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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、
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33
2. 彩色：黑白系列以外的各种颜色称为彩色。任 何一种彩色均由三个量表示：色相、亮度和饱 和度。
① 色相：
R
Y
G
C
B
M
34
② 亮度：在光度学上把颜色的亮度描述成光的数值（即
光的能量）。可以用光度计测量。一般认为，彩色物体 表面的反射率高，它们亮度就大。
35
0
+100
③ 饱和度 S C
C W
视锥细胞（cones）负 责高分辨率的、彩色的、 白天的视觉。【明视觉】
25
六、大脑
颜色视觉理论
BGR
颜色视觉理论共有三类：
杨—赫姆霍尔兹的三色学说， 赫林的对立颜色学说， 阶段学说。
Y-B L R-G 颜色视觉机制示意图
26
1. 杨一赫姆霍尔兹学说
① 假设在视网膜上有三种视神经纤维（感红纤维、 感绿纤维和感蓝纤维），除了有各自的主感色 光外，也能对其它不同波长的色光有一定的感 受兴奋水平。
X ץ
射 线
射 线
紫 外 线
红 外
电磁波
线
380
780
400nm 500nm
600nm 700nm
400
490
570
700
② 光谱色：组成光谱的各种颜色。
6
第一节 颜色视觉基础 3. 相对光谱能量分布
分光辐射度计原理图
常见光源相对光谱能量分布曲线
7
第一节 颜色视觉基础
4.光源色温 5. 色温定义：某一种光源的色度与某一温度下的 绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。
38
中央轴代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，黑色在 底部，白色在顶部，称为孟塞尔明度值。它将理想白色定为 10，将理想黑色定为0。孟塞尔明度值由0-10，共分为11个 在视觉上等距离的等级。
2. 彩色：黑白系列以外的各种颜色称为彩色。任 何一种彩色均由三个量表示：色相、亮度和饱 和度。
① 色相：
R
Y
G
C
B
M
34
② 亮度：在光度学上把颜色的亮度描述成光的数值（即
光的能量）。可以用光度计测量。一般认为，彩色物体 表面的反射率高，它们亮度就大。
35
0
+100
③ 饱和度 S C
C W
视锥细胞（cones）负 责高分辨率的、彩色的、 白天的视觉。【明视觉】
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六、大脑
颜色视觉理论
BGR
颜色视觉理论共有三类：
杨—赫姆霍尔兹的三色学说， 赫林的对立颜色学说， 阶段学说。
Y-B L R-G 颜色视觉机制示意图
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1. 杨一赫姆霍尔兹学说
① 假设在视网膜上有三种视神经纤维（感红纤维、 感绿纤维和感蓝纤维），除了有各自的主感色 光外，也能对其它不同波长的色光有一定的感 受兴奋水平。
X ץ
射 线
射 线
紫 外 线
红 外
电磁波
线
380
780
400nm 500nm
600nm 700nm
400
490
570
700
② 光谱色：组成光谱的各种颜色。
6
第一节 颜色视觉基础 3. 相对光谱能量分布
分光辐射度计原理图
常见光源相对光谱能量分布曲线
7
第一节 颜色视觉基础
4.光源色温 5. 色温定义：某一种光源的色度与某一温度下的 绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。
38
中央轴代表无彩色黑白系列中性色的明度等级，黑色在 底部，白色在顶部，称为孟塞尔明度值。它将理想白色定为 10，将理想黑色定为0。孟塞尔明度值由0-10，共分为11个 在视觉上等距离的等级。
基本色度学及相关
类型
照明体
标准 F1 F2 F3 F4 F5 F6
宽带 F7 F8 F9
三窄带 F10 F11 F12
F照明体
色度坐标
x
y
0.3131
0.3371
0.3721
0.3751
0.4091
0.3941
0.4402
0.4031
0.3138
0.3452
0.3779
0.3882
0.3129
0.3292
0.3458
（一）RGB与XYZ的计算方法
某一光源的光谱功率分布函数 S
光谱三刺激值与波长的关系函数 r g b
在某一波长λ的三刺激值为 r g b
dr KS r d
有：
dg KS gd
db KS b d
在可见光谱范围内进行积分，即得到该光 源的三刺激值 ：
0.3586
0.3741
பைடு நூலகம்
0.3727
0.3458
0.3588
0.3805
0.3769
0.4370
0.4042
相关色温 K
6430 4230 3450 2940 6350 4150 6500 5000 4150 5000 4000 3000
二、 标准色度观察者
红
绿 蓝
黑色隔板
2º
白背景
观测角 限制屏
如图， M和O
分别为样品颜 色（M）和 CIE光源C的
色度点，连接
两色度点，其
直线的延长线
与光谱轨迹相 交与519.4nm 处，519.4nm 就是样品M的 主波长。
不是所有的颜色样品都有主波长。
在色度图上光谱两端与光源色度 点形成的三角形区域（紫色区） 内的颜色，如图中的N点，就没 有主波长。
第一章 光度学和色度学ppt
第1章 光度学和色度学 描述光源色相常用"色温",它源于绝对黑体加热在不同温度下有 不同的发光颜色,通常称该温度(用绝对温度K)为该光色的色 温."相关色温"指光色最接近黑体某温度之光色的色温值.相同 色温光源的相对功率谱不一定相同,即颜色具有同色异谱色.
我们知道,温度在绝对零度(-273°C)以上的物体都会有连 续的电磁辐射.但是不同的物体的辐射能量是不同的.为了衡量物 体的电磁辐射能量的大小,人们设定了一个标准——绝对黑体.绝 对黑体是指在任何温度下,对于各种波长的电磁辐射的吸收系数恒 等于1的物体.自然界并不存在绝对黑体.绝对黑体是一个理想化的 参考模型.在遥感热红外扫描仪系统中,装有高温黑体和低温黑体, 作为探测地物热辐射的参考源.实用的绝对黑体是由人工方法制成 的.一般说,物体的辐射能量与其表面温度有关,温度越高,辐射 能量越大.换句话说,物体的辐射能随其温度变化,辐射能的光谱 分布也随之变化
第1章 光度学和色度学
当l <380nm和l >780nm时,V(l )=0.这说明紫外线 和红外线的射功率再大,也不能引亮度感觉,所以红 外线和紫外线是不可见光.这也是自然选择的结果. 假如人眼对红外线也能反映,那么这种近似光雾的热 辐射将会成为人们观察外部世界的一种干扰.
第1章 光度学和色度学
第1章 光度学和色度学
课程回顾
第1章 光度学和色度学
光和物体的颜色 客观现实中物体的颜色
光源的颜色,直接取决于它的功率谱 ;物体的颜色不仅取决于它的反射特性 和透射特性,而且还与照射光源的功率谱有关
1,在白天 2,在夜晚 主观因素下的物体的颜色
不同的人对于同一功率谱的光的色感可能是不相同的.例如,对于用红砖建 造的房子,视觉正常的人看是红色,而有红色盲的人看是土黄色;同样,他 黄色.由于周围环境的影响,红色盲患者会把他看到的"土黄色" 看绿草坪是黄色 黄色 房子叫做"红色"房子;同样,把他看到的"黄色"草坪,叫做绿色草坪, 并认为他看到的"红色"与"绿色"和正常人一样.
第一色度学基础优秀课件
第 10 页
第一章 色度学基础
1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）
明度在三要素中具较强的独立性，它可以不带任何 色相的特征而通过黑白灰的关系单独呈现出来。色 相与纯度则必须依赖一定的明暗才能显现，色彩一 旦发生，明暗关系就会同时出现，在我们进行一幅 素描的过程中，需要把对象的有彩色关系抽象为明 暗色调，这就需要有对明暗的敏锐判断力。我们可 以把这种抽象出来的明度关系看做色彩的骨骼，它 是色彩结构的关键。
第 16 页
第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式）
彩色电视技术中采用的是将红、绿、蓝三种基
色光按不同比例相加，从而获得不同的彩色光的方
法，称为相加混色法，又称RGB彩色模式，在这种
第一章 色度学基础
1-2 三基色原理
1. 自然界中任何一种颜色都可分解为 三种基色来反映。
2. 用三种基色可以合成自然界中绝大多数颜色， 合成颜色的亮度由三个基色的亮度之和决定； 合成颜色的色度由三个基色分量的比例决定。
3. 三种基色应该是相互独立的。也就是说，三基 色的任何一种都不能由另外两种基色合成产生。
第9页
第一章 色度学基础
1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式）
4. 三要素相互关系 在无彩色中，明度最高的色为白色，明度最低的色
为黑色，中间存在一个从亮到暗的灰色系列。在有 彩色中，任何一种纯度色都有着自己的明度特征。 例如，黄色为明度最高的色，处于光谱的中心位置， 紫色是明度最低的色，处于光谱的边缘，一个彩色 物体表面的光反射率越大，对视觉刺激的程度越大， 看上去就越亮，这一颜色的明度就越高。
高饱和度的彩色光可以因掺入白光而被冲淡，变 成低饱和度的彩色光。例如，投射到白纸上一束高饱 和度的红光，则人们看到白纸呈现为深红色。如再将 一束白光同时投射到该纸上则人眼虽然仍感觉到红色 色调，但已变成了淡红色，即饱和度降低了。投射的
【优选】色度学知识PPT资料
空间混色法：将三基色光分别投射到同一表面的三个相邻 且足够近的光点上，当人眼离它们有一定的距离时，人眼就会 产生三种基色光混合后彩色感觉。
时间混色法：让三种基色先后出现在同一表面的同一点处， 当三种基色光交替出现的速度很快时，人眼感觉到的这三种基 色光的混合后的彩色。
色度学知识
1.3 色度学基础知识
案例： 现象：如果把电视机的亮度调到最小，则在屏幕上将
看不彩色图像。 原因：图像彩色的形成必须在光的照射下产生。 任务：彩色图像怎样形成？本节内容将解决些问题。
1、光和彩色
（1）可见光：光是一种以电磁波存在的物质。能引起人眼视 觉反应的光称为可见光。
（2）可见光性质：
②非发光物体的颜色： 由物体的性质决定；
由人眼的视觉特性决定。
③标准白光源 物体的颜色会照射光源变化而变化，要确定物体的颜色，
必须确定照射光源。
A光源、B光源、C光源、D光源。（实际存在的）
E光源（假想的等能量白光源）。
2、彩色的三要素
亮暗如何（即亮度）
颜色种类（即色调）
颜色深浅（即色饱和度）
色调和饱和度合称为色度（F）
人眼视觉最 清楚的范围
水平方向的夹角20° 垂直方向的夹角15°
屏幕宽高比为4:3或5:4 （高清大屏幕一般用16:9）
（3）清晰度与图像的扫描行数 电视图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关，该
能力称为电视系统的分解力。通常用扫描行数来表征电视系统
的分解力 。
水平分解力：沿垂直方向的像素点数。766线
垂直分解力：沿水平方向的像素点数。575线
（4）亮度特性
杆①状三细 基胞色：的对选对亮取度：同敏R、感一G，、但波B无。色长觉。的光，当光的辐射功率不同时，则给人的亮度
时间混色法：让三种基色先后出现在同一表面的同一点处， 当三种基色光交替出现的速度很快时，人眼感觉到的这三种基 色光的混合后的彩色。
色度学知识
1.3 色度学基础知识
案例： 现象：如果把电视机的亮度调到最小，则在屏幕上将
看不彩色图像。 原因：图像彩色的形成必须在光的照射下产生。 任务：彩色图像怎样形成？本节内容将解决些问题。
1、光和彩色
（1）可见光：光是一种以电磁波存在的物质。能引起人眼视 觉反应的光称为可见光。
（2）可见光性质：
②非发光物体的颜色： 由物体的性质决定；
由人眼的视觉特性决定。
③标准白光源 物体的颜色会照射光源变化而变化，要确定物体的颜色，
必须确定照射光源。
A光源、B光源、C光源、D光源。（实际存在的）
E光源（假想的等能量白光源）。
2、彩色的三要素
亮暗如何（即亮度）
颜色种类（即色调）
颜色深浅（即色饱和度）
色调和饱和度合称为色度（F）
人眼视觉最 清楚的范围
水平方向的夹角20° 垂直方向的夹角15°
屏幕宽高比为4:3或5:4 （高清大屏幕一般用16:9）
（3）清晰度与图像的扫描行数 电视图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关，该
能力称为电视系统的分解力。通常用扫描行数来表征电视系统
的分解力 。
水平分解力：沿垂直方向的像素点数。766线
垂直分解力：沿水平方向的像素点数。575线
（4）亮度特性
杆①状三细 基胞色：的对选对亮取度：同敏R、感一G，、但波B无。色长觉。的光，当光的辐射功率不同时，则给人的亮度
LED色度学基本知识
Eg:跃迁能级间的能量差, V:跃迁能级间的电位差, e:电子电荷, h:普朗克常数, ν:辐射波长λ的频率
不同掺杂的p-n结, E不同,产生不同颜 色的辐射.
常用各个颜色LED的峰值波长
材料
GaAs:Si AlGaAs(铝镓砷) Ga0.6As0.4P(磷化镓砷) Ga0.35As0.65P (磷化镓砷) Ga0.15As0.85P (磷化镓砷) GaP:N(稼磷氮) SiC(碳化硅) GaN(氮化镓)
3。白光LED色坐标的划分
LED色坐标在1964年均匀色坐标中的表示
BIN的划分 深色的是ANSI的要求
4。色差和色变化的规定 LED一颗中的颜色变化
DOE规定,新的产品,u’和v’的变化 ≤0.004;
产品在寿终时,u’和v’的变化≤0.007.
得Δx=0.0156, Δ y=0.0161. 在6500K处, Δ u’, Δ v’为0.004时, Δx=0.0110,
计算对某个样品的显色指数Ri: Ri=100-4.6 ΔEi
式中,4.6是对标准荧光灯Ra=50时的调整系数. 对1-8个样品的一般显色指数Ra:
Ra=Σ Ri/8.
关于特殊显色指数R i数值的感性说明: ΔEi的单位是NBS色差单位,Ri的数值1(1%) 相当于0.22个NBS色差单位. Ri相差5就是1 个NBS单位. 那么1个NBS单位代表什么呢? 1个NBS单位即ΔEi=1,相当于最优实验条件 下人眼能感知恰可觉察的5倍,∴ 0.2个NBS色 差单位是刚好能觉察. ∴ Ri的数值差1是可以 识别的. 1个NBS单位相当于色度坐标0.0015-
2.显色指数Ra 对LED要特别关注特殊显色指数中的R9.
Ra的得来
Ra的计算 1)分别计算8块色板(i)在标准光源r和被计算光源 k照明下的色差ΔE: ΔEi=[(u’r,i-u’k,i)2+(v’r,i-v’k,i)2+(w’r,i-
不同掺杂的p-n结, E不同,产生不同颜 色的辐射.
常用各个颜色LED的峰值波长
材料
GaAs:Si AlGaAs(铝镓砷) Ga0.6As0.4P(磷化镓砷) Ga0.35As0.65P (磷化镓砷) Ga0.15As0.85P (磷化镓砷) GaP:N(稼磷氮) SiC(碳化硅) GaN(氮化镓)
3。白光LED色坐标的划分
LED色坐标在1964年均匀色坐标中的表示
BIN的划分 深色的是ANSI的要求
4。色差和色变化的规定 LED一颗中的颜色变化
DOE规定,新的产品,u’和v’的变化 ≤0.004;
产品在寿终时,u’和v’的变化≤0.007.
得Δx=0.0156, Δ y=0.0161. 在6500K处, Δ u’, Δ v’为0.004时, Δx=0.0110,
计算对某个样品的显色指数Ri: Ri=100-4.6 ΔEi
式中,4.6是对标准荧光灯Ra=50时的调整系数. 对1-8个样品的一般显色指数Ra:
Ra=Σ Ri/8.
关于特殊显色指数R i数值的感性说明: ΔEi的单位是NBS色差单位,Ri的数值1(1%) 相当于0.22个NBS色差单位. Ri相差5就是1 个NBS单位. 那么1个NBS单位代表什么呢? 1个NBS单位即ΔEi=1,相当于最优实验条件 下人眼能感知恰可觉察的5倍,∴ 0.2个NBS色 差单位是刚好能觉察. ∴ Ri的数值差1是可以 识别的. 1个NBS单位相当于色度坐标0.0015-
2.显色指数Ra 对LED要特别关注特殊显色指数中的R9.
Ra的得来
Ra的计算 1)分别计算8块色板(i)在标准光源r和被计算光源 k照明下的色差ΔE: ΔEi=[(u’r,i-u’k,i)2+(v’r,i-v’k,i)2+(w’r,i-