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1、色度學(xué)原理與CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)專業(yè)：紡織化學(xué)與染整工程姓名：王先鋒日期：2012年10月顏色科學(xué)1.基礎(chǔ)理論知識2.CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)3.均勻顏色空間和色差公式1.1顏色匹配實(shí)驗(yàn)Q：黑色扇面的作用引入概念——三刺激值“為了匹配某一特定顏色所需要的三原色的數(shù)量”意義：說明了顏色混合匹配的原理更精密的匹配——顏色光匹配實(shí)驗(yàn)顏色光匹配實(shí)驗(yàn)“同色異譜”的顏色配對：由三原色組成的顏色的光譜組成與被匹配的顏色光的光譜組成可能不一致。500nm左右，紅光出現(xiàn)了負(fù)值？匹配此波長的光譜色時(shí)，需要將紅色光源移至下方目標(biāo)光源處，從而上下方的光源可以做到顏色匹配，因此在曲線圖中產(chǎn)生負(fù)
2、的函數(shù)。1.2亮度相加三種不同顏色的色光：P*、Q*、R*。[P]、[Q]、[R]作為相應(yīng)顏色的單位量值，它們是任意取的。以之為基數(shù)，則可用p[P]、q[Q]、r[R]表示顏色的照度，其中p、q、r代表顏色的強(qiáng)度。調(diào)節(jié)[P]、[Q]、[R]的亮度，使它們光亮度相等，即：[P]/Lp=[Q]/Lq=[R]/Lr。Lp、Lq、Lr為各單位顏色的光亮度值。如果我們將p[P]、q[Q]兩色混合，調(diào)節(jié)p、q值使之與r[R]亮度相等。則此時(shí)：pLp+qLq=rLr。P份光亮度值為Lp的光混合1.3顏色的數(shù)學(xué)表示色度匹配當(dāng)給定一個(gè)色光照射時(shí)，可通過適當(dāng)比例的三原色混合，得到
3、與給定色光相同的顏色和亮度。色三角形三角形內(nèi)各點(diǎn)距三邊的距離為r、g、b，相當(dāng)于三原色的混合比例。顏色方程C[C]=R[R]+G[G]+B[B]可以將R*、G*、B*、C*看作是向量，[R]、[G]、[B]、[C]為單位向量，R、G、B、C為相應(yīng)的顏色強(qiáng)度和色量。R、G、B為顏色的三刺激值C[C]=R[R]+G[G]-B[B]（舉例：黃單色光）色度坐標(biāo)：三原色各自占R+G+B總量的相對比值。顏色C*的色度坐標(biāo)：r=R/R+G+B，g=G/R+G+B，b=B/R+G+B定義C*的單位值[C]=r[R]+g[G]+b[B]，則其色量C=R+G+Br+g+b=1rg
4、b的數(shù)值與R*G*B*所采用的單位光亮度有關(guān)規(guī)化[R][G][B]的單位值使白色位于色三角形的中心。令白色單位向量為[W]，且色度坐標(biāo)為r=g=b=1/3，即：[W]=1/3[R]+1/3[G]+1/3[B]顏色C*的單位光亮度：L[C]=rL[R]+gL[G]+bL[B]其中L[R]、L[G]、L[B]為[R][G][B]的光亮度值，它們不相等，為相應(yīng)的定值。顏色C*的色量C為：C=L/L[C]1.4色度相加原理與色譜圖色光C1[C1]：三刺激值R1G1B1，色度坐標(biāo)r1g1b1色光C2[C2]：三刺激值R2G2B2，色度坐標(biāo)r2g2b2混合后得到：C12[
5、C12]，其顏色方程如下：在色三角形坐標(biāo)中兩色混合的色度，相當(dāng)于C1*、C2*兩色依其色量C1、C2而形成的重心點(diǎn)。光譜色從380-780nm可見光波長范圍內(nèi)的單色光所對應(yīng)的顏色。光譜色是最純的，在色調(diào)上是最濃的，在色三角形中是不存在的，但是在其中混入部分白光，可使混合色進(jìn)入色三角形范圍內(nèi)。記波長500nm處的光譜色為C*500=C1[C1]，混入白光后：C1[C1]+W1[W]=G1[G1]+B1[B]根據(jù)色度相加原理，任何現(xiàn)實(shí)顏色的色度坐標(biāo)必然都在光譜軌跡與長短波兩端點(diǎn)連線所構(gòu)成的范圍之內(nèi)，由此構(gòu)成的圖譜稱為色譜圖。此光譜色的三刺激值至少有一個(gè)為負(fù)值，此點(diǎn)
6、在色三角形之外，且從理論上說明了三刺激值會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。1.5光譜三刺激值這部分是單波長向連續(xù)波長的一個(gè)延伸。光譜功率分布光源的光譜輻射按波長順序和各波長強(qiáng)度分布稱為光源的光譜功率分布。已知色光E的光譜功率分布E(λ)→三刺激值和色度坐標(biāo)？？每一波長λ的光譜色都有相應(yīng)的色度坐標(biāo)r(λ)g(λ)b(λ)，波長λ的單色光E(λ)dλ的亮度為kV(λ)E(λ)dλ，從而得出其色量值dC(λ)：K—規(guī)化系數(shù)，V(λ)—光譜光效率函數(shù)在設(shè)定r?(λ)、g?(λ)、b?(λ)的前提下得到如上公式。上式表示的是：r?(λ)、g?(λ)、b?(λ)函數(shù)一旦確定，對于任一色光，只要
7、測得它的光譜功率分布，就能計(jì)算出其色度坐標(biāo)。因此，r?(λ)、g?(λ)、b?(λ)稱為光譜三刺激值。1.6色度轉(zhuǎn)換同一種顏色相對于兩種不同的三原色將有不同的色度坐標(biāo)。以顏色C*為例，采用色向量來推導(dǎo)：三原色：R*G*B*，單位向量：[R][G][B][C]，三刺激值：RGB；三原色：X*Y*Z*，單位向量：{X}{Y}{Z}{C}，三刺激值：XYZ；[X][Y][Z]的色度坐標(biāo)分別為：(rx,gx,bx)、(ry,gy,by)、(rz,gz,bz)。從而有：[X]與{X}如何關(guān)聯(lián)呢？在色度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中，對X*Y*Z*體系可能按照不同的規(guī)化條件（例如采用不同的白
8、色），采用與R*G*B*體系不同的色度
