第六章 色度学基础
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色度学基础(色温)
Saturation饱和度、纯度
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分 （灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
Brightness亮度
彩色三要素
Hue Lightness Saturation
混色规律及实现方法
相加混色——光的合成，各分色的光谱成分相加，彩色电视就是利用红、绿、蓝三基
表色系统
显色系统(Color Appearance System) (按照所见颜色的心理感受对颜色进行分类、整理)
混色系统 (根据光的混色实验，按照必要的基准色光的混和 量 ，对某种颜色与基准颜色是否相等作出判断)
孟塞尔(Muncell) 表色系统 德国DIN表色系统 瑞典Nature Color system
CIE表色系统 CIE1931RGB CIE1931XYZ CIE1976 L*a*b* CIE1960 L*u*v*
孟塞尔表色系统
竖直方向 ➢中央轴代表明度，它在底盘位置的明度为0，代表黑色；而在中央轴的顶端的照度为102，代表白色；在 此二位置的中间则均分为10等分。由此，照度轴上共有11个刻度。 水平方向 ➢孟塞尔立体的剖面还用横竖线分成很多小格,离中央轴的水平距离则用饱和度表示。饱和度C的竖直有2、 4、6、8、10、12、14。 底盘弧度方向 ➢底盘有五个主要色相：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和五个中间色调：黄红（YR）、 绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。
冷暖色调
生理上的感觉如，红、橙、黄为暖色系；蓝、绿、黑为冷色系。
色温
早霞 黄昏 正午 其它白天时段 白天正午的阴影和月夜 白炽灯 聚光灯 烛光 新闻灯 三基色日光灯 商场日光灯 蜡烛及火光 朝阳及夕阳 家用钨丝灯 日出后一小时阳光
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分 （灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
Brightness亮度
彩色三要素
Hue Lightness Saturation
混色规律及实现方法
相加混色——光的合成，各分色的光谱成分相加，彩色电视就是利用红、绿、蓝三基
表色系统
显色系统(Color Appearance System) (按照所见颜色的心理感受对颜色进行分类、整理)
混色系统 (根据光的混色实验，按照必要的基准色光的混和 量 ，对某种颜色与基准颜色是否相等作出判断)
孟塞尔(Muncell) 表色系统 德国DIN表色系统 瑞典Nature Color system
CIE表色系统 CIE1931RGB CIE1931XYZ CIE1976 L*a*b* CIE1960 L*u*v*
孟塞尔表色系统
竖直方向 ➢中央轴代表明度，它在底盘位置的明度为0，代表黑色；而在中央轴的顶端的照度为102，代表白色；在 此二位置的中间则均分为10等分。由此，照度轴上共有11个刻度。 水平方向 ➢孟塞尔立体的剖面还用横竖线分成很多小格,离中央轴的水平距离则用饱和度表示。饱和度C的竖直有2、 4、6、8、10、12、14。 底盘弧度方向 ➢底盘有五个主要色相：红（R）、黄（Y）、绿（G）、蓝（B）、紫（P）和五个中间色调：黄红（YR）、 绿黄（GY）、蓝绿（BG）、紫蓝（PB）、红紫（RP）。
冷暖色调
生理上的感觉如，红、橙、黄为暖色系；蓝、绿、黑为冷色系。
色温
早霞 黄昏 正午 其它白天时段 白天正午的阴影和月夜 白炽灯 聚光灯 烛光 新闻灯 三基色日光灯 商场日光灯 蜡烛及火光 朝阳及夕阳 家用钨丝灯 日出后一小时阳光
色度学基础知识
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。
色度学基础知识
彩色电视的基础知识
２．混色法 利用三种基色按不同比例混合来获得彩色的方法就是混
色法。混色法分相加混色和相减混色两种方法。 彩色电视技术中使用的是相加混色法。 将红、绿、蓝三束光投影到白色屏幕上，调节它们的比
例，可得到如图1-8所示的相加混色效果： 红＋绿＝黄； 红＋蓝＝紫； 蓝＋绿＝青； 红＋绿＋蓝＝白。
色饱和度是指彩色的深浅程度。同一色调的彩色，其色 饱和度越高，颜色越深。色饱和度与彩色中掺入白光的多少 有关，掺入的白光越多，色光越浅，色饱和度越低。色饱和 度用百分数来表示。
通常把色调和色饱和度统称为色度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色电视的基础知识
1.3 三基色原理与混色 １．三基色原理
在彩色电视技术中，以红(R)、绿(G)、蓝(B)为三基色。 用三种不同颜色的基色光按一定的比例混合，可以得到 自然界中绝大多数的彩色，这一原理称为三基色原理。 三基色原理的主要内容有： （1）自然界的所有彩色都可用三种基色按一定的比例混 合而成；反之，任何彩色也可分解为比例不同的三种基色； （2）三种基色必须相互独立，即任一基色不能由其他两 种基色混合而成； （3）混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定； （4）混合色的亮度等于三基色亮度的总和。
图1-8 相加混色图
彩色电视的基础知识
相加混色法分为直接混色法和间接混色法。 直接混色法是将三基色直接混合在一起。 间接混色法的实现有三种不同方式：
（1）空间混色法 ：用于同时制电视系统 （2）时间混色法 ：用于顺序制电视系统 （3）生理混色法
彩色电视的基础知识
1.4彩色光的复合与分解 单一波长的光叫单色光，含有两种及两种以上波长
彩色是光作用于人眼而引起的一种视觉反映。不同波长
的光射入人眼时，会引起不同彩色的感觉。 随着波长的缩短。所呈现的彩色分别为：红、橙、黄、
色度学基本知识ppt课件
等（无彩色）饱和度为0％
色调与色饱和度
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三基色原理
2.三基色
三基色原理告诉我们:
(1)三基色必须是相互独立的,即其中任一种基色 都不能由另外两种基色混合而产生。
(2)自然界中的大多数颜色,都可以用三基色按一 定比例混合得到。
(3)三个基色的混合比例,决定了混合色的色调和 饱和度。
(4)混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的
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图1―24 标准白精品光课件源的光谱
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1.3.2 视觉特性 1. 相对视敏曲线
在可见光范围内， 1. 同一波长的光，强度不同，人眼的亮度感觉不
同， 2. 相同强度，不同波长的光，人眼的亮度感觉不
同
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图1―25 相对视敏曲线
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2. 人眼的亮度感觉
亮度感觉,即包括人眼所能感觉到的 最大亮度与最小亮度的差别及在不 同环境亮度下对同一亮度所产生的 主观亮度感觉。
形式存在的物质,人眼可以看见的光叫可 见 光 , 它 是 波 长 范 围 为 380nm 到 780nm 之 间 的电磁波,
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图1―22 电磁波波谱及可见光光谱
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从电视角度看,可见光有如下特性:
(1)可见光的波长范围有限,它只占整个电 磁波波谱中极小的一部分。
(2)不同波长的光呈现出的颜色各不相同, 随着波长由长到短,呈现的颜色依次为:红、 橙、黄、绿、青、蓝、紫,见图。
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2. 物体的颜色
物体的颜色有两种来源：
一是：发光物体所呈现的颜色，
另一种是物体反射或透视的彩色光，物体所 呈现的颜色与照射它的光源有关。
色度学基础
11. 白光与其他颜色光的混合 主波长和补色主波长 白光与其他颜色光的混合—主波长和补色主波长 将白光和一种适当的光谱色混合,可配得所需要的任何颜色光. 若所选择的白光是E点等能白光.选择任意一点C,连接CE并延 长,交于单色轨迹线上的,则C'单色光的波长,称为C点光的主波 长.主波长λ代表线上各点光谱色的主色调. 若选择FEN三角形内的A点,连接EA,但不能向A的方向延长,而应 将线向左上方延长,交于单色轨迹线上的A'点,则A'点的波长, 称为A点的补色主波长.补色主波长,也是表示AA'线上各点颜色 的主色调.
8. 20个特定颜色区 个特定颜色区 在舌形曲线所包围的区域内,被分成20个颜色区域.在每个区域 内,被认为颜色基本相同,每个颜色区都是一个平均主波长,或 者补色主波长,而且还有相应的英文名称.它们的英文—中文名, 对照如下: 1. Red—红色 2. Pink—粉红色 3. Reddis Orange—橙红色 4. Yellishpink—粉黄色 5. Orange—橙色 6. Orange-Yellow—橙黄色 7. Yellow—黄色 8. reenish Yellow—黄绿色
色 度 图 的 颜 色 区 域 对 应 的 主 波 长
颜色名称 红 橙红 橙 黄橙 黄 绿黄 黄绿 草绿 绿 青绿 绿 绿 颜色代号 R rO O yO Y gy YG yG G bG BG gB B PB bP P Yp Rp pR 平 均 主 波 长 ( nm) 493(补) 606 592 583 578 573 565 545 508 495 490 485 476 454 566(补) 560(补) 545(补) 506(补) 496(补)
红 红 红
颜色三角形
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+BR,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。
应用光学第六章色度学基础
对于饱和度很高的颜色，例如某些光谱色，常 常不能用红、绿、蓝三种颜色直接混合得到。 为了匹配，需把某种颜色转加到被匹配颜色一 方，然后用另二种颜色混合与降低了饱和度的 颜色进行匹配
高饱和度颜色匹配
二 颜色匹配方程
不能直接匹配，需把某种颜色加到被匹配颜色 一方的情况 例如用红（R）、绿（G）、兰（B）匹配光谱 黄色，需把兰色（B）加到黄色（C）一边再进 行匹配(C)+B(B)=R(R)+G(G)
由r和g所决定的平面上的
点均和某种颜色相对应， 这样一个能表示颜色的平面，
称做色品图
色品图上表示颜色的各 个点称做色品点
三原色红（R）、绿（G）和兰（B）的色品点。 此三点连线，构成一个三角形，三角形里面部 分是三原色以不同比例混合能产生的所有颜色 色品点的集合。这个三角形叫做麦克斯韦颜色 三角形 光谱色的色品坐标
在色品图上，各光谱色色品点形成一条马蹄形 曲线，称之为光谱色品轨迹
六、 色度学中常用的光度学概念
光谱透射率——物体透过的光谱辐通量 与入射光谱辐通量 之比
光谱反射率因数——在限定的方向上、在指定的立体角范 围内，所考虑物体反射的光谱辐通量 与相同照明、相同 方向、在相同立体角内由完全漫射反射体反射的光谱辐 通量 之比
Байду номын сангаас
等能光谱是指各波长辐射能量相等，只有在此条件下， 所得到的光谱色三刺激值才是可比较和有意义的
颜色匹配函数是重要的色度量，它是在颜色现像研究中 把物理刺激与生理响应结合起来的纽带
五 、色品坐标及色品图 三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例，叫做颜色 的色品 r+g+b=1
高饱和度颜色匹配
二 颜色匹配方程
不能直接匹配，需把某种颜色加到被匹配颜色 一方的情况 例如用红（R）、绿（G）、兰（B）匹配光谱 黄色，需把兰色（B）加到黄色（C）一边再进 行匹配(C)+B(B)=R(R)+G(G)
由r和g所决定的平面上的
点均和某种颜色相对应， 这样一个能表示颜色的平面，
称做色品图
色品图上表示颜色的各 个点称做色品点
三原色红（R）、绿（G）和兰（B）的色品点。 此三点连线，构成一个三角形，三角形里面部 分是三原色以不同比例混合能产生的所有颜色 色品点的集合。这个三角形叫做麦克斯韦颜色 三角形 光谱色的色品坐标
在色品图上，各光谱色色品点形成一条马蹄形 曲线，称之为光谱色品轨迹
六、 色度学中常用的光度学概念
光谱透射率——物体透过的光谱辐通量 与入射光谱辐通量 之比
光谱反射率因数——在限定的方向上、在指定的立体角范 围内，所考虑物体反射的光谱辐通量 与相同照明、相同 方向、在相同立体角内由完全漫射反射体反射的光谱辐 通量 之比
Байду номын сангаас
等能光谱是指各波长辐射能量相等，只有在此条件下， 所得到的光谱色三刺激值才是可比较和有意义的
颜色匹配函数是重要的色度量，它是在颜色现像研究中 把物理刺激与生理响应结合起来的纽带
五 、色品坐标及色品图 三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例，叫做颜色 的色品 r+g+b=1
色度学基础知识
色度学基础知识什么是色度学？色度学是研究色彩的科学，也被称为颜色学。
它涉及颜色的感知、产生、测量和应用等各个方面。
色度学不仅仅关注颜色的外观，还研究颜色的物理和化学特性以及其在人类生活和工业中的应用。
主观与客观颜色在色度学中，我们经常讨论主观和客观颜色。
主观颜色是指人们通过视觉系统感知到的颜色，它受到个体的视觉特性和观察条件的影响。
相比之下，客观颜色是测量和描述颜色特性的科学方法。
在主观颜色的研究中，我们了解了人类视觉系统的工作原理。
视觉系统通过不同类型的感光细胞和神经传递来识别和解释外部光线的不同波长。
这些信息被传递到大脑中的视觉皮层，并被解释为不同的颜色。
客观颜色的研究则使用了各种仪器和方法来测量和描述颜色。
光谱仪是一种常用的工具，可以将光线分解为其组成的不同波长。
通过测量各个波长的强度，可以确定光线的颜色。
色彩空间色彩空间是用来描述颜色的一种系统。
它由不同的坐标轴组成，每个坐标轴表示颜色的一个特定属性。
常见的色彩空间有RGB、CMYK和HSB等。
•RGB色彩空间是由红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）三个原色组成的。
这种色彩空间常用于电子设备和计算机上的颜色显示。
•CMYK色彩空间是由青色（Cyan）、品红色（Magenta）、黄色（Yellow）和黑色（Black）四个颜色组成的。
它常用于印刷行业，用于混合油墨来产生不同的颜色。
•HSB色彩空间代表色相（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Brightness）。
色相表示颜色的种类，饱和度表示颜色的纯度，亮度表示颜色的明暗程度。
不同的色彩空间可以用来描述不同的颜色特性，选择适合的色彩空间可以更准确地表示和处理颜色。
颜色的应用在生活和工业中，颜色有许多应用。
颜色可以通过情绪而产生不同的影响，对于个人和品牌来说具有重要的影响力。
在设计领域，颜色可以用来传达特定的情感和理念。
例如，在广告中使用红色可以引起人们的注意力和兴奋感，而使用蓝色则可以传达平静和安全的感觉。
色度学基础
• 例如，某个混色后的色效果，可以表示成下式。 • F=3.6（R）+4.8（G）+0.8（B） • 这个表达式的意义是： • 红色分量是3.6个红单基色量 R=3.6 • 绿色分量是4.8个绿单基色量 G=4..8 • 蓝色分量是0.8个蓝单基色量 B=0.8 • 可见（2.3）式中的R、G、B在实际应用中是一些具体 的数字量。这三个值称为“三刺激值”。这三个值决 定了混色光的结果颜色性能，还决定了混色光的光通 量。
色度学
• 色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技 术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样都是
外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。
• 色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是宜光学、
视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合
性科学。
基本物理量
1、色品坐标 色品坐标（x，y）和色品坐标（u，v）来自色度学，这个坐标 是人为构建的一个颜色坐标体系，最初来源于颜色匹配实验，构 建出 R G B 坐标系，后来发现这个坐标系不便于计算，又利用数 学方法转换成没有负值的xy坐标系，这个时候 里面对应的坐标值 就是你说的色品坐标（x，y），在这个坐标之后人们发现x,y坐标 和人眼对颜色的感知上来说并不是均匀的，为了改变色度坐标图 中颜色宽容量不等的缺陷，国际照明委员会于1960年，建立了U-V 色度坐标图，也称均匀色度坐标图。两者在数学的关系是：
基本物理量
基本物理量
8、色偏差 是指电脑计算的配方与目标标准的相差，以单一照明光源下计算，
数值愈小，准确度则愈高。但是要注意，它只代表某一光源下的
颜色比较，未能检测于不同光源下的偏差。
归一化光谱功率分布函数S(λ)
• 归一化光谱功率分布：辐射功率与波长的函数关系。
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等能光谱是指各波长辐射能量相等，只有在此条件下， 等能光谱是指各波长辐射能量相等，只有在此条件下， 所得到的光谱色三刺激值才是可比较和有意义的 颜色匹配函数是重要的色度量， 颜色匹配函数是重要的色度量，它是在颜色现像研究中 把物理刺激与生理响应结合起来的纽带
五 、色品坐标及色品图 三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例，叫做颜色 三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例， 的色品 r+g+b=1
三、 三刺激值 匹配某种颜色所需的三原色的量称做该颜色的 三刺激值。颜色方程中的R、 、 三刺激值。颜色方程中的 、G、B 就是三刺激 值 三刺激值不是用物理单位，而是用色度学单位 三刺激值不是用物理单位， 来度量。 来度量。 对于既定的三原色， 对于既定的三原色，每种颜色的三刺激值是唯 一的，因而， 一的，因而，可以用三刺激值来表示颜色
第六章 色度学基础
色度学是对颜色刺激进行测量、计算和 色度学是对颜色刺激进行测量、 评价的学科
作业： 作业： 1.有两薄透镜 和L2的口径分别为 有两薄透镜L1和 的口径分别为 的口径分别为6cm和4cm, 有两薄透镜 和
f1 ' = 9cm, f2 ' = 5cm, d = 5cm ,在L1和L2距L2为2cm处有 在 和 距 为 处有
在色品图上， 在色品图上，各光谱色色品点形成一条马蹄形 曲线， 曲线，称之为光谱色品轨迹
六、 色度学中常用的光度学概念
光谱透射率——物体透过的光谱辐通量 与入射光谱辐通量 物体透过的光谱辐通量 光谱透射率 之比 光谱反射率因数——在限定的方向上、在指定的立体角范 在限定的方向上、 光谱反射率因数 在限定的方向上 围内， 与相同照明、 围内，所考虑物体反射的光谱辐通量 与相同照明、相同 方向、 方向、在相同立体角内由完全漫射反射体反射的光谱辐 通量 之比 光谱反射率——物体反射的光谱辐通量 与入射光谱辐通 光谱反射率 物体反射的光谱辐通量 量 之比
格拉斯பைடு நூலகம்颜色混合定律
H.Grassman于1953年总结出色光混合的基本定律 于 年总结出色光 年总结出色光混合的基本定律 ①人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明度、色调和 人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明度、 饱和度 ②两种颜色混合，如果一种颜色成分连续变化，混合 两种颜色混合，如果一种颜色成分连续变化， 色的外貌也连续变化 补色律： 补色律：每一种颜色都有相应补色 中间色律：两种非互补颜色混合， 中间色律：两种非互补颜色混合，将产生两颜色的 中间色， 中间色，其色调决定于两颜色的比例
根据代替律， 根据代替律，有 (C)=(C1)+(C2)=[R1(R)+G1(G)+B1(B)]+[R2(R)+G 2(G)+B2(B)]=(R1+R2)(R)+(G1+G2)(G)+(B1+B2) (B) 颜色（ ）也可用三刺激值R、 、 表示为 颜色（C）也可用三刺激值 、G、B表示为 (C)=R(R)+G(G)+B(B) 得到 R=R1+R2;G=G1+G2;B=B1+B2 表明，混合色的三刺激值为各组成色相应三刺 表明， 激值之和。 激值之和。这就是颜色相加原理
③颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一样，在 颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一样， 外貌相同的光 颜色混合中等效 凡是视觉上相同的颜色是等效的
代替律：相似色混合， 代替律：相似色混合，混合色仍相似 • 颜色A=颜色 颜色 颜色B 颜色 • 颜色 颜色D 颜色C=颜色 颜色 • 颜色A+C=颜色 颜色B+D 颜色 颜色 • 在混色中，某种颜色用外貌相同的另外颜色代替，最后效果不 在混色中，某种颜色用外貌相同的另外颜色代替， 变
非彩色:白色、 非彩色 白色、黑色及灰色 白色
彩色:各种光谱色 彩色 各种光谱色
颜色形成的物理机制 光源色： 光源色：自发光形成的颜色 物体色：自身不发光，凭借其它光源照明， 物体色：自身不发光，凭借其它光源照明，通过反射或透 射而形成的颜色 荧光色： 荧光色：物体受光照射激发所产生的荧光与反射或投射光 共同形成的颜色
四 、光谱三刺激值或颜色匹配函数
用红、绿、兰三种颜色可以匹配所有颜色，对于各种波 用红、 兰三种颜色可以匹配所有颜色， 长的光谱色也不例外。 长的光谱色也不例外。 匹配等能光谱色所需的三原色的量称做光谱三刺激值。 匹配等能光谱色所需的三原色的量称做光谱三刺激值。 对于不同波长的光谱色，其三刺激值显然为波长λ的函 对于不同波长的光谱色，其三刺激值显然为波长 的函 数，故也称之为 颜色匹配函数
色光混合匹配实验 利用颜色光相加实现
调节红、 调节红、绿、兰色光的强度，直到黑档屏两边的视场呈现 兰色光的强度， 相同颜色， 相同颜色，就完成了颜色匹配
颜色匹配不受背景颜色的影响， 颜色匹配不受背景颜色的影响，即颜色匹配遵 颜色匹配恒常定律。但应注意， 守颜色匹配恒常定律。但应注意，眼受强光刺 激时，此定律也会失效。 激时，此定律也会失效。 对于饱和度很高的颜色，例如某些光谱色， 对于饱和度很高的颜色，例如某些光谱色，常 常不能用红、 蓝三种颜色直接混合得到。 常不能用红、绿、蓝三种颜色直接混合得到。 为了匹配，需把某种颜色转加到被匹配颜色一 为了匹配， 方，然后用另二种颜色混合与降低了饱和度的 颜色进行匹配
§6.1 颜色的分类和特性
一 颜色及其分类
颜色： 颜色：不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官后所产生 的心里感受 颜色和波长的关系并不是完全固定的 光谱上除572nm 572nm（ ）、503nm( 503nm(绿 478nm(蓝 光谱上除572nm（黄）、503nm(绿)和478nm(蓝)是不变的 颜色外， 颜色外，其它颜色在光强增加时都略向红色或蓝色变化 贝楚德－朴尔克效应” “贝楚德－朴尔克效应” 色度学则是将主观的颜色感受和客观的物理刺激联系起来 的科学
§6-4 色度学中的几个概念
一 、颜色刺激 颜色刺激： 颜色刺激：引起颜色知觉的可见辐射的辐通量 颜色刺激按波长的分布，称做颜色刺激函数， 颜色刺激按波长的分布，称做颜色刺激函数，一般用 φ(λ)表示。 表示。 表示 颜色刺激是纯物理量 二 、三原色 能够匹配所有颜色的三种颜色，称做三原色。 能够匹配所有颜色的三种颜色，称做三原色。 匹配实验表明， 匹配实验表明，能够匹配所有颜色的三种颜色不是唯一 的 红：700nm，绿：546.1nm，兰：435.8nm ， ，
二 颜色的表观特征
明度： 明度：表示颜色明亮的程度 对于光源色， 对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关 物体色， 物体色，和物体的透射比或反射比有关 色调： 色调：区分不同彩色的特征 饱和度：颜色接近光谱色的程度， 饱和度：颜色接近光谱色的程度，彩色的纯洁性
彩色具备以上3个特征 彩色具备以上 个特征 非彩色只有明度值差别、 非彩色只有明度值差别、没 有色调区分，饱和度为0 有色调区分，饱和度为 用一个三维纺锤体可将颜色 的三个基本特征表示出来
• • • •
R+G=Y R+B=M(Magent 洋红、品红 洋红、品红) G+B=C（Cyan 青） （ R+G+B=W
两种颜色以一定的比例相混合产生白色或灰色， 两种颜色以一定的比例相混合产生白色或灰色，则此两 颜色为互补色 某一颜色与其补色以适当比例混合便 产生白色或灰色 • R+C=W • G+M=W • B+Y=W
一直径为6cm的小孔光阑，物点位于L1前方 的小孔光阑，物点位于 前方 前方12cm处，求 一直径为 的小孔光阑 处 孔径光阑、入射瞳孔、出瞳的位置及大小 孔径光阑、入射瞳孔、 2.(选作 两个薄透镜 、L2的孔径为 选作)两个薄透镜 的孔径为4.0cm，L1为凹透镜， 为凹透镜， 选作 两个薄透镜L1、 的孔径为 ， 为凹透镜 L2为凸透镜，它们的焦距分别为 为凸透镜， 为凸透镜 它们的焦距分别为8cm和6cm，镜间距离为 和 ， 3cm，光线平行于光轴入射。求系统的孔径光阑、入瞳 ，光线平行于光轴入射。求系统的孔径光阑、 和出瞳及视场光阑 3.照相物镜 f ' = 50 mm , D / f ' = 1 / 5 ，对2m远处 照相物镜 远处 目标照相，假定底片上像点弥散斑直径小于0.05mm仍可 目标照相，假定底片上像点弥散斑直径小于 仍可 认为成像清晰，问物空间能清晰成像的最远、 认为成像清晰，问物空间能清晰成像的最远、最近距离 各位多少？ 各位多少？
高饱和度颜色匹配
二 颜色匹配方程
不能直接匹配， 不能直接匹配，需把某种颜色加到被匹配颜色 一方的情况 例如用红（ ）、 ）、绿 ）、兰 例如用红（R）、绿（G）、兰（B）匹配光谱 ）、 ） 黄色，需把兰色（ ）加到黄色（ ） 黄色，需把兰色（B）加到黄色（C）一边再进 行匹配(C)+B(B)=R(R)+G(G) 行匹配
§6.2 颜色混合
颜色混合: 两种或几种颜色相互混合， 颜色混合 两种或几种颜色相互混合，形成不同于原色的新色
• 色光混合：加混色，不同颜色光的直接混合 色光混合：加混色， • 色料混合：色料是对光有强烈选择吸收的物质，在白光照明 色料混合：色料是对光有强烈选择吸收的物质， 下呈现一定的颜色。 从白光中去除某些色光，又称减混色。 下呈现一定的颜色。 从白光中去除某些色光，又称减混色。
(C)=R(R)+G(G)-B(B)
结论 兰三种颜色以不同的量值（ 红、绿、兰三种颜色以不同的量值（有的可能 为负值）相混合，可以匹配任何颜色。 为负值）相混合，可以匹配任何颜色。 红、绿、兰不是唯一的能匹配所有颜色的三种 颜色。三种颜色， 颜色。三种颜色，只要其中的每一种都不能用 其它两种混合产生出来， 其它两种混合产生出来，就可以用它们匹配所 有的颜色。 有的颜色。
4.人工照明下阅读时，纸面光亮度应大于 人工照明下阅读时， 人工照明下阅读时 10cd/m2,假定白纸的漫反射系数为 假定白纸的漫反射系数为0.75，用60w 假定白纸的漫反射系数为 ， 充气钨丝灯照明，光视效能为15lm/w,求当灯泡 充气钨丝灯照明，光视效能为 求当灯泡 离纸面距离不大于多少时， 离纸面距离不大于多少时，才能产生所要求的 光亮度（假定纸面与照射光线方向垂直）？ 光亮度（假定纸面与照射光线方向垂直）？ 5.面积为 面积为1cm2的单面发光圆盘是一个朗伯光源， 的单面发光圆盘是一个朗伯光源， 面积为 光亮度为1500lm/(m2·sr),求 光亮度为 求 与发光面法线30度角方向上 ①最大发光强度I0，与发光面法线 度角方向上 最大发光强度 的发光强度I 的发光强度 30 ②圆盘发出的总光通量及光出射度