ppt04-顏色表示模型

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1、§1.3顏色表示模型《計算機圖形學》計算機科學與技術系紀連恩顏色模型問題顏色屬于物理學和生物心理學范疇顏色的形成是一個復雜的物理和心理相互作用的過程，它涉及到光的傳播特性、人眼結構及人腦心理感知等內(nèi)容。一個顏色模型是一種在某種特定上下文中對顏色的特性和行為的解釋方法沒有一種顏色模型能解釋所有的顏色問題。在圖形應用中，某些模型用于在打印機和繪圖儀上如何輸出彩色；另一些模型則為用戶提供更直覺的顏色參數(shù)?！耦伾Ｐ蛦栴}?光的描述?視覺顏色?物理顏色?顏色匹配●CIE-XYZ模型●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用光的顏色描述光是一種電磁

2、波，常用波長或頻率來說明各種顏色，由于波長比頻率容易處理，故光譜顏色常用波長來指定。低頻端是紅色，高頻端是紫色人眼對顏色(或色度/主頻率)、明度和純度三種特征作出反應。明度(brightnese)：人感受到的物體的光亮度，單位時間、單位角度及單位投射面上光源幅射的能量。光純度(purity)或飽和度(saturation)：純度說明光的顏色表現(xiàn)得多純，淡顏色說明不太純。色度(chromaticity)：決定顏色的基本色彩?！耦伾Ｐ蛦栴}?光的描述?視覺顏色?物理顏色?顏色匹配●CIE-XYZ模型●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用

3、視覺彩色描述從視覺角度，顏色以色彩(Hue)、飽和度(Saturation)和明度來描述。色彩：指顏色是紅、綠，還是藍。它是一種顏色區(qū)別于另一種顏色的最重要特征；飽和度：反映顏色的純度當向某種顏色中加入白色時就降低了它的飽和度；明度：即人眼感知到的光的亮度。色彩、飽和度和明度的關系如圖所示。明度沿顏色空間的中心線變化，色彩沿圓周變化，飽和度沿著半徑變化。值得注意的是：色彩、飽和度和明度都是主觀量，它們是顏色的非精確描述。黑色彩飽和度明度白綠藍●顏色模型問題?光的描述?視覺顏色?物理顏色?顏色匹配●CIE-XYZ模型●圖形顏色模型●顏色模

4、型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用物理彩色描述從物理學(色彩學)角度，顏色以主波長(Dominantwavelength)、色純度(Purity)和亮度來描述。主波長：決定顏色的基本色彩；色純度：反映該顏色中純色光與白色光的比例；亮度：就是顏色光的強度。主波長、色純度和亮度描述了產(chǎn)生某種顏色的光特性，光與顏色之間存在著一定的對應關系，那么描述一束光也就等價于描述了它所對應的顏色。顏色描述需要三個量，這說明顏色空間是三維的。三基色：任意互不相關(任意兩種的組合不能產(chǎn)生三種中的另一種顏色)的三種顏色構成顏色空間的一組基。最常用的三基色是紅色R、綠色G與藍

5、色B。三基色通過適當?shù)幕旌夏墚a(chǎn)生所有的顏色。●顏色模型問題?光的特性?光的描述?視覺顏色?物理顏色?顏色匹配●CIE-XYZ模型●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用顏色匹配顏色匹配：給定三基色對應的光譜能量分布，考慮按什么樣的比例將它們混合才能與給定任一光譜能量分布（顏色）相同。顏色匹配公理：人眼只能識別顏色的三種不同刺激，顏色空間是三維的。任何一種顏色都能由三基色表示，若采用紅、綠和藍為三基色，則顏色F的表達式為：F=R[R]+G[G]+B[B],[R,G,B]為F的顏色坐標，[R],[G],[B]為三基色。F的亮度是紅、綠、藍

6、分量的亮度和：YF=RYR+GYG+BYB。顏色的混合具有下列性質(zhì)：F1+F2=(R1+R2)[R]+(G1+G2)[G]+(B1+B2)[B]kF=kR[R]+kG[G]+kB[B]。若F1=F2，F(xiàn)2=F3，則F1=F3。●顏色模型問題?光的特性?光的描述?視覺顏色?物理顏色?顏色匹配●CIE-XYZ模型●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用CIE-XYZ模型國際照明委員會(CIE)于1931年定義了XYZ顏色模型沒有一組彩色光源可用來組合顯示所有可能的顏色CIE定義各種顏色的加色空間：X、Y、Z三基色同時，CIE定義了一組彩色

7、匹配函數(shù)描述任何一種光譜色所需每一種基色的量。一組CIE基色稱為XYZ顏色模型，任一顏色F可表示成：F=X[X]+Y[Y]+Z[Z]。其中：[X]、[Y]和[Z]表示三維加色空間向量(即三種基色)；X、Y、Z指為匹配F所需標準基色的量(權)；一般，CIE-XYZ中特別選顏色F坐標分量Y為其亮度值?！耦伾Ｐ蛦栴}●CIE-XYZ模型?標準函數(shù)?色度圖?顏色范圍?顏色特性●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用標準基色函數(shù)通過基色權向量(X,Y,Z)的規(guī)范化來定義其色度坐標(x,y,z)：●顏色模型問題●CIE-XYZ模型?標準函數(shù)?色度

8、圖?顏色范圍?顏色特性?紫光線●圖形顏色模型●顏色模型轉(zhuǎn)換●顏色模型應用XYZ顏色空間注意：x+y+z=1→(x,y,z)落在X+Y+Z=1平面上。只要已知色度坐標(x,y)就可表示所有顏色，因：z=1-x