第一章彩色电视色度学基础

2、三基色原理：
重要
(1)、三基色必须是相互独立，即任何两种 基色都得不到第三种基色； (2)、将三基色按不同比例混合，可以引起 各种不同的彩色感觉，可以得到自然界 中的大多数颜色； (3)、合成彩色的亮度等于构成该混合色的 各个基色的亮度之和； (4)、合成彩色的色度由三基色分量色度的 比例决定 。
3、标准光源：
☻绝对黑体：能完全吸收入射光的物体； （不反射光、也不透射光），其所辐的光谱与它的温 度密切相关。(温度升高，绝对黑体光谱蓝色成分 升高)
3.0 可见光区
由图看出，随 着温度的增加 ，绝对黑体辐 射能量增大； 其功率波谱的 峰值向短波方 向移动。
相 对 2.0 辐 射 功 率 1.0
亮度：是指彩色光作用于人眼引起明暗程度的感 觉，通常用Y来表示；亮度与色光的能量及波 长的长短有关。 色调：指彩色光的颜色类别。通常所说的红色、 绿色、黄色等等就是指其色调不同。彩色光的 色调取决于其光谱成分；
饱和度：是指颜色的深浅程度，即颜色的浓度。 对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，它的 颜色就越深；饱和度越低，它的颜色就越浅。 某一色调的彩色光中掺入白光，其饱和度下降 ，掺入的白光越多，其饱和度就越低。

4、人眼视觉惰性
◆人眼的视觉惰性：人 眼对于一定的光亮有 一定的视觉暂留的特 性。t2～t3 为视觉暂 留时间 ◆中等亮度刺激下， 正常视力的人视觉暂 留时间为0.1s
光 脉 冲 亮 度
t 人 眼 视 觉 亮 度
t1
t2
t3
t
◆临界闪烁频率：不引起闪烁感觉的最低 重复频率。（约为46Hz，大于48Hz图像 就足够清晰）
1933年俄裔美国科学家兹沃里金研制成功可供 电视摄像用的摄像管和显像管。
2、彩色电视发展
1938年，德国人弗莱彻西格提出三枪三束彩色 显像管设想； 1949年，美国首次研制出世界上第一只三枪三 束彩色显像管; 1954年美国正式开播NTSC兼容制彩色电视
2、彩色电视发展
1967年前联邦德国正式开播PAL兼容制彩色 电视；同年，法国和前苏联开播了SECAM 兼容制彩色电视。 1972年，美国研制成功自动校正会聚误差 彩显管，至此，彩色电视发展日趋成熟。
1、人眼的亮度视觉
(1)当波长λ=555nm， V(λ)＝1，颜色为黄绿 色(草绿)，亮度感觉 最大，最暗（最迟钝） 的是蓝色和紫色； (2)其余波长V(λ)<1，亮 度感觉减弱； (3)当λ<400nm， λ>760nm时，V(λ)＝0， 人眼没有亮度感觉。
V(λ) 1.0 0.8
0.6
0.4
0.2
上节知识回顾 可见光谱 光的特性 色温及标准光源 人眼的亮度和色度视觉 人眼的分辨力
人眼视觉惰性及临界闪烁频率
1.3 色度学基础
本节将主要介绍彩色三要素、三 基色原理；如何对颜色进行度量
和表示以及亮度方程的表示方法
电信学院
1.3 色度学基础
1、彩色三要素：亮度、色调、
色饱和度，其中色调和百度文库饱 和度合称色度。
400
500
600
700
波长/nm
V(λ)为相对视敏度
2、人眼的色度视觉

假设人眼有3种锥状光敏细胞，分别只对 红、绿、蓝色光谱能量的刺激产生视觉反 应。相对视敏函数曲线 VR(λ)、VG(λ) 、 VB(λ)
(1)VR(λ)、 VG(λ) 、 VB(λ)最大值分别在 光谱的红、绿、蓝区 域； (2)某一单色光，波长值 可处在1、2、3条曲 线之下，一束入射光 入人眼，3种锥状细 胞产生不同的反应， 如黄光能激励红、绿 光敏细胞，产生黄色 感觉；
1927年，法恩斯沃思成功用电子
技术把图像从摄像机传输到接收 器上，这是公认的电视诞生标志 !
1936年贝尔德电视公司在英 国开始了电子方式的黑白 电视广播，从此电子电视 的时代开始了。
1957年的电视机 法国
2、彩色电视发展
1929年美国科学家伊夫斯在纽约和华盛顿之间 播送50行的彩色电视图像，发明了彩色电视机；
彩色电视原理
电信学院
第一章 色度学基础
第二章 电视图像转换原理与电视信号 第三章 彩色电视制式 第四章 广播电视信号的发射 第五章 卫星电视传送系统 第六章 电缆电视技术 第七章 彩色电视接收机
第八章 数字电视
前 言
一、电视技术是20世纪人类最伟大的 发明之一 二、电视技术发展历程
三、我国电视事业的发展
一、电视技术是20世纪人类最伟大 的发明之一
1.电视是人类进行信息传播变革中影响最 大的研究成果； 2.电视技术是现代科学技术最先进研究成 果的集合体：
现代电视技术集电子学、大规模集成电路、光学、 电磁学、材料科学、卫星技术、数字信号处理、色度 学、人类视觉科学等多学科成果于一身的综合性技术
二、电视技术发展历程
d 60 3438 d 2 l 360 l

通常情况下， θ ＝1′～1.5′
★ 影响分辨力的因素：
(1)、最小视角取决于相邻两视敏细胞间距，即人 的视力 (2)、景物细节的亮度，如果亮度过高，分辨力不 会增加 (3)、景物细节的相对对比度，景物亮度与背景越 接近，分辨力越低 (4)、被观察物的运动速度，运动速度越快，分辨 力越低
fc=a㏒Lm+b Lm为光脉冲亮度（坎／米 2）， a、b为常数9.6、26.6 ◆当重复频率>临界闪烁频率；人眼感 觉不到闪烁，其亮度为光脉冲亮度平 均值。
◆影响临界闪烁频率的因素：光亮度、 亮度变化幅度、明亮时间的占空比、 观看者离画面的距离、环境条件
◆临界闪烁频率是隔行扫描电视系 统设计依据

1958年5月1日，中国第一座电视台中央 电视台（早期称北京电视台）试播黑白 电视，9月2日正式播出。同年，我国第 一台“北京”牌14英寸黑白电视机在天 津诞生。
•1970年，第一台彩色电视机天津诞生，从 此拉开了中国彩电生产。
三、我国电视事业的发展
1973年5月1日，中央电视台用8频道在北京地区 试播彩色电视，同年10月1日正式播出； 1978年，国家批准引进第一条彩电生产线，定点 在原上海电视机厂； 1987年，我国成为世界上最大的电视机生产国；
色度学基础
1.2
1.3
电信学院
1.1光的性质
本节将主要介绍光的 性质；以及人眼的亮度 和色度特性、分辨力、 视觉惰性等
电信学院
1.1光的性质
1、可见光谱
☻可见光谱：人眼能够感觉到的可见光谱集中 在5×1014 Hz附近的一个很窄的光谱范围内， 波长为380～780nm。
2、光的特性：
(1).可见光的波长范围有限； (2).不同波长的光呈现的颜色不同，随波 长由长到短颜色依次为：红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫； (3).只含单一波长的光称为单色光，含两 种或两种以上波长的光称为复合光； (4).太阳发出的光包含了所有的可见光， 若用三棱镜可以将太阳光分解。
3、配色方法（相加相减混色）
★相加混色法（时间、空间、生理）
☻时间混色法：三种基色轮流投射到某一表面， 轮换时间足够快，利用人眼视觉惰性，得到 相加混色的效果 （顺序制彩色电视基础）
☻空间混色法：利用人眼空间分辨力有限的特 性，将近距离三基色发光点看成相加混色。 （同时制彩色电视基础）
VY(λ)
VG(λ)
VB(λ) VR(λ)
500
600
700
波长/nm
3、人眼的分辨力
☻人眼的分辨力：人眼分辨景物细节的 能力；
3、人眼的分辨力
◆人眼的分辨力：人眼对被观察物上两点之间能 1 分别的最小视角θ的倒数，即分辨力＝

d h
θ
l
θ与d和l相关，其中d表示能分辨的两个相邻点的最近
距离，l表示人眼到被观察物之间的距离。
目前，我国电视国内人口综合覆盖率达到95%以上。

《中华人民共和国广播电视简史》(记录、 梳理、总结、分析新中国成立半个世纪 以来广播电视事业发展历程的史书 )
数字化
两极 化
装饰化
多频 道化
卫星化
现代电视技 术发展趋势
新材料化
系列化 日视化
高清 化
立体 声化
第一章 彩色电视色度学基础
1.1
光的性质 人眼的视觉特性
1.2 人眼的视觉特性
本节将主要介绍人眼 亮度视觉特性和色度视 觉特性；人眼的分辨力 以及视觉惰性
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☻人眼的亮度视觉特性：人眼对不同颜色的 光的亮度感觉不一样； ☻同一波长的光，当其强度不一样时，给人 的亮度感觉也是不相同的； ☻人眼的视网膜由大量光敏细胞组成，按其 形状分为杆状细胞和锥状细胞，（夜晚 视觉，由杆状细胞起作用，白天视觉过 程主要由锥状细胞起作用）。
6000k 5000k 4000k 3000k
0
500nm
1000nm
1500nm
2000nm
☻色温：在可见光谱内，光源的光谱于某温度的绝
对黑体辐射的光谱一样时，则该绝对黑体的温度 称为该光源的色温，单位为K。
光源 油灯 蜡烛 月亮 日出后及日落前太阳光 中午太阳光 下午太阳光 阴天自然光 晴朗的蓝天 色 温/K 1900～2000 1900～2000 4100 2200～3000 4800～5800 4000 6400～6900 8500～22000 光源 白炽灯（10W） 白炽灯（40W） 白炽灯（100W） 白炽灯（500W） 日光色荧光灯 冷白色荧光灯 暖白色荧光灯 普通高压钠灯 色 温/K 2400 2700 2750 2900 6500 4300 2900 2000
三基色的选择(1931年CIE)：
红基色：波长为700nm的红光 绿基色：波长为546.1nm的绿光 蓝基色：波长为435.8nm的蓝光
◆互补色：凡是两种
绿 色光相混合而成白光， 这两种色光互为补色。
青 蓝
◆三补色：青、品红、
黄
黄
品红
红
三基色原理的应用：在摄像端将景
色分解成三基色信号传送，在接收 端产生相应基色光，配出原景物的 色彩 。
相 对 视 1.0 敏 度 0.8 VG(λ)
VY(λ)
0.6 VB(λ)
0.4
VR(λ) 0.2
400
500
600
700
波长/nm
(3)两种光谱成分不同的 相 光，只要3种锥状光 对 1.0 视 敏 敏细胞对它们的感觉 度 0.8 相同，则主观色彩感 0.6 觉就相同。 0.4 (4)不同颜色的光对三种 锥状细胞刺激量不同， 0.2 产生的彩色感觉不同， 400 从而人眼能分辨出五 光十色的色彩。
3、卫星广播电视的出现
1962年，美国发射“电星一号”通信卫星， 进行了横跨大西洋的电视节目传送实验 1963年，美国发射了世界第一颗同步通信 卫星“同步二号”
4、数字电视发展
从20世纪90年代开始，出现了数字电视广 播标准，如欧洲的DVB系统、美国的ATSC 系统、日本的ISDB系统等。
三、我国电视事业的发展
★色温并非光源本身的实际温度，而是表
征光源波谱特性的参量
★(如温度为2800K的钨丝灯发出的白光，
色温为2854K)
☻标准光源分类：
A光源：相当于2800K钨丝灯发出的光，色温为 2854K，其光源能量主要集中在波长较长的区 域，因此光总带着橙红色。 B光源：相当于中午直射的太阳光，色温为 4800K。 C光源：相当于白天的自然光，色温6800K，被 选为NTSC制彩色电视系统的标准白光源。 D65光源：相当于白天平均照明光，色温6500K， 被选为PAL制彩色电视系统的标准白光源。 E光源：一种理想的等能量的白光源，色温为 5500K。
1．电视的诞生
1883年圣诞节（一说为 1884年），德国电气工程 师尼普柯夫（P.Nipkow） 用他发明的“尼普柯夫圆 盘”用机械扫描方法，作 了首次发射图像传送的实 验。每幅画面有24行扫描 线，图像相当模糊。
1、电视的诞生
1925年，英国的贝尔德（J.L.Baird），发 明机械扫描式电视摄像机和接收机。当 时画面分辨率仅30行扫描线，扫描器每 秒只能5次扫过扫描区，画面本身仅有2 英寸高、1 英寸宽。 1926年，贝尔德向英国报界作了一次播发 和接收电视的表演，开创了电视技术研 究的先河！
☻人眼对彩色细节的分辨力比黑白细节分 辨力低，这是大面积着色原理的依据。
细节色别 黑白 黑绿 黑红 黑蓝 红绿 红蓝 绿蓝 90 26 40 23 19 相对分辨力% 100 94
4、人眼视觉惰性
当一定强度的光突然作用于视网膜时， 不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉， 有一个短暂的过程，随着时间的增长， 视亮度由大到小，达到最大值后有降为 正常值； 当光消失后，亮度感觉不能瞬间消失， 而是接近指数函数规律逐渐减小，这种 特性称为视觉惰性。