色度色座标
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颜⾊基础知识——CIE1931⾊度坐标图CIE 1931⾊度坐标介绍1. 意义图中的颜⾊,包括了⾃然所能得到的颜⾊。
这是个⼆维平⾯空间图,由x-y直⾓标系统构成的平⾯。
为了适应⼈们习惯于在平⾯坐标系中讨论变量关系,⽽设计出来的。
在设计出该图的过程中,经过许多数学上的变换和演算。
此图的意义和作⽤,可以总结成两句话:(1)表⽰颜⾊视觉的基本规律。
(2)表⽰颜⾊混合与分解的⼀般规律。
2. 坐标系——x ,y直⾓坐标系。
x——表⽰与红⾊有关的相对量值。
y——表⽰与绿⾊有关的相对量值。
z——表⽰与蓝⾊有关的相对量值。
并且z=1-(x+y)3. 形状与外形轮廓线形状——⾆形,有时候也称“⾆形曲线”图。
由⾆形外围曲线和底部直线包围起来的闭合区域。
⾆形外围曲线——是全部可见光单⾊光颜⾊轨迹线,每⼀点代表某个波长单⾊光的颜⾊,波长从390nm到760nm。
在曲线的旁边。
标注了⼀些特征颜⾊点的对应波长。
例如图中510nm——520nm——530nm等。
底部直线——连接390nm点到760nm点构成的直线,此线称为紫红线。
4. ⾊彩这是⼀个彩⾊图,区域内的⾊彩,包括了⼀切物理上能实现的颜⾊。
很遗憾的是,很难得真正标准的这种资料,经常由于转印⽽失真。
5. 应⽤价值——颜⾊的定量表⽰。
⽤(x,y)的坐标值来表⽰颜⾊。
⽩⾊应该包含在“颜⾊”这个概念范围内。
6. 若⼲个特征点的意义(1)E点—等能⽩光点的坐标点E点是以三种基⾊光,以相同的刺激光能量混合⽽成的。
但三者的光通量并不相等。
E点的CCT=5400K。
(2)A点—CIE规定⼀种标准⽩光光源的⾊度坐标点这是⼀种纯钨丝灯,⾊温值CCT=2856。
(3)B点—CIE规定的⼀种标准光源坐标点B点的CCT=4874K,代表直射⽇光。
(4)C点—CIE确认的⼀种标准⽇光光源坐标点(昼光)C点的CCT=6774K。
(5)D点—有时候也标为D光源称为典型⽇光,或重组⽇光;CCT=6500K。
先计算色坐标。
方法是,必须先有光谱P(λ)。
然后光谱P(λ),与三刺激函数X(λ)、Y(λ)、Z(λ),分别对应波长相乘后累加,得出三刺激值,X、Y、Z。
那么色坐标x=X/(X+Y+Z)、Y/(X+Y+Z)一般,光谱是从380nm到780nm,间隔5nm,共81个数据。
X(λ)、Y(λ)、Z(λ),是CIE规定的函数,对应光谱,各81个数据,色度学书上可以查到。
再计算色温,例如色度坐标x=0.5655,y=0.4339。
用“黑体轨迹等温线的色品坐标”有麦勒德、色温、黑体轨迹上的(xyuv)、黑体轨迹外的(xyuv)。
我们用xy的数据来举例。
一、为了方便表达,把黑体轨迹上的x写成XS、y写成YS,黑体轨迹外的x写成XW、y写成YW。
先把每一行斜率K算出,K=(YS-YW)/(XS-XW),写在表边上。
例如:麦勒德530斜率K1=(.4109-.3874)/(.5391-.5207)=1.3352麦勒德540斜率K2=(.4099-.3866)/(.5431-.5245)=1.2527麦勒德550斜率K3=(.4089-.3856)/(.5470-.5282)=1.2394二、找出要计算的x=.5655、y=.4339这个点,在哪两条等温线之间,就是这点到两条等温线距离一正一负。
如果不知道它的大概色温,计算就繁了;因为你说是钠灯,那么它色温在1800到1900K之间。
用下公式算出这点到麦勒德530,1887K等温线的距离D1D1=((x-YS)-K(y-XS))/((1+K×K)开方)=((.4339-.4109)-1.3352(.5655-.5391))/((1+1.3352×1.3352)开方)=(.023-.03525)/(1.6682)=-.0073432再计算出这点到麦勒德540,1852K等温线的距离D2D2=((.4339-.4099)-1.2527(.5655-.5431))/((1+1.2527×1.2527)开方)=(.024-.02806)/(1.6029)=-.0025329因为D1、D2都是负数,没找到。
一、关于led灯具SSL规范的概述今年 5 月份,LED 灯具的能源之星的规范,美洲已公开草案;估计今年的 8 至9 月份,会上升为最终版本,并于9 个月后,即08 年6 月份,授理ENERGY STAR申请;本规范是由美国能源部DOE 负责组织, Lighting Research Center 技术负责;二、重要流行词1、SSL (Solid-State Lighting 固态照明)vs. Semi-conductor Lighting (半导体照明)vs. LED Lighting (LED 照明)SSL:(在Internet 网络上,SSL 在90 年代即有, 是Internet 传输加密协议缩略词SSL =Secure Socket Layer; )如今,在国外,有关研究 LED 的政府机构,公司和机构,很流行用 SSL 代替LED;然而,目前,SSL 还没有给出正式定义,在美国的LRC 网站上,“What is SSL?”,只是解释为: SSL 是区别于传统的灯丝白帜发光和气体放电发光原理,由半导体的电子发光,包括LED,OLED,Laser Diode (LD),light-emitting polymers.2、半导体照明 (Semi-conductor Lighting),在中国政府机构,沿用过去的称谓“半导体照明”较多;但是,LED 产品,技术和标准,美国领先其他国家许多;中国也会随美国技术潮流使用SSL 称谓,尤其在DOE 公开本规范后;三、我们的目的1、本规范是第一部LED 照明的性能参数标准,指明了LED 照明的基本要求;2、LED 灯具的ENERGY STAR认证,要在08 年6 月前讨论;但是,我们可以提前借鉴此规范化的参数标准,应用到研发品质行销工作中,是有帮助的;3、本规范是如何基于荧光灯,建立 SSL-LED 灯具的光效目标和特性参数要求:四、关于色温 (CCT) 和色度坐标 (x, y 值)CIE 1931 x,y 色度图,表示了以八个标称 CCT 为中心的四边形.1、LED 分Bining 的依据即是:不同的LED 坐标x,y 值,落在四边形方框中,即可认为人眼分辩不出颜色差异,视为同一颜色;2、此图的意义为 LED 颜色争议提供了可执行的标准依据,可指导生产和贸易。
led显示屏白场色坐标参数LED显示屏的白场色坐标参数是指显示屏上显示白色时所对应的色坐标参数。
通过这些参数可以定量描述白色的颜色特征,如色度、亮度等。
下面将详细介绍一些常见的LED显示屏的白场色坐标参数。
1.色度坐标:色度坐标用来描述白色的颜色特征,常用的色度坐标有CIE-1931色度坐标和CIE-1976色度坐标。
a)CIE-1931色度坐标:CIE-1931色度坐标是一种基于正弦函数描述颜色感知的坐标系统。
它包括两个参数,即x和y坐标。
通常情况下,纯白色的CIE-1931色度坐标为x=0.3127,y=0.3290。
b)CIE-1976色度坐标:CIE-1976色度坐标是一种用来纠正CIE-1931色度坐标的误差的坐标系统。
它包括两个参数,即u'和v'坐标。
通常情况下,纯白色的CIE-1976色度坐标为u'=0.1978,v'=0.46832.亮度坐标:亮度坐标用来描述白色的亮度特征。
常用的亮度坐标有CIE-1931亮度、CIE-1976亮度和CIELAB亮度。
a)CIE-1931亮度:CIE-1931亮度是通过数学方法来计算白色的亮度值。
它是一维数值,通常使用大写字母Y来表示。
纯白色的CIE-1931亮度为Y=1b)CIE-1976亮度:CIE-1976亮度是通过数学方法来计算白色的亮度值,修正了CIE-1931亮度的局限性。
它也是一维数值,通常使用大写字母Y来表示。
纯白色的CIE-1976亮度为Y=1c)CIELAB亮度:CIELAB亮度是基于人眼对亮度的感知来计算的。
与前两种亮度坐标不同的是,CIELAB亮度是一个三维坐标,包括L、a和b三个参数。
纯白色的CIELAB亮度为L=100。
以上介绍的是LED显示屏常见的白场色坐标参数。
这些参数可以帮助用户了解显示屏上白色的颜色特征,有助于用户在选择和使用LED显示屏时进行参考和比较。
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⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡Z Y X Z Y X B G R 1786.00025.00009.00157.02524.00912.00828.01587.04185.00092.10144.00052.00888.04264.15152.04681.08966.03646.26508.512) CIE1964标准色度系统 因为CIE1931标准色度系统的观测视场为2°,不能概括所有情况,所以又制订出CIE1964标准色度系统,它的观测视场是10°,其定义式、数据及曲线略有变化。
白光色坐标的范围摘要:一、白光色坐标的定义与意义1.白光色坐标的定义2.白光色坐标的重要性二、白光色坐标的范围1.色度坐标2.亮度坐标三、白光色坐标的应用1.显示技术2.照明技术四、白光色坐标的测量方法1.光谱分析法2.视觉评估法五、白光色坐标的调整与优化1.色温的调整2.亮度的调整3.色彩的校正正文:白光色坐标是描述白光颜色的重要参数,对于照明、显示等应用领域具有重要意义。
本文将详细介绍白光色坐标的定义、范围、应用、测量方法以及调整与优化。
一、白光色坐标的定义与意义白光色坐标,通常用CIE 1931 色度图表示,是一个描述白光颜色的三维坐标,包括色度坐标和亮度坐标。
色度坐标表示白光中红、绿、蓝三原色的比例,而亮度坐标则表示白光的亮度。
白光色坐标的重要性在于,它能够准确地描述白光的颜色特性,为照明、显示等应用领域提供参考。
二、白光色坐标的范围白光色坐标的范围主要取决于色度坐标和亮度坐标。
色度坐标通常在CIE 1931 色度图中的白色区域内,表示红、绿、蓝三原色比例适当的白光。
亮度坐标则在CIE 亮度图中,表示从黑到白的光谱范围内的亮度。
三、白光色坐标的应用白光色坐标在显示技术和照明技术中有着广泛的应用。
在显示技术中,如液晶显示器、投影仪等,需要准确地控制白光的颜色,以保证显示效果的逼真。
在照明技术中,如室内照明、道路照明等,需要根据场景需求调整白光的色温和亮度,以满足照明效果和节能要求。
四、白光色坐标的测量方法白光色坐标的测量方法主要有光谱分析法和视觉评估法。
光谱分析法通过对白光的光谱进行测量,计算出色度坐标和亮度坐标。
视觉评估法则是通过人眼观察,评估白光的颜色,再通过一定的计算方法得到色度坐标和亮度坐标。
五、白光色坐标的调整与优化白光色坐标的调整与优化主要包括色温的调整、亮度的调整和色彩的校正。
通过改变色温,可以调整白光的颜色,使其更符合特定场景的需求。
通过调整亮度,可以实现不同场景的照明效果。
颜色基础知识——CIE1931色度坐标图篇一:CIE 1931 色度图从小到大,我们对色彩都要接触到三基色、三原色的概念,由此可以看出,色彩是一个三维函数,所以应该由三维空间表示。
如图1就是传统色度学著作常用来表示颜色的纺锤体,图2是按人对颜色分辨能力构造的三维彩色立体。
由于人类思维能力和表现能力的限制,三维的坐标系在实际应用中都暴露出了很大的局限性。
显示器的显示采用的是色光加色法,色光三原色是红、绿、蓝三种色光。
国际标准照明委员会(CIE)1931年规定这三种色光的波长是:红色光(R):700nm绿色光(G):546.1nm蓝色光(B):435.8nm自然界中各种原色都能由这三种原色光按一定比例混合而成。
在以上定义的基础上,人们定义这样的一组公式:r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)由于r+g+b=1, 所以只用给出 r和 g的值, 就能惟一地确定一种颜色。
这样就可将光谱中的所有颜色表示在一个二维的平面内。
由此便建立了1931 CIE-RGB 表色系统但是,在上面的表示方法中,r和g值会出现负数。
由于实际上不存在负的光强,而且这种计算极不方便,不易理解,人们希望找出另外一组原色,用于代替CIE-RGB系统,因此,在1931年CIE组织建立了三种假想的标准原色X(红)、Y(绿)、Z(蓝),以便使我们能够得到的颜色匹配函数的三值都是正值,而x、y、z的表达方式仍类似上面的那组公式。
由此衍生出的便是1931 CIE-XYZ系统(如图4),这个系统是色度学的实际应用工具,几乎关于颜色的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点,因而是颜色视觉研究的有力工具。
是一些典型设备在1931 CIE-XYZ系统中所能表现的色彩范围(色域)。
其中,三角形框是显示器的色彩范围,灰色的多边形是彩色打印机的表现范围。
从色域图上可以看到,沿着x轴正方向红色越来越纯,绿色则沿y轴正方向变得更纯,最纯的蓝色位于靠近坐标原点的位置。
色坐标,色温,容差,显色指数是什么关系?该如何控制?2700K X:0.463 Y:0.420 4000K X:0.380 Y:0.3805000K X:0.346 Y:0.359 6400K X:0.313 Y:0.337色坐标反映的是被测灯管颜色在色品图中的位置,他是利用数学方法来表示颜色的基本参数。
色温就是说灯管在某一温度T下所呈现出的颜色与黑体在某一温度T0下的颜色相同时,则把黑体此时的温度T0定义为灯管的色温。
容差是表征的是光源色品坐标偏离标准坐标点的差异,是光源颜色一致性性能的体现.显色指数实际上就是显示物体真实颜色的能力,这里的真实颜色指的是在太阳光下照射所反映出的颜色。
显色指数与色温是有关系的,一般而言,色温越低显色指数越高,白炽灯就是100,节能灯通常在75-90之间。
显色指数反映了照明体复现颜色的能力,根据人们的生活习惯,认为日光下看到的颜色为物体的真实颜色.色坐标和容差\色温是有关系的,坐标确定后容差和色温也就确定.但他们和现色指数无关.控制它们主要是要稳定制灯工艺,特别是粉层厚薄和真空度,充氩量.然后用荧光粉进行调配,不要随意更换荧光粉厂家.色坐标与色容差是有关系的,色坐标是根据色标图而算出来的,色差就是实际测出的色坐标与标准的差。
色差大从一方面来说也就是你的灯管的稳定性怎么样,以我的经验,你可以去检查一下氩气是否达到工艺要求(氩气适当多一些可增强灯管的一致性),由于T5是自动圆排机,所以也要检查一下系统的真空度是否良好(真空度差也会使颜色产生较大的差异,最后去测一下,圆排机烘箱的上下端温度差是否在40以内。
白光LED光通量随色坐标增大而增加研究了在蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光LED方法中,色坐标位置对光通量的影响。
在同样蓝光功率条件下,我们对标准白光点(色坐标x=0.33±0.05,y=0.33±0.05)附近不同色坐标位置的光通量进行了计算。
假设(0.325,0.332)位置流明效率为100 lm/W,计算得出,最大光通量对应的色坐标位置为(0.35,0.38),光通量为112 lm;最小光通量对应的色坐标位置为(0.29,0.28),光通量为93.5 lm。
NTSC标准色坐标是一个重要的色彩标准,用于描述电视信号中的色彩。
它是一种基于RGB 色彩模式的色彩系统,其中R、G、B分别代表红色、绿色和蓝色三个通道。
在NTSC标准色坐标中,红、绿、蓝三种颜色的数值范围通常被设定为0-1。
具体来说,红色通道的值范围通常为0.65-0.75,绿色通道的值范围通常为0.15-0.35,蓝色通道的值范围通常为0.2-0.3。
这种色彩空间的设置是为了确保色彩的鲜艳度和对比度,同时保证色彩的饱和度。
在NTSC标准色坐标中,颜色的变化主要通过调整红色、绿色和蓝色三个通道的数值来实现。
例如,增加红色通道的数值可以增加红色的强度,减少蓝色通道的数值可以增加绿色的强度。
这些调整可以通过线性或非线性方式进行,以实现色彩的变化和过渡。
在NTSC电视标准中,色度解码器会根据输入信号的亮度值和色度值来计算色差值,即色度编码。
这个过程涉及到对输入信号进行逐行扫描和量化,最终得到彩色电视屏幕上的颜色。
具体来说,色度解码器会根据NTSC标准色坐标中的值来计算红色、绿色和蓝色三个通道的数值,从而实现彩色电视信号的解码和显示。
总的来说,NTSC标准色坐标是一个重要的色彩标准,用于描述电视信号中的色彩。
它基于RGB色彩模式,通过调整红色、绿色和蓝色三个通道的数值来实现颜色的变化和过渡。
在NTSC电视标准中,色度解码器会根据输入信号的亮度值和色度值来计算色差值,从而实现彩色电视信号的解码和显示。
值得注意的是,虽然NTSC标准色坐标在彩色电视信号的传输和显示中起到了重要的作用,但是随着数字技术和多媒体技术的发展,越来越多的人开始使用更高精度的色彩空间,如HDR等,以提供更好的视觉体验。
这些新的色彩空间可能需要使用不同的色彩坐标系统来描述色彩,因此对于现代影视制作和显示技术来说,NTSC标准色坐标已经逐渐被淘汰。
色坐标软件使用说明1、 CIE介绍国际照明协会法国语的缩写,相关网站为:http://www.cie.co.at/2、色坐标介绍色坐标也叫色品坐标或色度坐标。
CIE色度系统中,三刺激值各值与他们之和的比。
在XYZ色品系统中,由三刺激值X、Y、Z可算出色品坐标x、y、z。
x=X/(X+Y+Z),y=Y/(X+Y+Z),z=Z/(X+Y+Z)。
XYZ表示任何一种特定颜色所具有的三种理论原色刺激的量。
X表示红原色刺激的量、Y表示绿原色刺激的量,而Z表示蓝原色刺激的量。
简单的就是某个光源发光的颜色在色坐标图中的位置,代表颜色的成分。
纯白光色坐标为(0.33±0.05, 0.33±0.05)3、软件介绍ColorCoordinate.exe:计算色坐标的软件,目前为1.0版本,台湾人编写,228K大小。
CIE1931.exe:色坐标图,976K大小。
4、使用说明1、准备含波长和发光强度两栏的文本文件(.txt)。
波长范围为300–800之间。
实际测量往往不是在此范围,那么把测量范围外的强度设为0。
前提当然是要求发射谱包含所有发出的光。
文本制作参见例子Em349.txt。
2、打开ColorCoordinate.exe,依次点击“打开文件–“线性内插”–“计算”,就可得到色坐标值。
如例子Em349.txt的色坐标为(0.3260834, 0.3439385)。
该软件同时计算出该色坐标对应的色温Tc。
如例子Em349.txt的色温为5784.230607747963、打开CIE1931.exe,输入x和y值,点击ENTER,就会在色坐标图中标出位置。
该软件可同时标出无数个位置,只要反复输入x和y值即可。
最后点击SA VE就可保存结果。
例子:。
LED色坐标x跟色温的关系1. 色坐标x和色温的定义LED的色坐标x是指在CIE 1931色度图中,LED光源的色度坐标,它表示了光源的色调。
而色温则是用来描述光源的颜色,通常以开尔文为单位来表示,色温越高,光线颜色越接近自然光。
2. 色坐标x和色温的关系一般来说,LED的色坐标x与色温存在一定的关系,色坐标x在0.3000—0.4500之间的LED灯具,会呈现出较高的色温,而色坐标x 在0.4500—0.5500之间的LED灯具,会呈现出中等色温。
当色坐标x超过0.5500时,LED灯具的色温会比较低。
3. 色坐标x和色温对亮度和色彩的影响LED的色坐标x不仅与色温有关,还会对亮度和色彩产生影响。
色坐标x越小,LED灯具的亮度越高,颜色也会更加冷色;而色坐标x越大,LED灯具的亮度会减弱,颜色会变得较为暖和。
在选择LED灯具时需要根据使用场景和需要的效果来确定适合的色坐标x和色温。
4. 个人观点和理解在现代社会,LED灯具已经成为主流光源,色坐标x和色温的关系对LED灯具的选择和应用具有重要的指导意义。
在实际使用中,我们需要结合色坐标x和色温的特性,选择适合的LED灯具,以确保产生所需的光效和色彩效果。
总结LED色坐标x和色温是LED灯具重要的参数,它们之间存在一定的关系,同时也会对亮度和色彩产生影响。
在选择LED灯具时,需要综合考虑色坐标x和色温的特性,以及实际使用场景和需求,来确定最适合的灯具。
LED的色温和色坐标x不仅是科技发展的产物,更是人类对于光与色的深入探索和理解。
通过本文的介绍,相信你已经对LED色坐标x和色温的关系有了更深入的了解。
希望今后在选择LED灯具时,能够更加明晰地考虑色坐标x和色温对灯具的影响,以获得更好的光效和色彩效果。
LED灯具作为现代照明产品的主流之一,其色坐标x和色温的关系对于选择和应用LED灯具具有重要的指导意义。
在实际使用中,了解这两个参数的特性,能够帮助我们更好地选择适合的LED灯具,以获得所需的光效和色彩效果。
1. 輻射束(joule/sec)2. 光束/光通量(lumen)3. 光度(Candela, cd)4. 輝度(cd/m 2)5. 照度(Lux)6. 光束發散度(radlux)7. 反射率(reflectivity)8. 電光源效率(power eff.)七、色度與CIE 色度座標色度座標之測定之測定之測定--發光學術語與基本概念發光光度學常用單位與定義電磁波於單位時間內所傳播的輻射能量(J/sec)或Watt F = KΦ (K為視覺度,其大小依波長而異,其最大值為100, F為光束2.光束/光通量(luminous, 單位:流明Lumen)光源所發出的總光量或單位時間內所通過的光量, 可用照度計加以量測3.光度I (Luminous intensity,單位為燭光Cd, candela)一光源在冇一方向所發出光的強度稱之為光度,假設dω為一微小立體角,其包含的光束為dF,則此光源箭頭方向的光度(I)為I = 光束/立體角= dF/dω所以dF= I dω此立體角內所有方向之光度I 則為I =dF/dω對均勻的點光源而言,,F (lumen) = 4πI (單位為燭光)對均勻的點光源而言其中4π為總立體角各種光源的輝度值(nit)太陽165 x 107月亮26 x 102蠟燭1 x 104藍空8 x 103水銀燈14 x 104日光燈6x 103-1x 104納氣燈(200W) 8 x1044. 輝度L (Brightness, 單位為nit 或nt = cd/m 2或stilb (sb), sb = cd/m 2由一特定的光源發出強度相同時由一特定的光源發出強度相同時,,其發光的面積越大者其發光的面積越大者,,則其輝度值越小越小。
某一截面的輝度L (nit)值,為其該方向的光度值I (cd),以該截面的視面積A (m 2)除得之值除得之值,,以L 表示L = I (cd)/A (m 2) = nit or cd/m 2or stilb5. 照度E (Illumination Intensity,單位為Lux勒克斯)(Spectra colorimeter)380-780 nm(Lux meter)(color analyzer) 測量輝度值與色度值0.2 –999 cd/m2彩色分析儀彩色分析儀--輝亮度輝亮度((cd/m 2)、對比度對比度、、閃爍閃爍、、色度色度(x,y)(x,y)(x,y)值之測定值之測定Anatomy of Human Eyes1虹膜2角膜玻璃體4 Rods5 Cones 3 視網膜6 水晶體.7 瞳孔視神經Cones(解析度高有色彩分析能力) and rods(感光度高對低照暗輻極敏感)The distribution of cones and rods in the retina and where the retina is most sensitive to light (blue graph).Luminosity response of eyes–yellow-green is brighter or stronger response to eyes, than R and B.視網膜(3 types of cones )Providing high accuracy and the ability to measure absolute color, used in research areaSpectrophotometric method Tristimulus method Human eye Problems with difference betweenindividuals and memory characteristicsSmall size and portability, used for colordifference measurements and QC inspection3 sensors Spectral sensorsChromatic Adaptation(色彩的適應性)Chromatic Adaptation (色彩的適應性)Block diagram of basic components of a spectrophotometerA spectrophotometer is a device used to measure the intensity of radiation absorbed at different wavelengths by looking at the spectral reflectance, transmittance or emission.Inventor: Brace DeWitt; In 1935 Arthur Cobb Hardy received a patent for the spectrophotometer .The spectral luminous efficiency curvesScotopic (low light) vision system V’(λ):Driven by rod cells; unable to differentiate different λ’s; provides no saensation of colorsPhototopic (daytime) vision system V(λ) : Driven by cone cells; can differentiatedifferent λ’s: ctreate sensation of colors 507 nm 555 nm視覺函數V(λ), V’(λ)曲線1942與1951年根據亮年根據亮、、暗適應條件下暗適應條件下,,CIE 對200多位觀察者視覺的測定結果位觀察者視覺的測定結果,,分別推薦了標準的明標準的明視覺視覺(V(λ):峰值555 nm ,光譜光效能最高值K m (λ)=683lm/W )與暗視覺(V’(λ);峰值507 nm ,光譜光效能最高值K m ’(λ)1699=lm/W )函數曲線函數曲線。
函數曲線的標準化與K m (λ)、K m ’(λ)值測定值測定,,在全球光度量測上有了統一的基礎!投影片 1818投影片S1 Steven, 2006/5/8Color perception by eye and brainThe human retina has three kinds of cones. The response of each type of cone asa function of l of the incident light.The sensitivity between 700-800 nm is very low, only 380-700 nm is shown.RGB-cones for the RED -GREEN -BLUE sensitivity alsocalled as theSML-cones for Short, Medium and Long wavelengths.The BLUE sensitivity for the B-cones or the S-conesThe GREEN sensitivity for the G-conesor the M-cones The RED sensitivityfor the R-conesor the L-conesThe human retina has three kinds of cones. The response of eachtype of cone as a function of λof the incident light.440545580xzStandard ObserverIn 1931, the CIE originally defined the standard Observer using a 2o fieldof view,hence the name "2o Standard Observer "In 1964, the CIE defined an additional standard Observer, this time basedupon a 10o field of view and this is referred to as the "10o Supplementary Standard Observer “The 2o standard Observer should be used for viewing angles of 1o to 4oand the 10o supplementary standard Observer should be used for viewingangles of more than 4o.An Observer is a person or thing that observes. The sensitivity of each individual's Eye is slightly different; even for people considered to have "normal color vision", there may be some bias toward red and blue. Also, person's eyesight generally changes with age. Because of these factors, colors will appear differently to each observer.1. The human eyes2. The nature of chroma (色度)3. The standard observers (標準觀查者)4.Color space (色域)-chromaticity diagram/coordinates-color temperature七、色度與CIE 色度座標色度座標之測定之測定-specification and measurements of colors http://home.wanadoo.nl/paulschils/10.02.htmCIE 1931 RGB r10(λ),g10(λ),b10(λ)color matching functions The r10(λ)curve is more than 3 times higher than the others because "red" wavelengths have low luminance and moderate tinting strength, so more of the R primary must be used to match the high luminance of the G primary and the high tinting strength of the B primary.Color-matching functions of the CIEStandard Observer based on matchingstimuli of wavelengths700.0 (R), 546.1(G), and 435.8 (B) nm.R G BC R G B≡()+()+()R G B+≡(520 nm)()()+()C R G BR G BC R G B≡−()+()+()were the spectral response curves for the cone-receptors in the human eye . While it is convenient to think of X, Y and Z as red, green and blue, owing to their wide band and substantial overlap (especially of X and Y),this is a crude approximation. XYZ –tristimulus values; x, y, z : tristimulus response of RGBCIE 1931 XYZ standard Color matching functionsfor 2°observerX,zSo the 3 "primary" colors are the virtual colors A, B, and C. Then for a given real color, its components with respect to theprimaries are as follows:x = A/(A+B+C)y = B/(A+B+C)z = C/(A+B+C)Since x + y + z = 1, if x and y are known then z can be determined. The CIE diagram is a plot of x vs. y for all visible colorsCIE Chromaticity Diagram (色品圖色品圖;;色度座標圖)This is an international standard for primary colors established in 1931. It allows all other colors to be defined as weighted sum of the three "primary" colors. 1)There are no real three colors that can be combined to give all possible colors . 2) Therefore, the standard "primary" colors established by CIE don't correspond to real colors.The CIE Color Space•The CIE system characterizescolors by a luminanceparameter Y and two colorcoordinates x and y whichspecify the point on thechromaticity diagram.•the parameters are based onthe spectral powerdistribution of the lightemitted from a colored objectand are factored by sensitivitycurves which have beenmeasured for the human eye.CIE-1931 Chromaticity Coordinates as the Cartesian Coordinates used to define color in the CIE color space. They are designated as x, y and z and are the ratios of each of the tristimulus values X,Y and Z in relation to the sum of the three.z = 1 -( x + y )CIE-1976U.C.S. CHROMATICITY DIAGRAMCIE-1976 Chromaticity Coordinates used to define color in the CIE color space. They are designated as u' and v'u’= u-u o v’= v-v oCIE 色度座標圖飽和度色調CIE(Commission Internationale de l'Éclairage )Additive mixingMixing of Colors of lightMixing paint pigmentsSight of human EyesMixing of Colors of pigmentsMAGENTA, YELLOW and CYAN pigment of proper intensities are known as ”The Subtractive Primary Colors ”.Simple subtractive mixingAdditive color mixtures are always lighter than any of the individual components!Subtractive color mixtures are always darker than the components separately.Additive mixing Simple subtractive mixingApproximate color regions on CIE chromaticity diagram (after Fortner, P. 5, Scien Tech J. 1996)The boundary represents maximum saturation for the spectral colors, and the diagram forms the boundary of all perceivable hues (色調).The C.I.E. Chromaticity DiagramY 2SiO 5Y 2SiO 5YAGYAGYAGP22 CRT phosphors ZnS:Ag (blue)(Zn,Cd)S:Ag (green)Y 2O 3:Eu 3+(red)The boundary of x, y diagram is bounded by the values of monochromatic light, any color in terms of (x, y)Tristimulus Fuilters Used in Defining ColorsThe energy of any spectral curve:E R= Σ(Idλ)R E G= Σ(Idλ)G E B= Σ(Idλ)B1. Take the spectral curves.2. Multiplying by the overlap of each tristimulus curve.3. We obtain Tristimulus Values.x, y, z are the stimulus response of red, green, and blue;而X, Y, Z則稱之為tristimulus valuesBecause each color gives a set of tristimulus values 但each set之間並未有相互correlation因為I R≠I G≠I B (RGB spectral energy are not equal)因此有必要將三刺激值tristimulus values (XYZ) normalized,並且定義一套chromaticity coordinates (x, y, z) Chromaticity coordinates x, y, z 可以定義為x = X/(X+Y+Z) y= Y/(X+Y+Z) z = Z/(X+Y+Z)其中x + y + z= 1(x, y, z) 稱之為色(度)座標(chromaticity coordinates)1) Obtain emission spectrum (利用spectrofluorimeter)Measuring Emissive Colors 之過程(如何將光譜轉換成色度座標如何將光譜轉換成色度座標??)2) 利用energy of RGB spectral curve:E R = Σ(Id λ)R E G = Σ(Id λ)G E B = Σ(Id λ)B等公式等公式,,將(Id λ)積分積分,,以獲得RGB 三原色色光之能量3) 因為X = x ΣI R d λY = y ΣI G d λI B d λ故可以利用求取求取((x,y )值上述x, y, and z 為the stimulus response of red, green, and bluex = y = z = X + Y + Z X + Y + Z X + Y + Z XY Z4) Draw vertical lines on each color function to obtain “weighted functions”to calculate chromaticity coordinatesx: 550-650 nm y: 510-600 nm z: 420-480 nmOne would have a set of lines whose spacing was inversely proportional to peak height.標準光源C Daylight.The northern skylight at 11:30a.m. at Greenwich, England on Oct. 31, 1931.Values Related to Color SpecificationComparison of Energy Distribution of Different Light SourcesD 65An approximation of noon sunlight having a correlated color temperature of approximately 4874 K and obtained by a combination Light Source (A) and a special filter.Light source C Light source ALight source B 2856 K6774 K 6504 K。