色度学基础知识

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1、彩色电视技术与维修实训根据机械工业出版社同名教材何丽梅等编第1章色度学基础知识教学目标了解光和色的基本知识，理解彩色三要素和色度的概念。掌握三基色原理、混色法和人眼的视觉特性。1.1.1光和色由光学理论知道，光是一种以电磁波形式存在的物质，它的波长范围大约在380～780nm（1nm＝10-9m）之间。由于这段电磁波的辐射能为人眼看得见，所以称为可见光，习惯上简称为光。人眼对不同波长的光引起不同的颜色感觉，例如，波长为400nm左右和波长为700nm左右的光，给人以紫和红的感觉。在可见光的范围内，按波长的依次递减，相应颜色排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七

2、种颜色，把这些色光混合在一起就得到白光。1.1光和色的基本知识电磁波谱图1-1把一束光（太阳光）斜射到玻璃棱镜上，通过棱镜折射后，可将其分解为波长由长到短排列的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色彩带，如图1－2所示。这种现象也表明了白光不是单色光，而是由七色光合成的。光和色本质上是一回事，色是光的一种形式，色既是客观物质，又是人眼对客观物质的视觉反映，色觉是视觉的一种特性。1.1光和色的基本知识图1-2太阳光的分解1.1.2彩色三要素亮度、色调和色饱和度称为彩色三要素。任何一种彩色对人眼引起的视觉作用，都可以用彩色三要素来描述。1)亮度:亮度是指人眼所感觉的彩

3、色的明暗程度，亮度取决于光线的强弱。另外，亮度与波长的长短有关，强度相同但波长不同的光给人眼的亮度感觉也是不同的，生活中观察15W的绿色灯泡发出的光比15W的红色灯泡亮，15W的红色灯泡比15W的蓝色灯泡亮，就是这个道理。1.1光和色的基本知识1.1光和色的基本知识2)色调:色调是指彩色的颜色类别，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别表示不同的色调。色调取决于彩色的光谱成分，不同波长的光具有不同的色调。3)色饱和度:色饱和度是指彩色的深浅程度。同一色调的彩色，其色饱和度越高，颜色越深。色饱和度与彩色中所掺入的白光比例有关，掺入的白光越多，色光越浅，色饱和度越低

4、。色饱和度用百分数表示，如某色光中若掺入一半的白光，则色饱和度为50%，未掺入白光的纯色光，其色饱和度为100%。白光的色饱和度为0。色调和色饱和度统称为色度。彩色电视系统不仅像黑白电视系统那样能够传送景物的亮度信息，还要传送景物的色度信息。1.1光和色的基本知识1.2三基色原理和混色法1.2.l三基色原理实验证明，将红、绿、蓝三种色光投射到一个白色的屏幕上，调节三种色光的不同比例，几乎可以混合出自然界所有的彩色。用来混色的三种单色光称为基色。用三基色可以混合成其他彩色的原理称三基色原理。在电视技术中，以红（R）、绿（G）、蓝(B)为三基色，红光的波长取7

5、00nm，绿光的波长取546.1nm，蓝光的波长取435.8nm。1.2三基色原理和混色法三基色原理的主要内容有：1)自然界的所有彩色几乎都可用三种基色按一定的比例混合而成；反之，任何彩色也可分解为比例不同的三种基色；2)三种基色必须是相互独立的，即任一基色不能由另外两种基色混合而成；3)用三基色混合成的彩色，其色调和色饱和度皆由三基色的比例决定；4)混合色的亮度等于参与混色的基色的亮度的总和。1.2.2混色法彩色电视重现景物的彩色，通常是靠彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉在电子束轰击下发出各自的基色光而完成的，即它们分别发出红、绿、蓝三种基色光，并混合成彩

6、色图像，这三种基色称为显像三基色。利用三基色按不同的比例混合来获得彩色的方法称为混色法。彩色显像管之所以能够显示出各种各样的丰富多彩的彩色是利用了三基色的混色原理。彩色显像管中的荧光粉粒本身是发光体，它的混色规律是遵从相加混色法，即以彩色光的互相叠加来实现混色产生另一种新的彩色光。相加混色法的混色规律可用图1-3表示，由图可见，以等量的红、绿、蓝三基色光进行相加混色效果如下：红色十绿色=黄色；绿色十蓝色=青色；蓝色十红色=紫色；红色十绿色十蓝色=白色。1.2.2混色法图1-3相加混色1.2.3人眼的视觉特性1.视觉灵敏度人眼在明亮的环境下，不但可以看清物体

7、的形状，而且还能辨别物体的颜色。在昏暗的环境下却只能分辨物体的形状、轮廓而不能分辨物体的颜色。这是由于在人眼视网膜上有两种不同的光敏细胞：杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞感光灵敏度较高，在光线较暗的条件下起作用，可以识别物体的形状和轮廓，但无法清楚地识别物体颜色。另一种称为锥状细胞，它们的感光灵敏度较低，只有在光线明亮的条件下才起作用，但它们具有辨别颜色的能力。根据实验证明：锥状细胞有三种，分别对红、绿、蓝三种波长的光敏感。锥状细胞对可见光的敏感度曲线如图1-4所示。由图可知，三条曲线的最大值分别在580nm（红）、540nm（绿）与440nm（蓝）的光谱区域

8、内。以上分析说明了视网膜两种光敏细胞分别有辨形和辨色功能，它们对光