se le adjudica al imaginario verde primario. Así pues un color cualquiera vendrá determinado por sus componentes de rojo y azul más la luminancia que tenga el verde. La especificación de un color en el sistema CIE se escribe así: CIE (x,y, Y) añadiendo el nombre del iluminante si el objeto no es luminoso. Conforme disminuya la luminosidad Y disminuirá el locus, siendo menor el número de colores disponibles.

COORDENADAS DE CROMATICIDAD CIE x,y: Es conveniente, tanto para la comprensión conceptual como para el cálculo, tener una representación del color "puro" en ausencia de la luminancia. La CIE estandarizó un procedimiento para obtener dos valores cromáticos x e y a partir de los valores triestímulos XYZ, que se obtienen por medio de la transformación proyectiva:

x=X/(X+Y+Z)

y=Y/(X+Y+Z)

Siendo la cromaticidad total = 1= x + y + z

De esta manera un color puede mostrarse en un sistema cartesiano (diagrama de cromaticidad) como un punto de coordenadas (x,y). Esto es lo que se ha realizado en la figura en la que se han representado los colores del espectro.

La curva resultante, denominada locus, está determinada por las coordenadas de cromaticidad (x,y) correspondientes a los imaginarios rojo y verde de cada uno de los colores espectrales. Estas coordenadas (x,y) están calculadas a partir de los valores triestímulos. Un color queda definido en el Sistema CIE por medio de sus coordenadas de cromaticidad. Por ejemplo: un color F cuya longitud de onda es de 560 nm, tiene unos valores triestímulos de:

X=0.5945, Y=0.9950, Z=0.0039

La suma es X+Y+Z=1.5934

Las coordenadas de cromaticidad del color F serán:

x = 0.5945/1.5934=0.3731

y = 0.9950/1.5934=0.6244

z = 0.0039/1.5934=0.0025

Los valores x e y son los que se dibujan como coordenadas planas del color F. Si esto lo repetimos para todos los colores espectrales nos encontraremos con el gráfico denominado diagrama de cromaticidad CIE.

UTILIZACION E INTERPRETACION DEL LOCUS: Puesto que cualquiera que sea el color ha de cumplirse que x + y + z = 1, no existirá ningún color fuera del triángulo R-V-A llamado triángulo de Maxwell (ver 1ª figura).

Si unimos con una línea recta la longitud de onda de 400 nm con la longitud de onda de 700 nm nos encontraremos con la separación entre los colores reales y los imaginarios. La sensación de púrpura no puede obtenerse por medio de una sola longitud de onda. Para producir púrpuras se necesita una mezcla de ondas largas y ondas cortas, sin que contribuyan las ondas medias en su composición. Una vez cerrado el locus por medio de la línea de los púrpuras tendremos el espacio en el que se encuentran todos los colores del espectro.

Sea un color P (ver 2ª figura). Llamaremos longitud de onda dominante o tono del color a la intersección de la recta definida por P y el iluminante con el locus. La saturación del color viene determinada por la cercanía o lejanía del color respecto a la situación del iluminante. Cuanta más cerca esté del iluminante menos saturado es el color. Los colores totalmente saturados están en el perímetro del locus. La saturación suele darse en % de la relación de distancias existentes entre el iluminante y el locus y el iluminante y el color. En el ejemplo de la figura, la tinta P está definida por sus coordenadas cromáticas:

(x,y)=(0.375 , 0.397)

Prolongando la recta CP encontramos el punto Q situado en el perímetro del locus, que nos marca 575 nm que es la longitud de onda dominante. La saturación del color será CP/CQ = 0.39. Diremos que el color está saturado al 39%.

La tercera variable del color, el valor, viene determinado en el sistema CIE por el factor de luminosidad Y. Este factor no se encuentra en el diagrama CIE sino que se especifica aparte, como ya se ha indicado.