计算机图形学 12、颜色模型ppt课件.ppt

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1、6.5颜色模型要生成高度真实感的图形，就要对颜色进行讨论。6.5.1基本概念6.5.2CIE色度图6.5.3常用的颜色模型6.5.1基本概念颜色与视觉颜色：物体将光源投射光反射到人的眼睛中的光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。确定物体的颜色的因素：物体本身（吸收、反射性质）、光源（发出光的性质）、周围环境的颜色、视觉系统差异（如色盲、色弱）。颜色特性从视觉的角度出发，颜色有如下三个特性：色彩（Hue）,饱和度（Saturation）和亮度（Lightness）。色彩：是一种颜色区别于其他颜色的因素：红、绿、蓝、紫等；饱和度：是指颜色的纯度，鲜红色的饱和度高，而粉红

2、色的饱和度低；亮度：就是光的强度，是光给人的刺激的强度。颜色特性从光学的量化角度出发，颜色有如下三个特性：主波长，纯度和辉度。主波长：所见颜色光的波长，对应于色彩；纯度：是指颜色的纯度，对应于饱和度；辉度：就是颜色的亮度。颜色特性从物理学角度出发，光是波长为350μm至780μm电磁波，被我们的视觉系统感知为颜色。光的光谱能量分布不同，感知到的颜色可能不同如果光谱分布不同，而看上去相同的两种颜色称为条件等色。光的属性光（可见光）：人的视觉系统能感受到的电磁波，波长范围350μm~780μm光谱能量分布白光可见光频率范围：红橙黄绿兰紫4.3X1014Hz----7.5X1

3、014能量分布能量频率红紫白色光某主频光纯度依赖于Ed与Ew差别Ew=0纯度100%Ed=Ew纯度0EwEd红紫光的特征主波长（DominantWavelength），纯度（Purity）和辉度（Luminance）。主波长是产生颜色光的波长，对应于视觉感知的色调；光的纯度对应于饱和度，辉度就是光的亮度。彩色光单色光6.5.2CIE色度图1862年，Helmhotz三色学说，也称为三刺激理论。到现在，用三种原色能够产生各种颜色的三色原理已经成为当今颜色科学中最重要的原理和学说。三原色（三基色）三维颜色空间的一组基三原色的条件用适当比例的这三种颜色，可以获得白色用这三种颜

4、色中的任意两种的组合都不能得到第三种颜色用适当比例的这三种颜色，可生成其他颜色三基色的例子：红、绿、蓝三基色互补色A+B=白色，则A、B互补红－青、绿－品红、兰－黄颜色匹配曲线400500600700(μm)RGB量fRfBfG500μm颜色=G+B-R无法获得RGB彩色监视器弱点缺500μm左右的颜色红绿蓝三原色系统只能表示整个光谱的一个子集我们希望用混合匹配光谱中的每一种颜色实验测试的匹配比例图希望找到三种标准原色X，Y，Z用于颜色配色XYZ颜色模型CIE(国际照明委员会)基色为了避免颜色匹配系统RGB非负，取三基色XYZ所有的可见光对应的颜色在XZY坐标系中组成

5、了一个锥体x,y,z色彩量x+y+z=1fzfyfx对于空间直线OQ上的点，X、Y、Z三分量比例相同，表示色彩相同、亮度有差异的颜色色度坐标：是原点与（X，Y，Z）构成的空间的直线OQ与平面X+Y+Z=1的交点，投影到XY平面上，得到CIE-XYZ色度图。XY0.10.20.30.40.50.60.70.10.20.30.40.50.60.80.7.........400(紫)480500700(红)600520540560580(蓝)(紫红)(黄)(绿)(青).CO图中每一点是单色光的主波长标准白光，接近但不等于x=y=z=1/3XYc1c2c3c4c5如果选C1、

6、C2作为二基色，连线C1C2线上点所代表的颜色均可有适量的C1、C2混合而得三基色颜色合成处理：三角形三点作三基色合成三角形中的颜色没有一个三角形能包含所有颜色---没有一个三基色组能通过加色混合生成所有颜色互补色：C1、C2混合得白色C,C1,C2在c两边颜色CC1Cs(不适用C与紫色之间CC2Ｃp)纯度dc1/dcs(

7、c1c

8、/

9、csc

10、)cs处纯度100%XYc1cc2Yc1cpc2ccscsp紫色X6.5.3颜色模型颜色模型就是指某个三维颜色空间中的一个可见光子集，它包含某个颜色域的所有颜色。颜色模型的用途是在某个颜色域内方便的指定颜色，由于每一个颜色域都是可

11、见光的子集，所以任何一个颜色模型都无法包含所有的可见光常用的颜色模型面向硬件的颜色模型RGB模型CMY模型（Cyan青、Magenta品红、Yellow黄）YIQ模型（Y：亮度，I、Q：色差）面向用户的颜色模型HSV模型（H(Hue)色彩，S(Saturation)饱和度，V(Value)明度）常用的颜色模型在大多数的彩色图形显示设备一般都是使用红、绿、蓝三原色我们的真实感图形学中的主要的颜色模型也是RGB模型红、绿、蓝颜色模型用起来不太方便，它与直观的颜色概念如色调、饱和度和亮度等没有直接的联系。颜色模型的种类颜色模型主要有HSV、RG