色度學(xué)介紹課件.ppt

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1、色度學(xué)PDOPT1大綱相關(guān)定義1顏色視覺2CIE標準色度學(xué)系統(tǒng)3色溫及標準照明體的定義42什么是色度學(xué)色度學(xué)是研究人的顏色視覺規(guī)律、顏色測量的理論與技術(shù)的科學(xué)色彩感知光源（Light）物體（Object）觀察者（Observer）3光度量的定義和單位光通量—按照CIE規(guī)定的人眼的視覺特性來評價的輻通量。單位：流明（lm）光強度—點光源在給定方向上，單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。單位：坎德拉（cd）光照度—投射在單位面積上的光通量。單位：勒克斯（lx）光亮度—離開、到達或者穿過某一表面，單位立體角、單位投影面積上的光通量。單位：尼特（nit）4亮度單位亮度常用單位(

2、nit)1nit=1cd/m2=1lm/m2/srsr—球面度(steradian)Ω(solidangle)=A/r2lwatt=683lm(lumen)at555nm5顏色的分類和特性非彩色是指白色、黑色和各種深淺不同的灰色。白色、黑色和灰色對光譜各波長的反射沒有選擇性，它們是中性色。彩色是指白黑系列以外的各種顏色。顏色非彩色彩色6彩色的特性彩色的三種特性明度：彩色光的亮度愈高，人眼就愈感覺明亮，即有較高的明度色調(diào)：光源的色調(diào)決定于輻射的光譜組成對人眼所產(chǎn)生的感覺，物體的色調(diào)決定于輻射的光譜組成和物體表面所反射（透射）的各波長輻射的比例對人眼所產(chǎn)生的感覺。

3、飽和度：表示彩色的純潔性，可見光譜的各種單色光是最飽和的彩色。7MunsellColorSystem孟塞爾標號：HV/C=色調(diào)明度值/彩度8顏色匹配實驗把兩個顏色調(diào)整成視覺上相同或相等的方法稱之顏色匹配以三原色R(700nm)；G(546.1nm)；B(435.8nm)匹配等能白光(匹配相同能量各波長的光譜色)9顏色方程Ｃ*代表被匹配的顏色，以[R]，[G]，[B]分別代表產(chǎn)生混合色的紅，綠，藍三原色，又以R，G，B分別代表紅，綠，藍三原色的數(shù)量（三刺激值），顏色方程為Ｃ*≡R[R]+G[G]+B[B]如果被匹配的顏色很飽和，用紅，綠，藍三原色實現(xiàn)不了匹配，這

4、種情況下可把一種原色加到被匹配的顏色上，再用另外兩原色進行匹配，這一顏色關(guān)系可用下式表示：Ｃ*+R[R]≡G[G]+B[B]這一方程在色度學(xué)中寫成：Ｃ*≡－R[R]+G[G]+B[B]匹配相等能量(等能)光譜色的三原色數(shù)量叫做光譜三刺激值，用表示。10色度坐標和色度圖在色度學(xué)中，我們不直接用三原色數(shù)量來表示顏色,而是用三原色各自在Ｒ＋Ｇ＋Ｂ總量中的相對比例來表示顏色，即色度坐標GRB(R,G,B)(r,g)(0,1,0)(1,0,0)(0,0,1)因為r+g+b=1,所以只用r和g兩個坐標即可表示一個顏色某一顏色C*的一個單位(C)≡r(R)+g(G)+b(B

5、)11顏色相加原理根據(jù)格拉斯曼顏色混合的代替律，可以得到顏色相加原理為：R3=R1+R2，G3=G1+G2，B3=B1+B2一個任意光源的三刺激值應(yīng)等于匹配該光源各波長光譜色的三刺激值之和，即：R=ΣR(λ)ΔλG=ΣG(λ)ΔλB=ΣB(λ)Δλ12TheCIE1931RGBSystemCIE1931RGB系統(tǒng)規(guī)定的三原色是700nm(R),546.1nm(G),435.8nm(B)1931CIE-RGB系統(tǒng)標準光譜三刺激值曲線這一組函數(shù)叫做“1931CIE-RGB系統(tǒng)標準光譜三刺激值”,簡稱為“1931CIE-RGB系統(tǒng)標準觀察者”。13TheCIE193

6、1RGBSystem光譜三刺激值與光譜色色度坐標的關(guān)系為14TheCIE1931XYZSystem建立1931CIE-XYZ系統(tǒng)是基于以下三點考慮:一、避免RGB系統(tǒng)中光譜三刺激值和色度坐標出現(xiàn)負值.則需另外選擇三個原色,這三個原色所形成的三角形色度圖能包括整個光譜軌跡.二、光譜軌跡540-700nm在RGB色度圖上基本上是一段直線,新的XYZ三角形的XY邊應(yīng)與這段直線重合,YZ邊應(yīng)盡量與光譜軌跡短波部分的一點(503nm)靠近.這是使光譜軌跡內(nèi)的真實顏色盡量落在XYZ三角形的較大部分空間。三、規(guī)定(X)和(Z)的亮度為零,XZ線稱為無亮度線(alychne)

7、,無亮度線各點只代表色度,沒有亮度.但Y既代表色度也代表亮度。15TheCIE1931XYZSystem光譜軌跡以及連接光譜軌跡兩端所形成的馬蹄形內(nèi)包括一切物理上能實現(xiàn)的顏色,原色點的色度是假想的.Y=0的直線是無亮度線某一顏色離開C(或E)點接近光譜軌跡的程度表明它的純度，愈靠近愈不純，愈遠離愈純，光譜軌跡上顏色的飽和度最高.CIE1931XYZ色度圖(顏色三角形)16TheCIE1931XYZSystem各曲線所包括的總面積分別用X,Y,Z代表CIE1931標準觀察者等能光譜各波長的總量是相等的，都是21.371.這表明一個等能光譜的白光是由相同數(shù)量的X，

8、Y，Z組成.曲線被調(diào)整剛好符合明視覺光