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光度和色度基础知识

色度

所需数据

待测光谱S (λ)，发射能量与波长的关系，经光谱灵敏度校正

标准配色函数：x (λ), y (λ), z (λ)

计算方法

i i i i i i i i i i Z Y X Y y Z Y X X x d z S Z d y S Y d x S X ++=++====??? ,)()( ,)()( ,)()(780

380780380780380λλλλλλλλλ

色坐标上的舌形曲线是色度随单色光波长变化的曲线，可以由标准配色函数得到。

光视转换效率

光视转换效率(luminous efficacy )K 是光源将辐射通亮转换为视觉的能力，即单位辐射能量产生的光通量：

K =Φv /Φe

辐射效率(radiant efficiency )是光源将消耗的功率P 转换为辐射通量的能力, 即消耗单位能量产生的辐射通量：

ηe =Φe /P

发光效率(流明效率, luminous efficiency )是光源把消耗的能量转换为视觉的能力，即消耗单位能量产生的光通量：

ηv =Φv /P = ηe K

发光效率以lm/W 度量，不应与以相同单位表示的光视效能混淆。

所需数据

待测光谱S (λ)

视觉灵敏度函数V (λ)，即标准配色函数中的y (λ)

计算方法

)lm/W ()()()(683380780

380

??=λλλλλd S d y S K

黑体辐射的光谱分布

所需数据

色温 T C

光谱分布

黑体辐射是原子振动产生的，在k 空间中，每个振动模式占据的体积为8π3/V ， V 是黑体的体积，而每个模中的平均光子数服从Bose-Einstein 统计，

1)exp(1->=

B T k ck n k 空间中k 到k +dk 的球壳内的光子数等于这个球壳内模的数目乘以每个模中的光子数

]1)[exp(]1)[exp(842)(2232-=-?=C

B C B T k ck dk Vk T k ck dk Vk k dN πππ 因子2是考虑两个偏振方向。所以，光子数按k 分布的概率密度为

?∞--=022

1)exp(1)exp()(dk T k ck k T k ck k k f C

B C

B N 辐射能量等于N ck , 按k 分布的概率密度为 ?∞--=033

1)exp(1)exp()(dk T k ck k T k ck k k f C

B C

B E k =2π/λ，按照函数的概率密度的关系 ||

))(()(dx

dy x y f x f = 得到辐射能量按波长的分布，即光谱： ]1)[exp(1)()(5-∝∝λ

λλλC B E T k hc f S k B /hc =0.695008?10-7nm -1K -1。

Planck 轨迹(Planckian locus)是色度图上黑体辐射色度随色温变化的曲线。

配色

所需数据

三种(或两种)基色材料的光谱S i (λ), (i =1, 2, 3)

目标色温T C

计算方法

(1) 求每种基色材料的色坐标, 方法见色度一节

(2) 求色温T C 的黑体辐射的色坐标(x 0, y 0)

(3) 解方程

三基色配色(配比a , b , 1-a -b )

))(1()()()1( ))(1()()()1(3332221113

2033322211132011Z Y X b a Z Y X b Z Y X a Y b a bY aY y Z Y X b a Z Y X b Z Y X a X b a bX aX x ++--++++++--++=++--++++++--++=

设R 13=(X 1+Y 1+Z 1)/(X 3+Y 3+Z 3), R 23=(X 2+Y 2+Z 2)/(X 3+Y 3+Z 3)

)1()1( )1()1(23133

2231302313322313011b a bR aR y b a y bR y aR y b a bR aR x b a x bR x aR x --++--++=--++--++=

[x 0(R 13-1)-R 13x 1+x 3] a +[x 0(R 23-1)-R 23x 2+x 3]b = x 3- x 0

[y 0(R 13-1)-R 13y 1+y 3] a +[y 0(R 23-1)-R 23y 2+y 3]b = y 3- y 0

a ≥0,

b ≥0, a +b ≤1。

两基色配色(配比a , 1-a )

设R 12=(X 1+Y 1+Z 1)/(X 2+Y 2+Z 2)，两基色配色可能得到的色坐标：

a aR y a R ay y a aR x a R ax x -+-+=

-+-+=

1)1( 1)1(122121221211 2

1212221212211)1()1(y y R y R y y x x R x R x x a +---=+---=

x , y 在方程 12212121)()(y x y x x y y y x x -=---

表示的直线上，即，(x 1, y 1)和(x 2, y 2)的连线上。

当目标色坐标不在这条直线上的时候，以直线上在UCS 坐标系(u , v )中与之距离最近的点(x ’, y ’)近似，详见UCS 坐标一节。

四基色配色(配比a , b , c, 1-a -b-c )

))(1()()()()1( ))(1()()()()1(4443332221114320444333222111432011Z Y X c b a Z Y X c Z Y X b Z Y X a Y c b a cY bY aY y Z Y X c b a Z Y X c Z Y X b Z Y X a X c b a cX bX aX x ++---+++++++++---+++=

++---+++++++++---+++=

设R 14=(X 1+Y 1+Z 1)/(X 4+Y 4+Z 4), R 24=(X 2+Y 2+Z 2)/(X 4+Y 4+Z 4), R 34=(X 3+Y 3+Z 3)/ (X 4+Y 4+Z 4)

)1()1( )1()1(3424144

334224140342414433422414011c b a cR bR R y c b a y cR y bR y aR y c b a cR bR aR x c b a x cR x bR x aR x ---+++---+++=---+++---+++=

[R 14x 1-x 4+x 0(1-R 14)] a +[ R 24x 2-x 4+x 0(1-R 24)]b = x 0-x 4-c [ R 34x 3-x 4+x 0(1-R 34)]

[R 14y 1-y 4+y 0(1-R 14)] a +[ R 24y 2-y 4+y 0(1-R 24)]b = y 0-y 4-c [ R 34y 3-y 4+y 0(1-R 34)] 对于每个c 都可以解得一组a 和b ，然后根据条件从中选出最佳值。

UCS 色坐标

人眼能够分辨色调的密度在1931CIE 色度图中非常不均匀，例如，由图中中心白移向表示绿色的角上时，人们分辨的色调比移向红或蓝色要少得多。为改善这种状况，引入了均匀色度标尺(UCS)图(1960CIE)。(u , v )和(x , y )的变换关系为

822 ,482331226 ,31224+-=+-=++-=++-=v u v y v u u x y x y v y x x u

(x, y)坐标系中的直线，在(u, v)坐标系中仍为直线：y =kx +b 变换为v =Ku +B ，式中，K =(3k +8b )/(2+8b )，B =2b /(1+4b )。

二基色配色中色感最接近色温T C (x 0, y 0)的色坐标

二基色配色能够得到两个基色色坐标连线(y =kx +b 或v =Ku +B )上的点表示的色坐标，对于Planck 轨迹上不与这条连线相交的点表示的色温，与之色感最接近的点是UCS 中这条线过(u 0, v 0)[uv 坐标系中的(x 0, y 0)]垂线的垂足。将方程组

v =Ku +B

v =-(u -u 0)/K +v 0

的解：u =(u 0+Kv 0-KB )/(K 2+1), v =(Ku 0+K 2v 0+B )/(K 2+1) 变换回(x ，y )坐标系得到该点的色坐标。注意，这个点的相关色温并不是T C 。

相关色温(CCT ：Correlated Color Temperature )

Planck 轨迹上与色坐标(u , v )[(x , y )]距离最近的点(u 0, v 0)的色温称为色坐标(x , y )的相关色温。在UCS 中，(u , v )位于Planck 轨迹上(u 0, v 0)点的法线上，(u 0, v 0)满足方程v =-(d u /d v )|u =u 0

(u -u 0)+v 0。

实际计算中，方便的方法是先得到UCS 中的Planck 轨迹(u (T C ), v (T C ))，然后搜索使[u (T C )-u ]2+

[v (T C )-v ]2最小的T C ，从而确定CCT 。显色指数

所需数据

待测光源的光谱S k (λ)(能量与波长的关系，测量的光谱应进行光谱响应修正及扣除背底) 色温T C ;

标准反射试样的反射谱数据, ρi (λ) (i =1-8)

计算方法

(1) 计算色温T C 的黑体的能量分布S r (λ)

]1)[exp(1)(5-∝λ

λλC B r T k hc S k B /(hc )=0.695008?10-7 nm -1K -1；

(2) 求S r (λ)的色坐标(x r ,y r )；

(3) 求S r (λ)在每个标准试样反射下的反射谱S r (λ)ρi (λ) (i =1,…,8), 并确定它们的色坐标 (x r i ,y r i ) 。

(4) 计算待测光源S k (λ)的色坐标(x k ,y k );

(5) 求S k (λ)在每个标准试样反射下的反射谱S k (λ)ρi (λ), 计算它们的色坐标 (x k i ,y k i );

(6) 把得到的所有色坐标变换为1960CIE UCS 坐标：(u r ,v r ), (u r i ,v r i ), (u k ,v k )以及(u k i ,v k i )。

12263156 ,312243154++-=++=++-=++=y x y Z Y X Y v y x x Z Y X X u (7) 进一步，为了考虑人眼对参考光源和被测光源光谱不同引起的色度移动适应的不同，对待测光源反射光谱的色坐标进行修正：

k k r k k k k k r k k k k r k k k //481.1518.16520.5' //481.1518.16/4/404.0872.10'd d d c c c v d d d c c c d d d c c c u i i r i i i r i i r i -+=

-+-+=

这里，对所有相关数据

v u v d v v u c /)481.1404.0708.1( ,/)104(-+=--=

(8) 计算与每个色试样有关的特殊显色指数R i ：

2/12r r r r k k 22

r r r r k k 22r k i }

)]()'([13 )]()'([13]{[60.4100v v W v v W u u W u u W W W R i i i i i i i i i i ---+---+--=

式中，应对所考虑的所有反射谱确定明亮指数W r i 和W k i ：

W =25Y 1/3-17

这里，黑体和待测光源的光谱S r (λ)和S k (λ)需乘以一个因子，使Y r =Y k =100。

[黑体：Y =Y r i *100/Y r ，待测光源：Y =Y k i *100/Y k ]

(9) 通用显色指数R a 通过把特殊显色指数平均而得到 ∑==8

i a 81i R R R a =100的灯的显色性至少对指定的8个试样与标准参考光源相同。显色性R a =50的光源引起的色坐标移动平均起来和一个“暖白色”卤磷酸盐荧光灯相同。

对一个灯显色性的评价可以用另外6个试样(i =9,…,14)的特殊显色指数来补充，这6个试样定义为饱和红、饱和黄、饱和绿、饱和蓝、浅黄粉红和中橄榄绿，中国还增加了一个

(15)——亚洲妇女的皮肤色。

应注意上面所述的方法对色度与参考光源相近的光源适用。在被测光源和参考光源小色度差，即

[(u k -u r )2+(v k -v r )2]1/2<5.4?10-3

的条件下才能得到显色指数的精确值。

[问题1] 如果(x k , y k )=(x r , y r ); (x ki , y ki )= (x ri , y ri )能否得到R i =100?

c k =c r ,

d k =d r

i i

i i i i i i i i v d c v u d c d c u k k k k k k k k k k 481.1518.16520.5' ,481.1518.164404.0872.10'=-+==-+-+= 2/12r r 22r r 2r k i ])(13)(131[||60.4100v v u u W W R i i i i -+-+--=

由此可见，除非W k i =W r i ，即Y k i /Y k =Y r i /Y r ，或者说，标准试样对参考光源和待测光源光度的反射率相同(如果光谱不同，这一点是难以达到的)，否则R i 也不能等于100。

光学基础之色度——三原色及CIE标准色度系统知识介绍

1.5 色度色度学中所应用的方法和工具，都是以目视颜色匹配定律和国际上一致采用的标准为基础的。国际照明委员会（CIE ），通过其色度学委员会，推荐了色度学方法和基本的标准。 1.5.2 三原色三原色：（红R 、绿G 、兰B ）或（品红、绿、兰）三原色不能由其他色混合得到，三原色的波长如下：红：700nm ，绿：546.1nm ，兰：435.8nm 由RGB 构成白光，得亮度比为L R =L G :L B =1:4.5907:0.0601 Lm/(s r ·m 2 ) 色度坐标和色品坐标三原色坐标：R ，G ，B ，是三维色度坐标。色品坐标(归一化坐标)：r=R R+G+B , g= G R+G+B ,b= B R+G+B , 并有 r+g+b=1 光谱三刺激值（色匹配函数） )(λr ,)(λg ,)(λb 代表匹配一种颜色，需要R 、G 、B 的比例。即取 )(λc = B b G g R r )()()(λλλ++，就可以匹配出所要求的)(λc 颜色.并且)(λr ,)(λg ,)(λb 是有表可查的，其规律可参见图1.5－1。图1.5－1 色匹配函数

（6）色度图及色品图三原色坐标见图1.5－2a,色品坐标见图1.5－2b,实际色谱的色品则示于图1.5－2c 中。由图1.5－2c 可见，三原色系统的色品图中有很大部分出现负值，使用很不方便，为此，国际照明委员会建立了CIE 标准色度系统，解决了这一问题。图1.5－2 色度及色品图 1.5.4 CIE 标准色度系统设立标准光源和标准观察者,建立假想色度坐标 ),,(Z Y X ，归一化坐标),,(z y x 和色匹配函数),,(z y x ，以此来建立CIE 标准色度系统。 1） CIE1931标准色度系统这一色度系统是在观测视场为2°的情况下制订出来的。（1）标准色度坐标的变换 CIE1931标准色度系统的变换关系为： []???? ????????????????=????????????????????=??????????B G R B G R Z Y X 5943.50565.000601.05907.40002.11302.17517.17689.299.001.000106.08124.01770.02.03100.04900.06508.5 及

CIE基本色度学分析与计算

高工LED技术中心发布时间：2009-08-04 16:07:39设置字体：大中小色度学是门研究彩色计量的科学,其任务在于研究人眼彩色视觉的定性和定量规律及应用。彩色视觉是人眼的种明视觉。彩色光的基本参数有：明亮度、色调和饱和度。明亮度是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。一般来说,彩色光能量大则显得亮,反之则暗。色调反映颜色的类别,如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下所反射光的光谱成分。例如,某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占有优势,而其它成分被吸收掉了。对于透射光,其色调则由透射光的波长分布或光谱所决定。饱和度是指彩色光所呈现颜色的深浅或纯洁程度。对于同一色调的彩色光,其饱和度越高,颜色就越深,或越纯;而饱和度越小,颜色就越浅,或纯度越低。高饱和度的彩色光可因掺入白光而降低纯度或变浅,变成低饱和度的色光。因而饱和度是色光纯度的反映。100%饱和度的色光就代表完全没有混入白光阴纯色光。色调与饱和度又合称为色度,它即说明彩色光的颜色类别,又说明颜色的深浅程度。应强调指出,虽然不同波长的色光会引起不同的彩色感觉,但相同的彩色感觉却可来自不同的光谱成分组合。例如,适当比例的红光和绿光混合后,可产生与单色黄光相同的彩色视觉效果。事实上,自然界中所有彩色都可以由三种基本彩色混合而成,这就是三基色原理。基于以上事实,有人提出了一种假设,认为视网膜上的视锥细胞有三种类型,即红视谁细胞、绿视锥细胞和蓝视锥细胞。黄光既能激励红视锥细胞,又能激励绿视锥细胞。由此可推论,当红光和绿光同时到达视网膜时,这两种视锥细胞同时受到激励,所造成的视觉效果与单色黄光没有区别。三基色是这样的三种颜色,它们相互独立,其中任一色均不能由其它二色混合产生。它们又是完备的,即所有其它颜色都可以由三基色按不同的比例组合而得到。有两种基色系统,一种是加色系统,其基色是红、绿、蓝;另一种是减色系统,其三基色是黄、青、紫(或品红)。不同比例的三基色光相加得到彩色称为相加混色,其规律为：红+绿=黄红+蓝=紫蓝+绿=青

色度学基础知识

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 色度学基础知识一、概述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，是以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科领域为基础的综合性科学。在现代工业和科学技术发展中，存在着大量有关色度学的问题，颜色与人民生活的衣食住行密切相关。颜色的测量和控制在一些工农业生产中极为重要，在许多部门颜色是评定产品质量的重要指标，如染料、涂料、纺织印染、塑料建材、医学试剂、食品饮料、灯光信号、造纸印刷、电影电视、军事伪装等等，这一切都是由于颜色科学的建立，才使色度工作者能以统一的标准，对颜色作定量的描述和控制。在纺织印染、染料和涂料等行业天天与颜色打交道，过去全凭目测评定，评定结果无法记述，储存。并受观察者的身体状况、情绪、年龄等影响很大。随着电子技术和计算机技术的迅速发展，测色仪器的测色准确性、重演性和自动化程度大大提高。现在又有在线检测对提高产品质量，减少不合格品率更为有用。为此测色技术在各行各业日益得到广泛应用。色彩的感觉是一个错综复杂的过程，单从物理观点来考虑，色彩的产生有三个主要因素：光源，被照射的物体和观察者。二.、光和颜色 1、光源光由光源体发出，太阳光是我们最主要的光源。光辐射是一种电磁辐射波，包括无线电波、紫外光、红外光、可见光、X 射线和γ射线等。我们人类所能见到的光只是电磁波中极小的一部分，其波长范围是380--700nm （纳米）称为可见光谱。在可见光谱范围内，不同波长的辐射引起人的不同颜色感觉： 700nm 为红色， 580nm 为黄色， 510nm 为绿色， 470nm 为蓝色。单一波长的光表现为一种颜色，称为单色光。物体在不同光源照射下会呈现不同的颜色，为此国际照明委员会（CIE ）规定了如下

染发基础知识也就是染发基础理论美发新手必看

染发基础知识也就是染发基础理论美发新手必看染发基础知识(新手必看) 1、染色：改变头发颜色的过程。 2、脱色：将头发中天然色素漂白褪色的过程（又称漂色）。 3、洗色：：将头发中人工色素漂白褪色的过程。只有在深染浅，而又无法一次完成时，才会用到洗色。洗色则是指利用漂白剂对头发进行褪色。头发的色素中蓝色是深色，红色是中等色，黄色是最浅色。头发中最深的颜色最先被洗掉。因为颜色越浅其色素粒子体积越小，其色素粒子在皮质层中的数量越多，能进入到皮质层的越深部位。所以洗色的过程中头发的颜色是渐进慢慢变化的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 蓝蓝紫紫紫红红红橙橙橙黄浅黄 4、补色：针对发根新生发的染发技巧。 5、改色：将头发的颜色改深或改浅的过程。。 6、原色：染发前头发的颜色。。 7、目标色：：你想要染的最终颜色。。 8、基色：构成头发或染发品中颜色深浅的基本颜色。在染膏中0/00、1/00、 2/00……都称为基色。 9、色度：头发颜色的深浅程度。 10、色调：头发颜色在视觉上的感觉。

11、初染：第一次染发。第一次染发《原生发〉当面对第一次染发的原生发时，应从底部开始向上涂抹至顶部，因为人的体温最好是顶部，所以需预留出顶部至前额的U型区离发根2厘米距离的头发，避免同时涂上染膏〈发尾可以先涂上染膏〉，因为体温相差太大会造成头顶的发根部分有明显的色差。当涂完后，〈除了头顶发根2厘米外〉，过大约十分钟，才把头顶U型位置的发根2厘米部分涂上染膏，这样的操作程序才可以避免发根和发尾的色差相差太大。大约10分钟到20分钟后〈视头发的抗拒性而定〉，就可以进行洗发程序了。 12、沐染：染发结束前头发与头皮上残留色素的快速稀释与调和过程。 13、漂染：在一次染发过程中漂白与染色同时进行。 14、漂彩：先漂白再染色的过程。 15、立体漂染：利用色差形成立体效果的染发技巧。 16、打底：在从浅染深，而又无法一次完成时，就会使用到打底，从使用角度来说，与洗色相反。 17、处女发：从未经过任何化学处理的头发 18、对冲：使用一种颜色抵消另一种颜色，而达到灰色，称为对冲，但在实际操作中，一般只是为了方便染色的手段，而不是真的想要灰色！。 19：对冲色是指相对的颜色[互补色]混合在一起相互抵消而变成灰色。举个例例子，黄色可以抵消紫色，绿色可以抵消红色，蓝色可以抵消橙色，染发后如果产生不理想的色调或颜色，则可以用带黄色色调的加强色抵消，不被接受的紫色，使色彩调和。 20：调彩：又叫加强色。可以用来根据顾客的头发和需要来调出需要的颜色来外，还可以用来冲色。。调彩一般有：蓝，红，黄，绿，紫，橙，灰，几种。颜色是靠调整染料中红、黄、蓝三原色而形成的。调彩的作用调彩:可增加色彩的鲜艳度,可中和色彩中多余的色调. 0/19:加强灰色和中和暖色的黄色和红色 0/22:加强绿色中和红色0/45

色度学的基本知识

色度学的基本知识色度学是研究人的颜色视觉规律，颜色测量理论与技术的科学，是物理光学，视觉生理，视觉心理等科学为基础的综合性科学。彩色电视技术中的色度学是研究自然界景物的颜色，如何在彩色电视系统中分解，传输，并在彩色电视机屏幕上正确的复显出来。名词解释：同色异谱：也就是说一定的光谱分布表现为一定的颜色，但同一种颜色可以有不同的光谱分布合成。彩色电视机的颜色复显技术正是利用同色异谱概念，在颜色复显过程中，不是重复原来景物的光谱分布，而是利用几种规格化的光源进行配制。以求在色感上得到等效效果。如在彩电的复显中用的是R，G，B三基色光谱（因为R，G，B三基色可以混合出自然界中绝大多数颜色）的合成来复显原来景物的颜色。绝对黑体：是指在辐射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的辐射全部吸收的物体。当绝对黑体被加热时，就会发射一定的光谱，这些光谱表现为特定的颜色。色温：当绝对黑体发射出与某一光源相同特性的光时，绝对黑体所必须保持的温度，便叫某光源的“色温”。 1931CIE-XYZ计色系统现代色度学采用CIE（国际照明委员会）所规定的一套色测量原理，数据和计算方法，称为CIE标准色度学系统。白色可分为好多种，有偏红的白色（暖白色），偏蓝的白色（冷白色）等。在彩色电视系统中，为了分解，重现彩色图象，通常也要选择一种白色作为分解，重现颜色的基准白。为了清楚的描述不同的白色，通常把1931CIE-XYZ图中把白色用色度坐标（x，y）来表示，也可以用相关色温和最小分辨的颜色差来表示。图中斜竖线称为布朗克轨迹等色温线，与其垂直的斜线称为最小可分辨的颜色差（Minimum Perceptible Colour Difference，简称MPCD），MPCD为零的斜竖线称为黑体（Black body）轨迹，又称布朗克轨迹。布朗克轨迹上各点呈现的白色代表了绝对黑体在不同绝对温度下呈现的白色

色度学基本概念

色度學基本概念 5-1色覺的三種屬性(attribute) 光波進入人眼睛到達視網膜上時，引起的色覺具有三種屬性，即「色彩」、「飽和度」及「亮度」。色彩(hue) 引起視覺的色光，可能是由數種波長的光波混合而成，但正常人眼均能感受出它最接近缸、橙、黃、綠、藍、紫等純光譜色中的那一種，這種屬性稱為「色彩」；而最接近的光譜色，一般也稱之為色光的「色彩」。太陽光譜中各色光的色彩，可以用其波長表示。因此單一波長的光，就稱為「單色光」。黑色與白色都沒有色彩，介於黑與白中間的灰色，也不具有色彩，或者說它們的色彩未定。飽和度(saturation) 色彩與飽和度合稱為「色品」。「飽和度」指的是顏色偏離灰色、接近純光譜色的程度。黑、白、灰色的飽和度最低(0%)，而純光譜色的飽和度最高(100%)。純光譜色與白光混合，可以產生各種混合色光，其中純光譜色所占的百分比，就是該色光的飽和度。亮度(brightness) 「亮度」指的是光所產生的亮暗感覺。就白、黑、灰色而言，白色最亮，黑色則最不亮，灰色則居中。如果由明而暗，製作一系列代表不同等級亮度(稱為灰階)的灰色方塊(如下圖)，則一有色方塊(下圖第二列為黃色)的亮度，可以在同一白光照射下，忽略其色彩與飽和度屬性，藉由視覺比較，找出亮暗感覺相近的灰色方塊，而以該灰色方塊的亮度為其亮度。 5-2色度學(colorimetry) (1)Luminous flux 光通量(與亮度對應) (2)Dominant wave length 主波長(與色彩對應) (3)Purity 純度(與飽和度對應)

(2)+(3)=chromaticity (色度) 一瓦特的任何色光，均可由任意選定的三種不同色彩(如紅、綠〃藍)的色光，以一定比例的光通量(R、G、B)混合，而引發相同的色覺: (R,G,B)3C V(λ)[lm/W/]=R+G+B R,G,B可能為負(負值表示是與待測定的色光混合)。以下為各單色光的R、G、B 值。

色度学基础

第一节色度学基础色度学与人类工程学色度学与物理光学等学科的基础不同, 物理光学可以认为是客观的科学, 是与人类无关的。而色度学却是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 因此它属于人类工程学范畴, 以对光强的度量来说, 物理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却没有辐射能量很小的黄光亮, 人们就认为黄光的强度比红光大。色度学既然是建立在人眼的反应基础上, 对于别的动物就不适用了。好在人类的不同人种之间对光的感受没有太大的区别, 因此色度学是和人种无关的。绝对亮度( Lv) 的定义是: ( 坎德拉/ 平米) 其中θ 是发光表面法线与给定方向夹角的余弦。由于多数情况下是垂直于发光表面观察的, 所以亮度可理解为单位面积的发光强度( di 为微发光强度, ds 为微发光面元) 。 1 坎德拉的发光强度是频率为540×1012赫兹的光源在每球面度中强度为1/683 瓦的光辐射。由此可见, 亮度与电磁波的辐射强度这个物理量成正比。又由于人眼的感色性的关系, 又与光的波长密切相关。由于人眼在不同的亮度环境下会自动调节瞳孔的大小, 使进入眼睛的光强总在一个亮度范围之内。因此除了在超出人眼调节范围之外的极暗或极亮的环境之外, 使用相对亮度来表述图像或图片更为方便。例如, 尽管电视屏幕的白场、灯光下的白纸和阳光下的白纸的亮度很不一样, 但都将其定义为100% 的相对亮度。考虑到在电子出版领域的应用, 后面使用亮度这个术语时, 都是表示相对亮度。亮度和明度物体的亮度在计算机内都要以整数的方式表示, 例如最亮的为100, 最暗的就是0, 中间还有许多过渡亮度。为了计算方便, 计算机内通常都以 2 的多少次方来表示一个亮度范围。例如0～31、0～63、0～127、0～255。现在最常用的是0～255, 即256 级亮度, 但其他几种方式也常使用; 例如有许多彩色显示卡的32K 色显示方式, 它的亮度等级就是0～31, 共32 级。由于亮度成了不连续的过渡, 就很有可能使人查觉出亮度的跳跃。32 级亮度就很容易查觉出跳跃, 256 级亮度则很难查觉出跳跃。如果将32 级亮度的灰色块连续显示在屏幕上, 会发现较暗的部分跳跃比较厉害, 较亮的部分则显得连续得多。这个现象很早就被人们发现了。测试人员用一组深浅不同的灰卡, 让被测试者选一张介于最深和最浅之间的灰卡, 结果大多数人选出的灰卡亮度只有18%! 继续这种测试, 在黑色和中间灰之中、中间灰和白色之中……, 直到人们无法区分两种灰卡的深浅为止。将选出的灰卡按由深到浅的顺序排好, 再实测它们的亮度, 发现它的编号(L) 与亮度(Y) 的关系为: L=116( Y )1/3 -16 100 其中L=0～100, Y=0～100。此近似关系经CIE( 国际照明工程师协会) 组织规范化为以上的明度公式。明度是一种心理亮度的度量单位, 同样一幅照片, 如果用32 级等差明度来表示质量要比32 级等差亮度好得多。要达到同等表现质量, 用亮度表示要比用明度多用150% 以上的数据量, 即255 级亮度约只相当于100 级的明度, 在实际使用中, 如果用明

摄影色彩基础知识

摄影色彩基础知识在日常生活中，我们往往由于眼睛强大的适应能力，忽略一些由阳光或不同类型灯泡引起的细微的色彩变化，不过这些变化却能在摄影中被数码相机或者胶片忠实的记录到您的彩色照片中。如果您对光线与色彩变化的这些自然规律了解不足，不能把握这些色彩细微变化对成像的影响，往往拍摄出来的照片会出现偏色，严重的将影响最终出片的质量。为了能够更好地使用色彩，拍摄出理想的作品，您必须了解一些有关色彩科学的知识。色彩的根基（三原色）原色，又称为基色，即用以调配其他色彩的基本色。原色的色纯度最高，最纯净、最鲜艳。可以调配出绝大多数色彩，而其他颜色不能调配出三原色。三原色分为两类：色光三原色，颜料三原色。人的眼睛是根据所看见的光的波长来识别颜色的。可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成，这三种基本色光的颜色就是红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三原色光。这三种光以相同的比例混合、且达到一定的强度，就呈现白色（白光）；若三种光的强度均为零，就是黑色（黑暗）。这就是加色法原理，加色法原理被应用于早期的彩色摄影之中，现在被广

泛应用于电视机、监视器等主动发光的产品中。而在打印、印刷、油漆、绘画等靠介质表面的反射被动发光的场合，物体所呈现的颜色是光源中被颜料吸收后所剩余的部分，所以其成色的原理叫做减色法原理。减色法原理被广泛应用于各种被动发光的场合。在减色法原理中的三原色颜料分别是青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）。色彩的特性尽管我们拍摄照片的色彩与被摄物的真实色彩客观上是存在差异的，但你还是非常希望观者相信你所拍摄照片上的色彩是真实、精确的，或者说你希望观者在看到你的摄影作品时，能够产生某种情绪上的反应。在拍摄与后期中，你对色彩的掌控会直接影响你对图片的阐释，尝试着去寻找出对色彩的最佳掌控方式。而在调控色彩时，有三项非常重要的指标，是每一位摄影人都需要高度关注的，这就是色彩的三个特性——色调（色相）、明度与饱和度。

色度学的基本知识

色度学色度学与物理光学等学科的基础不同, 物理光学可以认为是客观的科学, 是与人类无关的。而色度学却是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 因此它属于人类工程学范畴, 以对光强的度量来说, 物理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。色度学确切的讲它是研究人眼对颜色感觉规律的一门科学。以对光强的度量来说, 物理光学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而色度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。辐射能量很大的波长很长的红光对人来说却没有辐射能量很小的黄光亮, 人们就认为黄光的强度比红光大。在人们眼中所反映出的颜色，不单取决于物体本身的特性，而且还与照明光源的光谱成分有着直接的关系。所以说在人们眼中反映出的颜色是物体本身的自然属性与照明条件的综合效果。我们用色度学来评价的结论就是这种综合效果。色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是一门本世纪发展起来的，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。每个人的视觉并不是完全一样的。在正常视觉的群体中间，也有一定的差别。目前在色度学上为国际所引用的数据，是由在许多正常视党人群中观测得来的数据而得出的平均结果。就技术应用理论上来说，已具备足够的代表性和可靠的准确性。国际照明委员会(CIE) 国际照明委员会(Commission Internationale ed I'Eclairage-CIE) 主要研究照明的专业术语、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，1931年根据莱特(W.D.Wright)在1928-1929年和吉尔德(J. Guild)在1931年研究三原色的角度观察效果，加以平均，规定了CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激值，并据以绘制出偏马蹄形曲线的*色度图，称为“1931 CEL-RGB系统色度图”，后经修改被推荐为1931 CIE-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“CIE 1931色度图”。1964年又综合斯泰尔斯(W.S. Stiles)和伯奇(J.M.Bruch)以及斯伯林斯卡娅(N.I.Speranskaya)1959年发表的研究结果，制定了CIE1964补充色度学系统以及相应的色度图，为世界各国广泛采用，据以进行色度计算和色差计算。1964年又提出了“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”。眼睛的剖视结构 ▲虹膜(Iris):

油漆颜色基础知识

油漆涂料颜色的基础知识随着油漆涂料行业的发展以及人民生活的提高，颜色问题日益引起市场的重视。颜色感觉与听觉、闻觉、味觉等都是外界刺激人的感觉器官而产生的感觉。光照射物体经反射或透射后刺激人眼，人眼产生了此物体的光亮度和颜色的感觉信息，并将此信息传至大脑中枢，在大脑中将感觉信息进行处理、形成了色知觉。外界光刺激-色知觉-色感觉是一个复杂的过程，它涉及光学、光化学、视觉生理、视觉心理等方面问题，从这个过程可以看出，颜色和光及人眼的观察生理，心理基础有着密切的联系，目前通过大量实验为基础已建立了一套定性、定量描述颜色的理论，称为色度学。第一节、光与颜色一、可见光波与颜色光是一种一定频率的电磁辐射。电磁辐射的范围从r射线到无线电波，电磁辐射中仅有一小段能够引起眼睛的兴奋而被感觉，这就是通常所说的可见光谱的范围，可见光谱的波长从380nm到780nm，这一段波长人眼是可以看见的，不同的波长引起不同的颜色感觉。光谱颜色波长及范围颜色波长（nm）范围（nm）红700 640-780 橙620 600-640 黄580 550-600

绿510 480-550 兰470 450-480 紫420 380-450 表中波长的范围只是粗略的，实际上从一种颜色过度到另一种颜色是一种渐变的，并且颜色随波长的变化也是不均匀的。太阳光是一种强光，人们感觉太阳光是白色的，但事实上我们让一束太阳光通过三棱镜辐射到一幅白幕上，就会展现出一条具有各种颜色（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）的光带，通常进入我们的眼睛的光线很少是纯粹的单色光，只有在实验室中，利用单色仪才能观察到单色光，在日常生活中，一般是各种波长的光线一起进入我们的眼睛的，是一种混合光，混和光随着各种波长光能量的比例不同而呈现不同的颜色，短波的光能量较大时呈现蓝紫色，长波的光能量较大时呈现红色等。二、自然界物体的颜色 1、自然界物体的颜色千变万化，我们所以能看见物体的颜色，是由于发光体的光线照射在物体上，光的辐射能量作用于视觉器官的结果。物体的颜色一般分为表面色和光源色，表面色即不发光物体的颜色。不发光物体的颜色只有受到光线的照射时才被呈现出来，物体的颜色是由光线在物体被反射和吸收的情况决定的，它受光源条件的影响。绿色物体在日光下看是绿色，是由于将日光中绿色范围的波长反射出来，而光谱的其他成分则被它吸收了，当这个绿色的物体放在红光下看就变成黑色了，这是由于红光中无绿色的成分被它反射。