电视原理第一章 彩色与视觉特性.ppt

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1、第一章彩色与视觉特性1.1光的性质1.2人眼的视觉特性1.3色度学11.1光的性质1.1.1可见光谱光是一种电磁辐射。电磁辐射的波长范围很宽，按波长从长到短的顺序排列，依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和宇宙射线等。图1-1是电磁波按波长的顺序排列的电磁波谱。2第一章彩色与视觉特性图1-1电磁辐射波谱3第一章彩色与视觉特性波长在380～780nm范围内的电磁波能够使人眼产生颜色感觉，称为可见光。可见光在整个电磁波谱中只占极小的一段。可见光谱的波长由780nm向380nm变化时，人眼产生的颜色感觉依次是红、橙、黄、绿、

2、青、蓝、紫7色。一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色。太阳光包含全部可见光谱，给人以白色感觉。光谱完全不同的光，人眼有时会有相同的色感。用波长540nm的绿光和700nm的红光按一定比例混合可以使人眼得到580nm黄光的色感。这种由不同光谱混合出相同色光的现象叫同色异谱。4第一章彩色与视觉特性1.1.2物体的颜色物体分为发光体和不发光体。发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定，如白炽灯发黄和荧光灯发白，各自有其特定的光谱色。不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射光的反射、透射特性有关。红旗反射太阳光中的红色光、吸收其他颜色的光

3、而呈红色；绿叶反射绿色的光、吸收其他颜色的光而呈绿色；白纸反射全部太阳光而呈白色；黑板能吸收全部太阳光而呈黑色。绿叶拿到暗室的红光下观察成了黑色，这是因为红光源中没有绿光成分，树叶吸收了全部红光而呈黑色。5光的混色例子第一章彩色与视觉特性1.1.3标准光源在彩色电视系统中，用标准白光作为照明光源。为了便于对标准白光进行比较和计算，用绝对黑体的辐射温度——色温表示光源的光谱性能。绝对黑体也称全辐射体，是指不反射、不透射，完全吸收入射辐射的物体。它对所有波长辐射的吸收系数均为1。绝对黑体在自然界是不存在的，其实验模型是一个中空的、内

4、壁涂黑的球体，在其上面开了一个小孔，进入小孔的光辐射经内壁多次反射、吸收，已不能再逸出到外面，这个小孔就相当于绝对黑体。6第一章彩色与视觉特性绝对黑体所辐射的光谱与它的温度密切相关。绝对黑体的温度越高，辐射的光谱中蓝色成分越多，红色成分越少。光源的色温是这样定义的：光源的可见光谱与某温度的绝对黑体辐射的可见光谱相同或相近时，绝对黑体的温度称为该光源的色温，单位以绝对温度开氏度(K)表示。色温与光源的实际温度无关，彩色电视机荧光屏的实际温度为常温，而其白场色温是6500K。7第一章彩色与视觉特性常用的标准白光有A、B、C、D65和

5、E光源5种，它们的光谱分布如图1-2所示。(1)A光源色温为2854K的白光，光谱偏红，相当于充气钨丝白炽灯所产生的光。(2)B光源色温为4874K的白光，近似中午直射的太阳光。(3)C光源色温为6774K的白光，相当于白天的自然光。它是NTSC制彩色电视白光标准光源。8第一章彩色与视觉特性图1-2标准光源的光谱分布9第一章彩色与视觉特性(4)D65光源色温为6504K的白光，相当于白天的平均光照。它是PAL制彩色电视的白光标准光源。(5)E光源色温为5500K的等能量白光(E白)。它是为简化色度学计算所采用的一种假想光源，实际

6、并不存在。电视演播室卤钨灯光源的色温为3200K，有体积小、亮度高、寿命长、色温稳定等优点。10第一章彩色与视觉特性1.1.4光的度量单位1.光通量光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功率，用符号φ表示。其单位名称为流明(lm)，当λ＝555nm的单色光辐射功率为1W时，产生的光通量为683lm，或称1光瓦。在其他波长时，由于相对视敏度V(λ)下降，相同辐射功率所产生的光通量随之下降。40W的钨丝灯泡输出的光通量为468lm，发光效率为11.7lm/W；40W的日光灯可以输出2100lm的光通量，发光效率为52.5lm/W；电视演

7、播室卤钨灯发光效率可达80～100lm/W。11第一章彩色与视觉特性2.光照度光照度E，单位勒(克斯),符号为lx。勒(克斯)等于1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的光照度。为了对光照度单位勒有个大概的印象。下列数据可供参考：室外晴天光照度约为10000勒，多云约为500勒，傍晚约为50勒，月光约为10-1勒，黄昏约为10-2勒，星光约为10-4勒。12第一章彩色与视觉特性1.2.1视觉灵敏度波长不同的可见光光波，给人的颜色感觉不同，亮度感觉也不同，人眼对不同波长光的灵敏度是不同的。人眼的灵敏度因人而异，同一个人眼睛的灵敏度

8、也随年龄和健康状况有所变化，所以采用统计方法，用许多正常视力的观察者来做实验，取其平均值131.2人眼的视觉特性第一章彩色与视觉特性经过对各种类型人的实验进行统计，国际照明委员会推荐标准视敏度曲线(也称相对视敏函数曲线)如图1-3中的V（λ）曲线所示。图中曲线表