色度学介绍课件.ppt

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1、色度学PDOPT1大纲相关定义1颜色视觉2CIE标准色度学系统3色温及标准照明体的定义42什么是色度学色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量的理论与技术的科学色彩感知光源（Light）物体（Object）观察者（Observer）3光度量的定义和单位光通量—按照CIE规定的人眼的视觉特性来评价的辐通量。单位：流明（lm）光强度—点光源在给定方向上，单位立体角内发射的光通量。单位：坎德拉（cd）光照度—投射在单位面积上的光通量。单位：勒克斯（lx）光亮度—离开、到达或者穿过某一表面，单位立体角、单位投影面积上的光通量。单位：尼特（nit）4亮度单位亮度常用单位(

2、nit)1nit=1cd/m2=1lm/m2/srsr—球面度(steradian)Ω(solidangle)=A/r2lwatt=683lm(lumen)at555nm5颜色的分类和特性非彩色是指白色、黑色和各种深浅不同的灰色。白色、黑色和灰色对光谱各波长的反射没有选择性，它们是中性色。彩色是指白黑系列以外的各种颜色。颜色非彩色彩色6彩色的特性彩色的三种特性明度：彩色光的亮度愈高，人眼就愈感觉明亮，即有较高的明度色调：光源的色调决定于辐射的光谱组成对人眼所产生的感觉，物体的色调决定于辐射的光谱组成和物体表面所反射（透射）的各波长辐射的比例对人眼所产生的感觉。

3、饱和度：表示彩色的纯洁性，可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。7MunsellColorSystem孟塞尔标号：HV/C=色调明度值/彩度8颜色匹配实验把两个颜色调整成视觉上相同或相等的方法称之颜色匹配以三原色R(700nm)；G(546.1nm)；B(435.8nm)匹配等能白光(匹配相同能量各波长的光谱色)9颜色方程Ｃ*代表被匹配的颜色，以[R]，[G]，[B]分别代表产生混合色的红，绿，蓝三原色，又以R，G，B分别代表红，绿，蓝三原色的数量（三刺激值），颜色方程为Ｃ*≡R[R]+G[G]+B[B]如果被匹配的颜色很饱和，用红，绿，蓝三原色实现不了匹配，这

4、种情况下可把一种原色加到被匹配的颜色上，再用另外两原色进行匹配，这一颜色关系可用下式表示：Ｃ*+R[R]≡G[G]+B[B]这一方程在色度学中写成：Ｃ*≡－R[R]+G[G]+B[B]匹配相等能量(等能)光谱色的三原色数量叫做光谱三刺激值，用表示。10色度坐标和色度图在色度学中，我们不直接用三原色数量来表示颜色,而是用三原色各自在Ｒ＋Ｇ＋Ｂ总量中的相对比例来表示颜色，即色度坐标GRB(R,G,B)(r,g)(0,1,0)(1,0,0)(0,0,1)因为r+g+b=1,所以只用r和g两个坐标即可表示一个颜色某一颜色C*的一个单位(C)≡r(R)+g(G)+b(B

5、)11颜色相加原理根据格拉斯曼颜色混合的代替律，可以得到颜色相加原理为：R3=R1+R2，G3=G1+G2，B3=B1+B2一个任意光源的三刺激值应等于匹配该光源各波长光谱色的三刺激值之和，即：R=ΣR(λ)ΔλG=ΣG(λ)ΔλB=ΣB(λ)Δλ12TheCIE1931RGBSystemCIE1931RGB系统规定的三原色是700nm(R),546.1nm(G),435.8nm(B)1931CIE-RGB系统标准光谱三刺激值曲线这一组函数叫做“1931CIE-RGB系统标准光谱三刺激值”,简称为“1931CIE-RGB系统标准观察者”。13TheCIE193

6、1RGBSystem光谱三刺激值与光谱色色度坐标的关系为14TheCIE1931XYZSystem建立1931CIE-XYZ系统是基于以下三点考虑:一、避免RGB系统中光谱三刺激值和色度坐标出现负值.则需另外选择三个原色,这三个原色所形成的三角形色度图能包括整个光谱轨迹.二、光谱轨迹540-700nm在RGB色度图上基本上是一段直线,新的XYZ三角形的XY边应与这段直线重合,YZ边应尽量与光谱轨迹短波部分的一点(503nm)靠近.这是使光谱轨迹内的真实颜色尽量落在XYZ三角形的较大部分空间。三、规定(X)和(Z)的亮度为零,XZ线称为无亮度线(alychne)

7、,无亮度线各点只代表色度,没有亮度.但Y既代表色度也代表亮度。15TheCIE1931XYZSystem光谱轨迹以及连接光谱轨迹两端所形成的马蹄形内包括一切物理上能实现的颜色,原色点的色度是假想的.Y=0的直线是无亮度线某一颜色离开C(或E)点接近光谱轨迹的程度表明它的纯度，愈靠近愈不纯，愈远离愈纯，光谱轨迹上颜色的饱和度最高.CIE1931XYZ色度图(颜色三角形)16TheCIE1931XYZSystem各曲线所包括的总面积分别用X,Y,Z代表CIE1931标准观察者等能光谱各波长的总量是相等的，都是21.371.这表明一个等能光谱的白光是由相同数量的X，

8、Y，Z组成.曲线被调整刚好符合明视觉光