色度研究实验论文

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1、色度学实验探究ChromaticityExperimentofInquiry二营李杜20141161013李鹏20141161014廖闯20141161015指导教员杨玉梅摘要:木文设计了颜色和加、相减的规律验证实验，并实践研究了复色光所用到的精确算法与粗略算法，分别求得合成色的三刺激值与色坐标，并通过实验得出了三原色的补色规律。关键词：色度学(chromaticity)；色坐标(chromaticitycoordinates)；三刺激值(tristimulusvalues)正文:1实验内容1.1验证

2、颜色相加的规律(1)两色相加混合在三色合成仪的光路1和2屮分别放入红、蓝滤色片,转动光路使两色光斑屏上重合，这时在上产生中间色一品红。当减小光路1中的光栏使红色亮度减少时，屏幕上色调偏向蓝色。实验结果说明，在两色相加混合屮，混合颜色的色调和饱和度不仅与混合的两色色调有关，还与它们的相对数量有关。(2)多色相加混合将红、绿、蓝三个滤色片分别放入三个光路,调整三个光栏，改变三个光斑的位置，使三色圆斑部分重叠，观察颜色的相加混合。颜色的混合结果如图所示：红+青=白红+绿=黄蓝+黄=白绿+蓝=青绿+品=白红+

3、蓝=品图1三原色混合结果示意图红+绿+蓝=口黄+n+品二口由此可得，如果混合的两个颜色互为补色(红与青，蓝与黄，绿与品)，混合后的颜色为白色。非补色混合相加后产生屮间色，色调与两色的相对数量有关。(1)红、绿、蓝三基色相加混合生成任意颜色，分别用粗略算法和精确算法计算其色度坐标光源的三刺激值为：AY二0(2)$⑷△"),aZ#工0伉)7仇)&/1)(1)Ak_100其中k称为归一化因数，△(/[)为lOnnio则色坐标为：Xx=X+Y+ZYy—X+Y+Z7z=—-—(2)X+Y+Z由附表查出峰值波长所

4、对应的光谱三刺激值，根据(3)式求出合成色的三刺激值。3尤=ZJ=1EiPjX：Y3i=1EiPp」①粗略算法Z3二Si=1EHz：(3)粗略算法的具体方法为：旋动螺母调节三个光路的位置，使屏上先合成某颜色C(C),在混合色的中心点上分别测三路白光(去掉滤色片)的照度巴，再用单色仪测出三个滤色片的峰值波长人，并由附表查出峰值波长人对应的光谱三刺激值及三个滤色片各自透过光的相对总功率再利用2式和3式进行计算。②精确算法查出滤色片的照度另由附表查岀三个滤色片的透过滤Ti（入）（波段380〜740nm,间隔

5、10nm）,相应光谱三刺激值及照明光源的相对光谱功率分布S（入）值,由（4）式求出合成色的三刺激值：3740_/=14=3803740_丫二工巴(工S(/l)7；(/l)y(/l)ZU)/=!兄=38()3740_Z=X£/<工S(/l)7；(/l)z(/0zU)⑷/=12=380下表为实验结果滤色片Ei(lx)Pi入i(nm)S(X)x(X)y（入）z（入）光路1红3542337.755716207.4110.0040.0010.000光路2绿291583.71552272.4950.0630.71

6、00.078光路3蓝3521095.25946137.8120.2900.0601.666粗略算法精确算法实验结果X125815.546三刺激值X136787.324一测椒Y144560.792Y154873.4561JHLZ655544.089Z657683.232X0.136色坐标X0.144色坐标y0.156y0.163z0.708z0.693表1两种算法分别所得的三刺激值与色坐标根据精确算法和粗略算法所得的汞灯色坐标可作出色度图如下:图2汞灯色坐标色度图1.2验证三原色的补色与颜色相减(1)验

7、证黄、品、青滤色片所吸收的颜色任选一光路，在放置滤色片的位置放入品，青屮的两个滤色片，打开光源,使光穿过滤色片投影到屏幕上，在屏幕上得到蓝色。将等密度的黄、品、青同时放入，在屏幕上得到的是黑色。这说明用白光减去三基色产生的补色，即利用减色系统中的三原色黄，品，青，也可以完成对颜色的合成。图3补色合成示意图(2)将三原色滤色片Z—与补色滤色片Z—放入同一光路小，并试验所有组合,并对结果加以解释品、青和红滤色片放入,结果在屏幕上均生成灰色或黑色。而将黄和绿或者红滤色片放入后，颜色基本不发生变化。实验结果表

8、所示。滤色片实验结论放入滤色片生成颜色完全吸收或者部分吸收不能吸收黄蓝灰色，黑色蓝红，绿红红绿绿品绿灰色，黑色绿红，蓝红红蓝蓝青红灰色，黑色红绿，蓝绿绿蓝蓝表2补色合成实验结果这说明：黄滤色片将蓝光部分或全部吸收，品滤色片将绿光部分或全部吸收,青滤色片将红光部分或全部吸收。改变减法基色（黄、品、青）滤色片的密度,就能改变透过的口光屮红、绿、蓝光的通量•各基色密度大时可吸收较多的红、绿、蓝光。反Z,黄、品、青三色光的颜色密度小时吸收较少的红、绿、蓝光，故而