第2章色度学原理与CIE标准色度学系统讲座ppt课件.ppt

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1、第2章色度学原理与CIE标准色度学系统§1颜色匹配（色光相加混合）§1-1颜色匹配定义和方法颜色匹配的定义：两个视场的颜色在视觉上相等。颜色匹配的方法：光谱匹配：不同光谱成分的混合（调节光源的发射光谱、物质的吸收与反射光谱。颜色匹配的方法：时间混合：用色转盘，调节转盘上颜色块的面积。空间混合：调节不同色颗粒发光的比例。（显示屏）其基础是光谱的混合，后两种混合方法是利用了人眼的视觉特性。§1-2颜色匹配方程如果（C）为待匹配的目标色（R）（G）（B）为三原色C、R、G、B为目标色及三原色的量，当用三原色混合实现与颜色（C）的匹配时有（C）=R（R）

2、+G（G）+B（B）此式即为颜色匹配方程。当三原色之一(例如B)必須加在被匹配的顏色上时﹐顏色方程可表示为﹕C(C)+B(B)=R(R)+G(G)這一方程在色度学中可表达成﹕C(C)=R(R)+G(G)-B(B)根据颜色方程任何一种颜色可以用匹配该颜色的三原色的量来表示，匹配该颜色所需要三原色的数量——颜色的三刺激值这就是将颜色“量化”的思想实现颜色知觉“量化”的方法：有以下问题需要解决：怎样选定三原色？怎样确定三原色的单位量？怎样确定任何一种颜色的三刺激值，是否比必需做匹配实验？怎样利用颜色的光谱构成，确定颜色的三刺激值？CIE规定了以上问题的

3、解决方案—CIE标准色度学系统§2CIE标准色度学系统国际照明委員会(CommissionInternationaleedI‘Eclairage-CIE)光度学和色度学的国际学术研究机构。设在巴黎。早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究。规定了：CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值，绘制出“1931CEL-RGB系统色度图”，推荐1931CIE-XYZ系统，为国际通用色度学系统，称为“CIE标准色度学系统”，所作的图则称“CIE1931色度图”。1964年制定了CIE1964补充色度学系统以及相应的色度图，进行色度计算和色差计算。196

4、4年提出“均匀颜色空间”的三维空间概念，1976年加以修订，并正式被采用。CIE为此还提出了确定的参照光源，称“CIE标准光源”。§2-1选定三原色1、其中任何一种原色不能被其他两种原色匹配2、三色之间的光谱间隔大，匹配色覆盖的颜色最多3、容易实现CIE确定：RedGreenBluenm700546.1435.8为标准三原色这样規定的原因是上述三者都比较容易精确地产生出來。是采用汞弧光谱中经滤波后的单一谱线获得，色度稳定而准确，配出彩色也较多。§2-2选定三原色的单位量等能白：SERedGreenBlueMixturenm700546.1435.

5、8单位量（流明）1.00004.59070.06915.65081Redunit=[R]=1.0000cd/m2;1Greenunit=[G]=4.5907cd/m2;1Blueunit=[B]=0.0691cd/m2.（亮度比和光通量比是等效的）§2-3确定等能白光的光谱三刺激值等能白光（E光源）假想的在整个可見光譜范为內光谱辐射能相等的光源的光色﹐也称等能白色。与色溫为5500k的白光很相似。光谱三刺激值—混配出单位辐射功率、波长为λ的单色光所需要的三刺激值。实验证明：几乎所有的颜色都可以用三原色按某个特定的比例混合而成。如果用上述规定单位量

6、的三原色，在可见光380nm~780nm范围内每隔波长间隔（如10nm)对等能白色的各个波长进行一系列的颜色匹配实验，可得每一光谱色的三刺激值。光谱三刺激值曲线可得到如下图三条曲线—光谱三刺激值曲线也就是CIE1931-RGB标准色度观察者§2-4等能白光的光谱色品坐标在颜色科学中，我们不直接用三刺激值R、G、B来表示颜色，而用三原色各自占R+G+B总量的相对比值表示颜色，即。色度坐标：三原色各自占R+G+B总量的相对比值。对等能白光的光谱色而言，其色度坐标为：由此即可得出：r+g+b=1﹐即色品坐标r﹑g﹑b中﹐只有兩个独立﹐因此可用二維空间表

7、示彩色光的色品。对于等能白光﹐R=G=B=1﹐因此等能白光的色坐标为r=g=b=1/3§2-51931CIE-RGB系统色度图§2-6由相对光谱功率分布求任一颜色的三刺激值如果已知色光C的光谱功率分布，怎样来确定它的三刺激值及色度坐标呢？设：颜色CE光谱功率分布为E()，（如下图）由颜色的混合规律：CE=CE380+CE390+CE400+……CE780而：CE380=C380E(380)CE390=C390E(390)CE400=C400E(390)...CE780=C780E(780)E(λ)λ(nm)3803904003803904007

8、80C380C390C780CE390CE380CE780CE400C400求任一颜色的三刺激值结合：代入：CE=CE380+CE390