颜色的度量体系要点
颜色维度的概念
颜色维度的概念颜色维度是指将颜色分为不同的属性或特征，通过这些属性或特征来描述和区分颜色。
颜色维度包括了色相、饱和度和亮度/明度三个基本属性。
色相是颜色的基本属性之一，也是颜色主要的感知属性。
色相是通过光谱颜色所示的颜色感受，如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色等。
色相属性是用来描述颜色在光谱中的相对位置。
饱和度是颜色的另一个重要属性，用来衡量颜色的纯度或浓度。
饱和度越高，颜色越鲜艳，呈现出较饱和的色彩；饱和度越低，颜色越黯淡，呈现出较灰褐的色彩。
饱和度属性可以描述颜色的鲜明程度，并与色相一起构成人们对颜色的整体感知。
亮度/明度是颜色另一个重要的属性，它衡量了颜色的明暗程度。
亮度较高的颜色看起来较为明亮，反之则较为暗淡。
亮度属性可以帮助我们区分颜色的明暗程度，并对颜色整体的明亮度进行感知。
除了色相、饱和度和亮度/明度，还有一些其他的颜色维度，用于描述颜色的其他特征。
例如，色温维度用于描述颜色的冷暖程度，冷色调偏向蓝色，而暖色调偏向红色；色彩对比度维度用于比较颜色之间的对比程度，高差异度的颜色会相互衬托，而低差异度的颜色会相互混合。
颜色维度的概念对于艺术、设计、心理学等领域都是非常重要的。
在艺术和设计中，通过理解和运用颜色维度，可以在作品中创造出不同的情绪、氛围和视觉效果。
例如，运用冷色调的蓝色和绿色可以给人一种冷静和宁静的感觉，而运用暖色调的红色和黄色则可以给人一种热烈和欢乐的感觉。
在心理学中，颜色维度的概念也被广泛应用于揭示颜色与情绪、行为、认知等方面的关系。
不同的颜色可以引起人们不同的情绪和反应，如红色常常被认为与激情和力量有关，蓝色则与冷静和放松有关。
对于绘画、产品设计、广告和营销等领域来说，了解颜色维度对于传达信息、吸引目标群体和引起共鸣都具有重要意义。
总结来说，颜色维度是描述和区分不同颜色的属性或特征，包括色相、饱和度和亮度/明度等基本属性。
通过了解和应用颜色维度，我们可以创造出不同的视觉效果，引起不同的情绪和反应，以及传达不同的信息。
6章 颜色的度量体系
6.1 颜色科学简史
多媒体技术
6.1 颜色科学简史
多媒体技术
z
几位重要人物
牛顿Isaac Newton(1642-1727) 23岁开始研究颜色。实验中 认识到了每一种颜色和它相 邻颜色之间的关系——牛顿 色圆。（netwon-colorcircle）。 圆周表示色调； 半径表示饱和度。 为揭示红、绿、蓝相加混色 奠定了基础。
从XYZ空间转换到 RGB空间：
R 2.364700 − 0.896580 − 0.68083 X G = − 0.515150 1.426409 − 0.088746 Y B − 0.005203 − 0.014407 1.009200 Z
18
图6.8 Munsell颜色系统
17
6.5 Ostwald颜色系统
多媒体技术
6.6 CIE颜色系统
多媒体技术
z
颜色科学史上两次重要会议
1931年9月，国际照明委员会在英国剑桥召开会议，定 义了CIE1931 RGB，CIE1931 XYZ， CIE 1931 xyZ 等 系统，其后于1964年又作了பைடு நூலகம்改。 1976年，国际照明委员会召开会议，制定了CIE 1976 L*a*b*颜色空间规范等。
多媒体技术
z
颜色度量体系
z
Albert H. Munsell（美国艺术家，1858-1919）
颜色制或颜色体制，是组织和表示颜色的方法。主要 有两种方法： 颜色模型（color model）：如RGB，HSB，CMYK 等 编目系统（cataloging system）：给不同的颜色分配 一个唯一的名称或一个号码。例如Musell颜色系 统，Pantone颜色系统等。
测试工具-分光光度计测量
第一单元 测试工具
8
第一单元 测试工具
2. 光的色散 三棱镜、光栅、彩色干涉滤色片
3.测量几何条件 积分球、光泽吸收镜、45°环状 光源
第一单元 测试工具
第一单元 测试工具
4.传感器 光电池、光电二极管或光电倍增管
知识点4 分光光度计的使用
一、分光光度计的标定 • 100%线定标：标准白色标定 常用的标准白是用硫酸钡粉压制的，其绝对反射率在 全部波长范围内总计达到98%。 • 0线定标：标准黑体标定 标准黑体应能吸收全部入射光，反射率为零。
第一单元 测试工具
第一单元 测试工具
2.分光光度计测色法
由色度学知，不同物体表面之所以会呈现不同的颜色是因 为它在光源的照射下存在不同的反射率或透射率。
分光光度计在将整个视觉可见光谱380~780nm范围 内，选取一些离散的点进行测量，波长间隔多为5nm、 10nm、20nm。
∴ 分光光度计首先测量
相对能量
要首先确定光源及其相对光谱能量分布
实际计算时
700 X K 400 S ( ) x( ) ( ) 700 Y K 400 S ( ) y ( ) ( ) Z K 700 S ( ) z ( ) ( ) 400
第一单元 测试工具
总色差
E ab ( L* ) 2 ( a * ) 2 (b * ) 2
*
L* 116(Y / Y0 )1/ 3 16 a
* *
Y / Y0 0.01
1/ 3 1/ 3
明度差 色度差
L* L1 L 2
a * a1 a 2
*
* *
*
*
第一单元 测试工具
第六章 颜色的度量体系
白色＝10明度
6.3 颜色度量体系
1. 颜色系统的产生
纯色 颜色 可见光谱
牛顿颜色圆 圆 曼塞尔系统 Munsell制
CIE制
Ostwald制
图 颜色的度量方法
2. 颜色度量体系（color system） 颜色度量体系（color system） 也叫颜色制或叫颜色体制，是人们组织和表示颜色的方法。 因翻译color system叫颜色系统，因此也称颜色系统。 因翻译color system叫颜色系统，因此也称颜色系统。 组织表示颜色的两种主要方法： ①颜色模型：是用简单方法描述所有颜色的一套规则和定义， 颜色空间和颜色模型可以说是同义词。 ②编目系统：给每种颜色分配一个唯一名称或一个号码，例 如Munsell系统。 Munsell系统。
6.6 CIE颜色系统 CIE颜色系统
用数学方法从真实的基色推导出理论的三基色，创建一个新 的颜色系统。 CIE 1931年 RGB 1931年 CIE 1931年 XYZ 1931年 20视野－>100视野 视野－>10 xyY CIE 1976年 LUV 1976年 自照明的颜色空间 LAB 非自照明的颜色空间
4. 亮度 饱和度 （1）明度（brightness）：指颜色的强度。 ）明度（brightness）：指颜色的强度。 有色表面的明度取决于亮度和表面的反射率。 （2）亮度（luminance） ）亮度（luminance） 黑色＝0明度 明度难于度量，国际照明委员会CIE定义了一个 明度难于度量，国际照明委员会CIE定义了一个 比较容易度量的物理量，称为亮度。亮度就是光的强度。 在CIE XYZ系统中亮度用Y表示，Y值可度量，它用单位面积 XYZ系统中亮度用Y表示，Y 上反射或发射光的强度表示。 （3）光亮度（lightness） ）光亮度（lightness lightness） 它是人的视觉系统对辐射亮度的感知响应值。用L 它是人的视觉系统对辐射亮度的感知响应值。用L*表示。 5. 颜色空间：表示颜色的一种数学方法，人们用它来指定颜 色和产生颜色，使颜色形象化。（有与设备相关和与设备 无关的颜色空间） 对人：色调、饱和度、明度（SHB空间，三维） 对人：色调、饱和度、明度（SHB空间，三维） 显示设备：RGB 显示设备：RGB 打印机：CMY 打印机：CMY
调色体系及颜色测定
的
调色体系及颜色的测定
廖明祥 201503
涂料的基础知识
涂料的定义和功能
• 什么是涂料，一种以液态形式施工于 物体表面的，并能形成连续固体涂膜 的物质。
· 涂料的功能： 主要是保护，装饰 还有其它特种功能 底漆主要提供保护 面漆主要提供装饰
油漆的基本组成
树 脂
+
颜 料
+
助 剂
+
溶 剂
颜料类型及特性
工 程 机 械 漆 颜 料 选 择
无 铅 体 系 颜 料 选 择
汽 车 修 补 漆 颜 料 选 择
2K 实 色 面 漆
汽 车 修 补 漆 颜 料 选 择
透 明 色
颜色基础知识
颜色基础知识
包括两部份内容：
• 颜色的光学特性和生理特性
• 色度学
*后者视觉错视
补色错视（边缘补色加强现象）
色块中间白色的十字交叉口，用眼睛余光观察，会有影影约约的暗斑
视觉残像和视觉错视
色盲和色弱、视觉残像和视觉错视现象反映了人眼 视觉的多变性和不确定性
· 在同一光源下，对同一物体的观察，不同观察者结 果不同
· 环境色对观察结果影响显著 · 即使同一观察者，也会受情绪、疲劳、疾病、年龄 等因素影响观察结果
颜料类型颜色特性
除了普通颜料外，颜料还有一类，而且越来越重要 ，即效果颜料，常见品种：
• 银浆（铝浆）：浮型铝浆、非浮型铝浆、彩色铝 浆，汽车漆常用是非浮型 • 珠光粉：着色型珠光粉、干涉型珠光粉、水晶珍 珠、变色龙珠光粉等 • 铜金粉 • 闪光粉
*后两种较少用于调色，下文着重讲前两类
铝银浆类型及颜色特性
大批量
少批次 一般仍需用色浆微调 相对稍好 实色漆 适合生产少数几种颜色 某些颜料可能会过磨
(优选)颜色的度量体系
饱和度在颜色圆上用半径表示
沿径向方向上的不同颜色具 有相同的色调和明度，但它们的饱 和度不同 ，如下图所示。
饱和 度小
饱和 度大
6.2.4 亮度
➢用“明度”表示brightness，用“亮度”表示 luminance，用“光亮度”表示lightness
• 显示了在这些数值范围内的一套色块，每个色块用数值表 示。在合适的照明和观看条件下，任何表面的颜色都可以 同这套色块进行比较，从而确定它是属于什么颜色。
(a) 色调
色调被分成红(R)、黄(Y)、 绿(G)、蓝(B)、紫(P)，这五种色叫 做主色调(principal hues)，如图 6-08(a)所示。
➢视觉系统对一个区域呈现的颜色的感觉。 ➢取决于可见光谱中的光波的频率。
➢色调的自然次序：红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、 紫(red，orange, yellow，green，cyan，blue， indigo，violet，ROYGBIV)。如图6-03所示。
6.2.3 饱和度
饱和度(saturation)
(b) 颜色属性
使用色调、饱和度和
和明度表示颜色的三种属 性,如图6-08(b)所示。
度量颜色明暗的明
度值(value)从白到黑被分成 11个等级，
度量颜色的饱和度 或者叫纯度的色度(Chroma) 被分成15等级。
1. 明度
➢明度(brightness)
• 是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少的感知属性； • 明度常用垂直轴表示，如图6-05(a)所示
图6-05(b)所示 的七种颜色,它 们具有相同的 色调和饱和度， 但它们的明度 不同，底部的 明度最小，顶 部的明度最大。
颜色的量体系要点PPT课件
6.1 描述颜色的几个术语
三、饱和度
饱和度(saturation)是相对于明度的一个区域的色彩，是指颜色的纯洁性，它可 用来区别颜色明暗的程度。当一种颜色渗入其他光成分愈多时，就说颜色愈不饱 和。完全饱和的颜色是指没有渗入白光所呈现的颜。饱和度在颜色圆上用半径表 示，如图所示。沿径向方向上的不同颜色具有相同的色调和明度，但它们的饱和 度不同 。
第26页/共45页
6.5 CIE颜色系统
如同RGB模型，在XYZ中任何一种颜色都可用三种基色单位表示， 其配色方程就变成：
式中， 表示颜色，C 和XX为三Y个Y基色Z单Z位；X,Y和Z均为正的基
色系数；合成的C 颜色光的色X,Y度由Z, X, Y和Z的比值确定。当X=Y=Z 时，合成白光 ，总的辐射能量＝X+Y+Z。
区域，但在CIE 1931
色度图上用两维空间
表示。
第33页/共45页
6.5 CIE颜色系统
3. 彩色电视的色度范围 彩色显像管利用混色法重现颜色。它用红、绿、蓝三种荧光粉所发出的非谱
色光作为显像三基色光，目前的技术还不能直接采用CIE规定的标准光谱三基色： 700 nm(R)、546.1 nm(G)和435.8 nm(B)。采用不同彩色电视制式的国家，所选 用的显像三基色荧光粉、标准白光以及它们在色度图上的坐标并不相同。
强度表示。 明度和亮度的关系不是线性关系。
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6.1 描述颜色的几个术语
3.光亮度 光亮度是人的视觉系统对亮度(luminance)的 感知响应值，并用L*表示。
L* 116 3 Y / Yn 16 (Y /Yn ) 0.008856
L* 903.3 3 Y / Yn (Y /Yn) 0.008856
颜色的度量体系
6.1 描述颜色的几个术语
色调有一个自然次序：红、橙、黄、绿、青、 蓝、靛、紫(red，orange, yellow，green，cyan， blue，indigo，violet，ROYGBIV)。在这个次序中， 当人们混合相邻颜色时，可以获得在这两种颜色之 间连续变化的色调。色调在颜色圆上用圆周表示， 圆周上的颜色具有相同的饱和度和明度，但它们的 色调不同。
6.1 描述颜色的几个术语
色调-饱和度-明度 颜色空间
6.1 描述颜色的几个术语
颜色空间有设备相关和设备无关之分。 设备相关的颜色空间是指颜色空间指定生成的 颜色与生成颜色的设备有关。如RGB颜色空间。
设备无关的颜色空间是指颜色空间指定生成的 颜色与生成颜色的设备无关，例如CIE L*a*b*颜色空 间。
6.1 描述颜色的几个术语
二、色调
色调(hue)又称为色相，指颜色的外观，用于区 别颜色的名称或颜色的种类。色调取决于可见光谱 中的光波的频率，它是最容易把颜色区分开的一种 属性。 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫等术 语来刻画。 用于描述感知色调的一个术语是色彩(colorfulness)。
相同的色调和饱和度 明于明度很难度量，因此国际照明委员会定义 了一个比较容易度量的物理量，称为亮度 (luminance)。 亮度是用反映视觉特性的光谱敏感函数加权之 后得到的辐射功率(radiant power)。 亮度的值是可度量的，它用单位面积上反射或 者发射的光的强度表示。 明度和亮度的关系不是线性关系。
饱和度最小
饱和度最大
6.1 描述颜色的几个术语
四、亮度
1.明度(brightness) 明度是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少的感知 属性。有色表面的明度取决于亮度和表面的反射率。 明度常用垂直轴表示 , 明度的一个极端是黑色 ( 没有 光 ) ，另一个极端是白色，在这两个极端之间是灰色。
色彩基础必学知识点
色彩基础必学知识点1. 色彩的三要素：色相、明度、饱和度。
- 色相：指色彩的名称，如红色、蓝色、黄色等。
- 明度：指颜色的明暗程度，明度较高的颜色称为亮色，明度较低的颜色称为暗色。
- 饱和度：指颜色的纯度，饱和度较高的颜色称为鲜艳色，饱和度较低的颜色称为灰色。
2. 色彩的主要分类：- 基本色：红、蓝、黄，是色彩立体空间的三个基准点。
- 次要色：由相邻两个基本色混合而成，如橙、绿、紫。
- 范围色：介于基本色和次要色之间的色彩，例如青色、品红色。
- 冷暖色：冷色调的颜色偏向蓝色和绿色，如冷蓝、冷绿；暖色调的颜色偏向红色和黄色，如暖红、暖黄。
3. 色彩的应用原理：- 色彩搭配原理：基于色彩的互补、对比、相似、同色相邻、同色相对等原则，进行色彩的组合和搭配，以达到表达特定情感或实现特定效果的目的。
- 色彩心理学：研究色彩对人们心理和情感产生的影响，不同颜色能够引起人们不同的情绪和反应，比如红色引起激动和兴奋，蓝色引起冷静和沉稳等。
- 色彩模式和色彩空间：常用的色彩模式有RGB模式、CMYK模式、HSV模式等，色彩空间包括色彩立体空间(L*a*b*C*h*)和色彩圆形空间(RGB亮度空间、HSV圆柱空间)等。
4. 色彩的文化和象征意义：- 不同文化对颜色的理解和象征意义可能存在差异，如红色在中国象征喜庆和幸福，而在西方文化中可能象征危险和警告。
- 色彩在不同领域有不同的象征意义，如红色在标志设计中常用于表示力量和活力，蓝色常用于表示稳定和可靠性。
总之，色彩基础知识对于美术、设计、广告等领域的从业人员尤为重要，掌握色彩的基本概念和应用原理，能够有助于创造出更具表现力和吸引力的作品。
05_颜色的度量体系
第5章 颜色的度量体系
林福宗 清华大学 计算机科学与技术系 linfz@ 2008年9月
第5章 颜色的度量体系目录 5.1 颜色科学简史
5.2 描述颜色的几个术语
5.2.1 什么是颜色 5.2.2 色调 5.2.3 饱和度 5.2.4 亮度 5.2.5 颜色空间 5.5 Ostwald颜色系统 5.6 CIE颜色系统
∗ 认为三种基色相加产生的色调不能覆盖整个感知色调的色域，而使用相减混 色产生的色调却可以 ∗ 认为彩色表面的色调和饱和度对眼睛的敏感度比明度低
∗ Hermann von Helmholtz(1821-1894)的理论
∗ Maxwell的工作被认为是现代色度学的基础
∗ 认为Young的看法非常重要，使用三种基色相加可产生范围很宽的颜色 ∗ 把这个想法用于定量研究，因此有时把他们的想法称为YoungHelmholtz理论。
图5-3 色调表示法
第5章 颜色的度量体系
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5.2 描述颜色的几个术语(续4)
∗ 饱和度(saturation)
∗ 颜色的纯洁性
∗ 可用来区别颜色明暗的程度 ∗ 当一种颜色掺入其他光成分越多时， 就说该颜色越不饱和 ∗ 完全饱和的颜色是指没有渗入白光 所呈现的颜色 ∗ 单一波长的光谱色是完全饱和的颜 色 ∗ 见图5-4(a)，沿径向方向上的颜色具 有相同的色调和明度，但它们的饱 和度不同 ∗ 图5-4(b)所示的七种颜色具有相同的 色调和明度，但具有不同的饱和度， 左边的饱和度最浅，右边的饱和度 最深
第5章 颜色的度量体系
∗ 半径表示法
(a) 半径表示法
(b) 示例 图5-4 饱和度表示法
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5.2 描述颜色的几个术语(续5)
第三章 CIE色度学体系
第三章 CIE色度学体系
3.1.1 颜色匹配实验
把两种颜色调节到视觉上相同或相等 的过程叫作颜色匹配 颜 色 匹 配 实 验 红、绿、蓝三原色
第三章 CIE色度学体系
3.1.2 三刺激值和颜色匹配方程
• 在颜色匹配中，用于混合产生各种颜色的 三种基本颜色叫做三原色。如红、绿、蓝 （R、G、B）。 • 当与待测色达到色匹配时所需要的三原色 的数量，称为三刺激值。 也用R、G、B 表示。
但视场再进一步增大颜色匹配精度的提高就不大第三章cie色度学体系42三刺激值x1010相当于红绿蓝的含量第三章cie色度学体系43第三章cie色度学体系y104410标准观察者10标准观察者第三章cie色度学体系45在色度测量与计算中要根据观察视场的大小选择cie1931或cie1964标准色度观察者数据光谱三刺激值来代表人眼的平均颜色视觉特第三章cie色度学体系46cie定量描述颜色的思路三刺激值xyz色品坐标xy唯一地确定了颜色的三个属性但不唯一对应物体的光谱性能
第三章 CIE色度学体系
3.2.2 CIE1931标准色度系统 • 选择三个假想三原色X、Y、Z • 对CIE1931RGB系统进行数学变换 • 使X、Y、Z三点形成的三角形完全包围光 谱轨迹 • 方法建立三条直线方程，求交点以确定X、 Y、Z三点
第三章 CIE色度学体系
光谱轨迹
XYZ 的 确 定
4）连接400 nm与700 nm光谱坐标点的直 线不是光谱色，称 为紫红线 5） 从540 nm到700 nm 的光谱轨迹位于 x+y=1的直线上
0 . 9399 r 4 . 5306 g 0 . 0601 0
第三章 CIE色度学体系
X-Y直线：
r 0 . 99 g 1 0
颜色知识点大全
颜色知识点大全颜色是我们生活中不可或缺的一部分，它们给我们的世界带来了美丽和丰富。
在这篇文章中，我们将深入了解颜色的各种知识点，包括颜色的基础知识、颜色的心理效应以及颜色在不同领域的应用等。
1. 颜色的基础知识1.1 颜色的三要素颜色由三个要素组成：色相、饱和度和明度。
色相是指颜色在色谱中位置的属性，如红色、蓝色等。
饱和度是指颜色的纯度，高饱和度的颜色看起来鲜艳而明亮，低饱和度的颜色则较为暗淡。
明度是指颜色的亮度，高明度的颜色看起来更明亮，低明度的颜色则较为昏暗。
1.2 颜色的色彩模型常见的颜色色彩模型有RGB模型、CMYK模型和HSV模型。
RGB模型以红、绿、蓝三原色为基础，通过不同比例的混合来产生各种颜色。
CMYK模型则是通过青、洋红、黄、黑四种颜料的混合来实现颜色的表现。
HSV模型将颜色描述为色相、饱和度和明度三个要素，更符合人类对颜色的感知。
2. 颜色的心理效应2.1 颜色与情绪颜色可以对人的情绪和心理状态产生影响。
例如，红色常常与激情、活力和力量联系在一起，蓝色则通常与冷静、平和和信任相关。
不同的颜色还可能对个人的心理状态产生不同的影响，因此，在设计和营销中合理地运用颜色可以产生积极的效果。
2.2 颜色与文化不同的文化对颜色的意义和象征有着不同的理解。
例如，在中国，红色通常代表吉祥和喜庆，而在西方文化中，红色往往与危险和禁止联系在一起。
了解不同文化对颜色的理解可以避免在跨文化交流中出现误解或冲突。
3. 颜色在不同领域的应用3.1 颜色在设计中的应用在设计领域中，颜色是一种强大的表现工具。
使用适当的颜色可以帮助传达设计的目的和情感。
不同行业和产品也常常使用特定的颜色来建立品牌形象和识别度。
3.2 颜色在艺术中的应用艺术家们常常利用颜色来表达情感和创造力。
颜色的选择和运用可以影响观众对艺术作品的感受和理解。
3.3 颜色在医学中的应用在医学中，颜色有时被用作辅助治疗手段。
例如，绿色被认为具有镇静和放松的效果，因此在一些医疗环境中被广泛使用。
颜色度量体系及标准
由于饱和度不同会呈现不同的颜色。
色调不同于我们平时所说的颜色（色度）。同样的色调，
（二）饱和度（鲜艳与否）
饱和度(saturation)是颜色的纯洁性，可用来区别颜色艳丽的程度。
01
当一种颜色渗入其他光（白光）成分愈多时，就说颜色愈不饱和。完全饱和的颜色是指没有渗入白光所呈现的颜色。
三．CIE 1931 XYZ
这里RGB和XYZ都表示坐标的值，取值范围0-1。
定义想象中的三种基色X，Y和Z，由CIE 1931 RGB颜色空间 到XYZ颜色空间的变换式为:
反变换：
注意：上两式都不是配色方程！！ 可以得到配色方程如下：
匹配光谱颜色时所有的X，Y和Z值都是正的，不需要一种负值的基色。
电视系统颜色空间：
2．由RGB到XYZ转换的计算
问题：给出RGB和参照白光在xy色度图中的坐标，求RGB到XYZ转换 设R：（xr,yr,zr=1-xr-zr） G: （xg,yg,zg=1-xg-zg） B: （xb,yb,zb=1-xb-zb） 参考白光（xn,yn,zn=1-xn-yn）
YIQ和RGB
美国日本等国家采用一种变形的NTSC电视制式采用YIQ标准。
二．数字电视颜色空间
同样是BT.601标准,定义了一种标准清晰度电视（SDTV standard definition television）颜色标准。Y仍然表示亮度，定义Cb和Cr两个颜色分量。 1.YCbCr 反变换：
既然是数字信号，就必须要结合字节来讨论取值范围。上 式中RGB的取值范围为0-1（或0-256），可得Y的取值范围为0-1 （或0-256） ，Cb和Cr的取值范围是-0.5-0.5 （或-128-128） 。
第6章颜色的度量体系
第6章颜色的度量体系问题1．为什么在本教材的第2版中增加有关颜色的两章内容？答：首先是因为应用的需要。
随着计算机科学与应用技术的飞速发展，人机交互技术，多媒体技术，虚拟现实技术等相关领域的研究广泛展开，它们依托的图形显示、图像处理、模式识别等技术都与颜色科学有深刻的联系。
理解颜色科学对开发多媒体技术有很大帮助。
例如图形、图像和电视技术都需要够比较系统和深入的颜色科学基础，在基于图像内容的检索等研究领域，颜色也是一个非常重要的特征。
2．什么是颜色空间？常用的颜色空间有哪些？答：颜色空间是表示颜色的一种数学方法，人们用它来指定和产生颜色，使颜色形象化。
常用的颜色空间有RGB、CMYK、La*b*、HIS、HSV、HSB、YIQ、YUV、YCrCb等等。
3．各种颜色空间的特点是什么？用在什么地方？4．你最了解的颜色空间是什么？你使用过或将来的研究中可能使用的颜色空间是什么？5．研究颜色科学的工具书、中外文期刊、工具软件、网站、大学、研究室或者公司有那些？颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学（光学属于物理学，理所当然）、生物学（用眼睛看）、心理学（颜色是人的主观感觉，各人不同）和材料学（物质）等多种学科。
颜色是人的大脑对物体的一种反映，是人的一种感觉，而这种感觉又是带有极端的主观性，因此用数学方法来描述这种感觉可能是一件很困难的事。
现在已经有许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但好像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被接受，因此还需要我们继续努力探讨。
由于颜色科学的历史比较长，随着科学技术的进步，度量颜色的方法也越来越多。
而且也经常遇到使用多个字面上不同的术语来描述同一个颜色特性，初学者（包括笔者）在阅读这类文献时往往感到比较混乱。
本章将人们对颜色的认识和度量等方面所取得的进步作一些介绍。
（葛：清华的林福宗老师非常严谨，非常谦虚，非常务实。
此段也让我们体会的颜色科学的深奥和困难）6．1颜色科学简史在1666年，23岁的Isaac Newton(1642—1727)就开始研究颜色。
颜色度量体系及标准
色彩深度决定了图像中可表示的颜色数量，常用的色彩深度有8位、 16位、32位等。
色彩匹配
色彩匹配是数字图像处理中的一项技术，用于在不同设备或软件之间 保持颜色的一致性。
印刷行业的颜色管理
01
油墨和纸张
印刷过程中需要考虑油墨和纸张 对颜色的影响，选择合适的油墨 和纸张以获得准确的颜色效果。
色彩校准
02
颜色度量体系
颜色空间
RGB颜色空间
基于红、绿、蓝三种基本颜色，广泛应用于计 算机显示和数字图像处理。
CMYK颜色空间
基于青、品、黄、黑四种颜色，主要用于印刷 和打印行业。
HSL和HSV颜色空间
基于色调、饱和度和亮度或明度，便于人眼理解和操作。
颜色系统
1 2
RGBE颜色系统
结合RGB和亮度信息，提供更广泛的动态范围和 颜色精度。
色卡比对仪器
用于比对不同色卡或标准颜色样品，常用于 颜色匹配和质量控制。
颜色测量技术
反射光谱测量
通过测量物体表面反射的光谱特性，分析颜色的光谱分布。
透射光谱测量
通过测量物体透射的光谱特性，分析透明物体的光谱分布。
积分球测量
通过积分球收集光线，测量物体在整个光谱范围内的反射光谱特性。
色卡比对
通过比对不同色卡或标准颜色样品，进行颜色匹配和质量控制。
误。
照明设备标准
照明设备的光谱分布对 颜色表现有重要影响， 需要遵循一定的标准， 如CIE和ISO等。
色彩测量
在显示器和照明设备的 颜色标准化中，需要采 用色彩测量技术，以获 得准确的颜色数据。
06
未来颜色度量体系的发展 趋势
高动态范围成像（HDR）的颜色度量
颜色基础
综合1
RGB=100,0,0
综合2
综合3
•注意文档的颜 色模式与所绘 物件对象的颜 色的本质区别。 •分清CMYK和 RGB两种颜色 模式的不同使 用场合。
版面构成（1）
版面构成 版面编排是设计的重点之一，好 的编排往往能达到较好的视觉 效果，我们可以利用简单的文字 和颜色，制造一些视觉上的特 殊感受，这里就有十个简单的例 子，介绍版面构成所拥有的几 种特性。 ■重覆 ■对比 ■大小
档案格式（1）
BMP BMP档是最普遍的点阵图格式之一，也是WINDOWS系统下的标准格式，我们利用WINDOWS的调色盘绘图， 就是存成BMP档。 PCX PCX档是MS-DOS下常用的格式，在WINDOWS应用软体尚未普及时，MS-DOS下的绘图，排版软体多用PCX 格式，从最早的16色，发展至今已可达1677万色。 GIF GIF是Graphics Interchange Format 的简写，是Compuserve公司所制订的格式，因为Compuserve公司开放使用权 限，所以广受应用，且适用于各式主机平台，各软体皆有支援，现今的GIF格式仍只能达到256色，但它的GIF89a格 式，能储存成背景透明化的形式，并且可以将数张图存成一个档设备无关。 L组份——亮度(D-A变 化,从0~100)。
a组份——从绿到红(B)
b组份——从蓝到黄(C)
印刷四色与专色 印刷四色（CMYK） 专色：用预先混合好的油墨，由印刷业使 用一个标准的颜色匹配系统配置。如荧黄 色、烫银等，就需要专色来完成。在印刷 时印专色需要一块专色印版。 反色： 补色：
数位色彩 （2）
8位元色是指具有256种阶调，或256种色彩的影像，若要 把24位元的全彩图片转成256色的8位元，通常必须经过索引 的步骤（Indexed），也就是在原本24位元的1677万色中，先 建立颜色分布表（histogram），然后再找出最常用的256种颜 色，定义出新的调色盘，最后再以新色盘的256色取代原图。
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6.1 描述颜色的几个术语
6.1 描述颜色的几个术语
而国际照明委员会(CIE) 则使用用颜色的三个 特性来区分颜色。这些特性是色调，饱和度和明度， 它们是颜色所固有的并且是截然不同的特性。
6.1 描述颜色的几个术语
二、色调
色调(hue)又称为色相，指颜色的外观，用于区 别颜色的名称或颜色的种类。色调取决于可见光谱 中的光波的频率，它是最容易把颜色区分开的一种 属性。
6.2 颜色的度量体系颜色的量方法6.3 Munsell颜色系统
Munsell颜色系统是精确指定颜色和显示各种颜 色之间关系的一种方法。每种颜色都有色调(hue)、 明度值(value)和色度(chroma)这三种属性。后来修改 后的Munsell颜色系统使用色调、饱和度和和明度表 示颜色的三种属性。
明度和亮度的关系不是线性关系。
6.1 描述颜色的几个术语
3.光亮度 光亮度是人的视觉系统对亮度(luminance)的感知 响应值，并用L*表示。
L* 116 3 Y / Yn 16 (Y / Yn ) 0.008856
L* 903.3 3 Y / Yn (Y / Yn ) 0.008856
明度最小
6.1 描述颜色的几个术语
2.亮度 由于明度很难度量，因此国际照明委员会定义
了一个比较容易度量的物理量，称为亮度 (luminance)。
亮度是用反映视觉特性的光谱敏感函数加权之 后得到的辐射功率(radiant power)。
亮度的值是可度量的，它用单位面积上反射或 者发射的光的强度表示。
第六章 颜色的度量体系
6.1 描述颜色的几个术语 6.2 颜色的度量体系 6.3 Munsell颜色系统 6.4 Ostwald颜色系统 6.5 CIE颜色系统
6.1 描述颜色的几个术语
一、什么是颜色 人的视觉系统感知到的颜色由光波的频
率决定。眼睛感知到的颜色和波长之间的对 应关系如下图所示。纯颜色通常使用光的波 长来定义，用波长定义的颜色叫做光谱色 (spectral colors)。
6.3 Munsell颜色系统
在Munsell颜色系统中色调被分成红(R)、黄(Y)、绿 (G)、蓝(B)、紫(P)，这五种色叫做主色调 (principal hues)，在主色调之间插入红－黄、黄 －绿、绿－蓝、蓝－紫，紫－红5种色调。度量颜色 明暗的明度值(value)从白到黑被分成11个等级，度 量颜色的饱和度或者叫纯度的色度 (Chroma)被分成15等级。 Munsell制中的颜色用三个符号表 示，写成HVC(Hue，Value，Chroma)。 如5R 4/14。
6.2 颜色的度量体系
颜色度量体系(color system)，也叫做颜色制或 者叫做颜色体制或颜色系统 ， 实际上就是人们组 织和表示颜色的方法。
目前，组织和表示颜色的方法主要有两种： ①颜色模型(color model)：是用简单方法描述所有 颜色的一套规则和定义。如RGB, HSB, CMY, CIE XYZ, CIELAB，CMYK和颜色的光谱描述方法等。 ②编目系统(cataloging system)。给每一种颜色分 配一个唯一的名称或者一个号码。如Munsell颜色系 统，Pantone颜色系统等。
6.1 描述颜色的几个术语
三、饱和度
饱和度(saturation)是相对于明度的一个区域的色 彩，是指颜色的纯洁性，它可用来区别颜色明暗的 程度。当一种颜色渗入其他光成分愈多时，就说颜 色愈不饱和。完全饱和的颜色是指没有渗入白光所 呈现的颜。饱和度在颜色圆上用半径表示，如图所 示。沿径向方向上的不同颜色具有相同的色调和明 度，但它们的饱和度不同 。
色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫等术 语来刻画。
用于描述感知色调的一个术语是色彩(colorfulness)。
6.1 描述颜色的几个术语
色调有一个自然次序：红、橙、黄、绿、青、 蓝、靛、紫(red，orange, yellow，green，cyan， blue，indigo，violet，ROYGBIV)。在这个次序中， 当人们混合相邻颜色时，可以获得在这两种颜色之 间连续变化的色调。色调在颜色圆上用圆周表示， 圆周上的颜色具有相同的饱和度和明度，但它们的 色调不同。
6.1 描述颜色的几个术语
色调-饱和度-明度 颜色空间
6.1 描述颜色的几个术语
颜色空间有设备相关和设备无关之分。 设备相关的颜色空间是指颜色空间指定生成的 颜色与生成颜色的设备有关。如RGB颜色空间。 设备无关的颜色空间是指颜色空间指定生成的 颜色与生成颜色的设备无关，例如CIE L*a*b*颜色空 间。
饱和度最小
饱和度最大
6.1 描述颜色的几个术语
四、亮度
1.明度(brightness) 明度是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少的感知 属性。有色表面的明度取决于亮度和表面的反射率。 明度常用垂直轴表示,明度的一个极端是黑色(没有 光)，另一个极端是白色，在这两个极端之间是灰色。
明度最大
相同的色调和饱和度
6.4 Ostwald颜色系统
Ostwald制是根据对颜色起决定作用的波长、纯度和 亮度来映射色调、饱和度和明度的值。Ostwald假设 色调有8种主色调组成，分别是黄色(yellow)，橙色 (orange)，红色(red)，紫色 (purple)，蓝色(blue)，青 绿色(turquoise)，海绿色 (seagreen)和叶绿色 (leafgreen)，每一种再细分 成3种，共24种，安排在如图 所示的色圆上。
其白中色，光Y的是亮C度IE。XYZ系统中定义的亮度，Yn是参考 光亮度用作颜色空间的一个维，而明度
(brightness)则仅限用于发光体,该术语用来描述反 射表面或者透射表面。
6.1 描述颜色的几个术语
五、颜色空间
颜色空间是表示颜色的一种数学方法，人们用 它来指定和产生颜色，使颜色形象化。对于人来说， 可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色；对于显 示设备来说，人们使用红、绿和蓝磷光体的发光量 来描述颜色；对于打印或者印刷设备来说，人们使 用青色、品红色、黄色和黑色的反射和吸收来产生 指定的颜色。