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视觉及光度色度学基础

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光度学基础和色度学简介

光度学基础和色度学简介

r
方向夹角为
cosdA r2
d dA
d
（9－15） dA 对 S 所张立体角为 d ，由图9－3知 ， I c表面上形成的照度 dA 为被照表面面元面积，其表面 dAs代表面光源的面元面积， 在图9－4中， 照度为 d LdAs cos1 cos 2 E （9－17） dA r2 三、同一均匀介质中元光管内光亮度的传递 元光管是指两端截面积很小的光管，光能只在此光管内传播（如图9－5所 dA1 和 dA2 两微小面元，两者间距离为 r ， N1 和 N 2 分别为两面元法线， 示）。 1 和 2 分别为两面元中心连线和 N1 、 N 2的夹角。面元 dA1 发出的光传到 dA2 上的光通量为 d L cos dA d L cos dA dA2 cos 2 1 1 1 1 1 1 1 r2 面元 dA2 发出的光传到 dA1 上的光通量为 d 2 L2 cos 2 dA2 d L2 cos 2 dA2 dA1 cos1 r2 因为 d1 d 2 ，故 L1 L2 （9－18） 上式表明光在元光管内传播时，各截面上的光亮度相同。即光在元光管内传播
点光源在距离处表面上形成的照度一点光源在距它处的面元上产生的照度为915设面元法线和方向夹角为所张立体角为由图93知916二面光源在距离处表面上形成的照度在图94中代表面光源的面元面积为被照表面面元面积其表面照度为917三同一均匀介质中元光管内光亮度的传递元光管是指两端截面积很小的光管光能只在此光管内传播如图95所的夹角





光度量 1.光能：能被接收器件响应的辐射能。单位：焦耳（J）。 2.光通量：能被接收器件响应的辐通量。单位：流明（lm ）。 （9－1） 1lm 1J / S 3.光出射度：光源单位发光面发出的光通量。单位：流明/( m 2)。 4、光照度：单位受照面积接收的光通量。单位：勒克司（lx ） （9－2） 1lx 1lm / m2 J / S m2 5、发光强度：点光源或小面元在某一方向上单位立体角内发出 的光通量。单位：坎德拉（cd ） 1cd 1lm / Sr 1J / S Sr （9－3） 6、光亮度：光源某一面元上单位面积在空间某一方向单位立体 角内辐射的光通量。单位：熙提 Sb(cd / cm2 ) 1Sb 1cd / cm2 1J / S Sr cm2 （9－4） 光亮度的示意图如图9－1所示。设面元面积为，微小立体角为， 面元法线为，空间某方向与夹角为，在此方向在立体角内辐射的 光通量为，则光亮度 （9－5） IN d L cos dAd cos dA

光学第5章光度学和色度学

光学第5章光度学和色度学
以配出任何颜色，称为三基色。 2、红、绿、蓝不是唯一的三基色。
三种色，只要其中的每一种色都不能用其它两色配得 就可以组成三基色。
光学第5章光度学和色度学
实验发现：人眼的视觉响应取决于红、绿、蓝 三分量的代数和。
它们的比例决定了彩色视觉。 亮度在数量上等于三基色的总和。 由于人眼的这一特性，可在色度学中应用代数
2. 发光强度和光亮度 描述光源发光能力大小的物理量
发光强度: 点光源
点光源在某一方向上，在单位立体角内发出的光通量。 单位：坎德拉，光学基本量，七个基本单位之一。 单位：坎德拉：cd
光亮度: 有限尺寸发光体，面光源 表5-1
单位： cd/m2
面光源：实际光源、或实际光源的像、或漫反射 体(本身不发光，受光照后)
i1i2,d 1d 2
故：
d1 d
L1 L
L1 L 对于两透明介质表面，
1
故： L1 L
光学第5章光度学和色度学
对于折射光束： d' L'cois'd'dA d LcoisddA
dd1d' L'1Lnn'22
d'1d
光通过光学系统时的光能损失： 两透明介质界面上的反射损失 介质吸收 反射面的光能损失
设入射光的光亮度为L，由于在入射过程中，自 光源到入射面类似于元光管，故其亮度不变。
L d cosdAd
或：dLcoisdAd 入射的光通量
反、折射的光通量：
d1L1coi1dsA 1d d'L'coi'd s A 'd
L1, L' 分别是反、折射的光亮度 光学第5章光度学和色度学
对于反射光波，
光学第5章光度学和色度学

第一章 色度学基础

第一章 色度学基础
第 16 页 第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
彩色电视技术中采用的是将红、绿、蓝三 红 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 彩色模式，在这种 彩色模式 彩色模式中，红、绿、蓝被称为基色光。 红光+绿光=黄光 绿光+蓝光=青光 蓝光+红光=紫光 红光+绿光+蓝光=白光 补色： 补色：与基色相加为白色的彩色，称为其基色的 补色。红、绿、蓝的补色为青、品（紫）、黄。
第 14 页
第一章 色度学基础
1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 彩色光三要素（ 彩色模式） 彩色模式
色性 色彩基本分为暖色（也称热色）和冷色（也称寒 色）两类。红、橙、黄为暖色，给人以热烈、温暖、 外张的感觉；青、蓝、紫为冷色，给人以寒冷、沉 静、内缩的感觉。
色调（亦称调子） 亦称调子）
在一定的色相和明度的光源色的照射下，物体表 面笼罩在一种统一的色彩倾向和色彩氛围之中，这种 统一的氛围就是色调。
第 17 页 第一章 色度学基础
红光+青光=白光 绿光+紫光=白光 蓝光+黄光=白光
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
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第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
计 色 三 角 形
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第一章 色度学基础
第 25 页 第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
亮度方程
NTSC 制的亮度方程： 制的亮度方程： Y=0.299R+0.587G+0.114B

第一章光度学和色度学

第一章光度学和色度学

第1章 光度学和色度学
信号处理技术： • 第一代——模拟电视 • 第二代——数字处理电视 • 第三代——数字电视
电路工艺： • 第一代——电子管 • 第二代——晶体管 • 第三代——大规模集成电路
第1章 光度学和色度学
传输媒介： • 单一的地面微波 • 扩充到电缆、卫星、网络、无线移动
功能覆盖： • 单一的活动图像广播 • 扩充到数据广播、视频点播、收费电视、
第1章 光度学和色度学
绝对黑体能全部吸收外来的电磁辐射而无反射和透射。黑体 对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0。它被可 见光照射时因为没有反射光线而呈现黑色，故名。这是一种现 实中不存在的理想物体。通常近似地认为一个空腔表面的小孔 是黑体。
第1章 光度学和色度学
• 光源的辐射功率按波长的分布称为光谱功率分布。不同光源 有不同的光谱功率分布，国际照明委员会（简称CIE）规定了 一些光源。
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
2、光通量
立体电视、多视点视频等
第1章 光度学和色度学
电视技术的特点： • 快速发展 • 模拟、数字电视并存 • 各种制式群雄并起 • 各类设备争奇斗艳 • 多学科综合的、代表性的电子信息工程
（物理学、生理学、数学、电子电路、计算机、 信号处理、通信技术）
• 深入日常生活，可见可感 • 构思奇巧、实现精到 • 有助于实现知识的贯穿和系统概念的建立

视觉及光度色度学基础

视觉及光度色度学基础

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1.光通量 V
( lm ) 流明
1.辐通量 e
瓦［特］
2.光出射度 M V
( lm/m2)流明每平方米
3.光照度 E V
( lx )勒克斯= 流明每平方米
2.辐出度 Me
瓦［特］每平方米
3.辐照度 Ee
瓦［特］每平方米
4.发光强度 I V
( cd )坎德拉=流明每球面度
4.辐射强度 Ie
瓦［特］每球面度
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1931CIE-RGB系统的 光谱三刺激值是从实验 得出来的，本来可以用于颜色测量和标定以及 色度学计算，但是实验结果得到的用来标定光 谱色的原色出现了负值，正负交替十分不便， 不宜理解，
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复习
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一种杆状体(Rods) 三种锥状体(Cones)
夜视觉
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白昼视觉 56
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光度学与色度学基础

光度学与色度学基础
经测试得到并进行数学处理的视见函数是一个归一化函数，实际上 视见函数对于每个波长都有明确的光谱光效能值。
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
应该将物体辐射光的能力用物体的能量辐射 能力和视见函数综合起来表述。
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
电视信号的频谱在哪里？手机信号的频谱呢？
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
怎样比较两个物体哪个更亮？ 怎样比较两个光源哪个发光效率更高？
光度学
色度学
怎样定量的表述一个物体的颜色？ 怎么定量的区分鲜红色和暗红色的差异？
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
第二章 光度学与色度学基础
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
图像信息的重要性
图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得 的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。
科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75％来自视觉 系统，也就是从图像中获得的。例如照片、绘图、视频等等。
光出射度
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
光照度
一些实际情况下的光照度值（单位：lx）
场景
照度值
无月夜地面上
3×10-4
满月夜地面上
0.2
办公室桌面
20～100
晴朗的夏日在采光良好的室内 100～500
夏日太阳不直接照射的露天地面 1，000～10，000
光电子科学与工程学院 光电信息技术研究所 刘斌昺 2006年10月
视觉有三种特性，从描述视觉特性的心理物理量来 看，它们是亮度、主波长、纯度；从相应的心理量来 看，它们是明度、色度、饱和度。

第一章 光度学和色度学ppt

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.

光度学,色度学基础知识

光度学,色度学基础知识

光度学基本知识
即得
I cosα I ' cosα ' + 2 R R '2 4 I = 60cd , cosα = ; I ' = 48cd 6 12 cosα ' = 122 + 62 − 42 E=
(
R = 6, R' = 122 + 62 − 42
(
)
)
最后得
60 × 4 48 × 12 E= + = 1.385lx 3 3 6 164
其中 :[C]——某一特定颜色 , 即被匹配的颜色 ; [R]、[G] 、[B]——红、绿、蓝三原色 ; r 、 g 、 b ——红、绿、蓝二原色的比例系数 , 以表示相对刺激量 ; ≡——表示匹配关系 , 即在视觉上颜色相同 , 而不是指能量或光谱成分相同
三原色系数相加等于 1, 即 r+g+b=1
饱和度= 单色光流明数/（单色光流明数+白光流明数）
明度 用它来标志颜色的明亮程度。用颜色的总流明数表示。 色调和饱和度合称色品，是颜色的色度学特征；亮度是颜色的光度学 特征。色调、饱和度和明度这三个感觉量一起决定了颜色的特征。
色度学基本知识
四、表色系统
表色系统可分为两大类。一类是以彩色的三个特性为依据 , 即按色 调、明度和饱和度来分类 ; 另一类是以三原色说为依据 , 即任一给定 的颜色可以用三种原色按一定比例混合而成。在此 , 简单介绍一下后 一类表色系统——三色分类系统。该系统是以进行光的等色实验结果 为依据、由三刺激表示的体系。用的最广泛的是 CIE 表色系统。 视觉器官对剌激具有特殊的综合能力 , 即无论受单一波长的单色光刺 激还是受一束包含各种波长的复合光剌激 , 眼睛都只产生一种颜色感 受。研究证明 , 光谱的全部颜色可用红、绿、蓝三种光谱波长的光按 不同比例混合而成。用不同比例的上述三种原色相加混合成一种颜 色 , 用颜色方程可表达为 [C]≡r[R]+g[G]+b[B]

视觉及光度色度学基础ppt课件

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颜色方程表示： C = R（R）+ G（G）+ B（B）
来自外界的一切视觉形象，如物体的形状、空间、位置以及
它们的界限和区别都由色彩和明暗关系来反映
色彩是一种视觉感受，色彩在人们的社会活动中具有十分重 要的意义。色彩感觉总包含着色彩的心理和生理作用的反映。
人的色彩感觉信息传输途径是光源、彩色物体、眼睛和大脑， 这是人们色彩感觉形成的四大要素。
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1.光通量 V
( lm ) 流明
1.辐通量 e
瓦［特］
2.光出射度 M V
( lm/m2)流明每平方米
3.光照度 E V
( lx )勒克斯= 流明每平方米
2.辐出度 Me
瓦［特］每平方米
3.辐照度 Ee
瓦［特］每平方米
4.发光强度 I V
( cd )坎德拉=流明每球面度
4.辐射强度 Ie
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FPD第一章 光度学和色度学基础

FPD第一章 光度学和色度学基础

9 CIE色度图
单色光 光谱轨迹曲线
复合光
纯紫曲线 非光谱色光 轨迹
10 色坐标计算
例如 λ＝450nm的单色光，由表得: X＝x＝ 0.3362，Y＝y＝ 0.0330，Z＝z＝ 1.7121 则 x＝x/(x+y+z)＝0.1615 y＝y/(x+y+z)＝0.0159 z＝z/(x+y+z)＝0.8226 将可见光各波长的x、y值均在CIE 色度上画出，则可得所 有可见光的色坐标为一舌形曲线。自然界中任何一种可能 的颜色都在舌形及其下端连线之内，此范围外的点均为不 存在的颜色。一个光源的发光光谱I(λ)是已知的， 则发光 色度可用下面的方法计算： Ｘ＝ΣI(λ) x Ｙ＝ΣI(λ) y Ｚ＝ΣI(λ) z 再归一化。
第一章 光度学和色度学基础
１ 亮度
亮度：亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。 不仅与客观有关，而且与人的视觉有关，它是一个心理物理 量。 Pe()是辐射能量—客观物理量，V()是相对视见函数。人眼作为 光接收器，对各种波长的光的灵敏度不一样，只对可见光380 －780nm能感受，因而紫外光、红外光的辐射虽也是功率辐 射，但却亮度为零。人眼作为一个生理因素，随年龄，生理因 素而异。 亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2)，旧单位也用尼特(nit) 。
16 色域与显示效果
左为50% NTSC，右为80% NTSC
17 LCD Backlight and Color Gamut
CFs, CCFL, LED CIE 1976 Chromaticity
CCFL
LED
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450
500
550
600
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色度学基础(色温)

色度学基础(色温)
该三个假想色在CIE-RGB系统中的色度坐标分别为:
r
X
1.275
Y
-1.739
Z
-0.743
g -0.278 2.767 0.141
b 0.003 -0.028 1.602
CIE-RGB与CIE-XYZ系统的转换关系:
三刺激值关系:
X = 0.490 0.310 0.200
R
Y = 0.177 0.812 0.011
摄影用钨丝灯 早晨及午后阳光 摄影用石英灯 平常白昼 220V日光灯 晴天中午太阳 普通日光灯 阴天 HMI灯 晴天时的阴影下 水银灯 雪地 电视萤光幕 蓝天无云的天空
3200K 4300K 3200K 5000~6000K 3500~4000K 5400K 4500~6000K 6000K以上 5600K 6000~7000K 5800K 7000~8500K 5500~8000K 10000K以上
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）。
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5.00
6.00
7.00
L公L사司BByLU

第二章人类视觉与色度学知识

第二章人类视觉与色度学知识

2.3 人眼的视觉特性
2.3.1明暗和彩色视觉
明视觉相对视敏函数，白天 正常光照条件下获得的，在夜晚 或微弱光线下，杆状细胞起主导 作用，对短波长的光敏感，视敏 函数左移。
人眼对光感觉的亮暗程度的 不只和光的辐射通量有关，还和 光的波长有关。 在光线充足（明视觉）的条 件下，人眼对550nm左右的黄 绿光最敏感；在光照微弱（暗视 觉）条件下，则对510nm左右 的蓝绿光最敏感。
以上的都是相减混色,相减混色就是以吸收三基色比例 不同而形成不同的颜色的。所以有把青色、品红、黄色称为 颜料三基色。颜料三基色的混色在绘画、印刷中得到广泛应
用。在颜料三基色中，红绿蓝三色被称为相减二次色或颜料
二次色。在相减二次色中有： (青色+黄色+品红)=白色-红色-蓝色-绿色=黑色
图2.12 相减混色的三基色
3. 其它方法 除了前面介绍的两种基本的图像评价方法以外，由于应用 场合的不同，还有其它一些评价方法。例如，ISO在制定 MPEG 4标准时提出采用两种方式来进行视频图像质量的 评价，一种被称作基于感觉的质量评价，另一种称为基于 任务的质量评价。根据具体的应用情况，可以选择其中一 种或两种方式。 (1) 基于感觉的质量评价 其基本方法相当于前面的主观质量的评价，但同时考虑到 声音、图像的联合感觉效果也可能影响图像的质量。 (2) 基于任务的质量评价 通过使用者对一些典型的应用任务的执行情况来判别图像 的适宜。
由于人眼的视觉惰性，只要交替速度足够快，产生的彩色视 觉与三基色直接相混时一样。这是顺序制彩色电视图象显示 的基础。
空间混色法：将三基色同时投射到彼此距离很近的点上，
利用人眼分辨力有限的特性而产生混色，或者使用空间坐标 相同的三基色光的同时投射产生合成光，这是同时制彩色电 视图象和计算机图象的显示基础。

FPD第一章光度学和色度学基础

FPD第一章光度学和色度学基础

亮度第一章光度学和色度学基础１亮度可见度２可见度3 光通量光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功率，用符号3相对视见函数视见函数3相对视见函数暗适应双重视觉论锥体细胞明视觉杆体细胞暗视觉４各种亮度的实例5颜色的基本特性什么是颜色视觉系统能感觉的波长范围为纯颜色用光的波长定义，称为光谱色用不同波长的光进行组合时可产生相同的颜色感觉显示器件的多色性可大大增加显示的信息和功能。

颜色是可以定量表示的。

5颜色的基本特性5颜色的基本特性颜色消色和彩色光谱色和混合色5颜色的基本特性CIE(国际照明委员会)表色体系孟塞尔表色体系色调、明度、饱和度6CIE 1931标准色度系统定量表示颜色的体系称为色坐标，发光的颜色可由色坐标中的点来表示。

6CIE 1931标准色度系统７三基色标准的光谱分布-光谱三刺激值８CIE 1931 标准色度观察者光谱三刺激值x y z x y z单色光复合光9CIE 色度图10 色坐标计算＝450nm的单色光，由表得x y zx x+y+zy x+y+zz x+y+z自然界中任何一种可能的颜色都在舌形及其下端连线之内，此范围外的点均为不存在的颜色。

xyz10 单色光色坐标计算x(λ)、y(λ) 、z(λ)x(λ)y(λ)z(λ)11色差椭圆图向各个方向的辐射线11恰可察觉色差椭圆图12主波长和色纯度颜色S 1的主波长颜色S 2的补色波长13等色调波长线和等饱和度线等色调波长线：等饱和度线14 电视的色域15 色域（Color Gamut）计算公式15 色域（Color Gamut）计算公式16 色域与显示效果40045050055060065070017LCD Backlightand Color Gamut CFs, CCFL, LED CIE 1976 Chromaticity CCFL LEDMost NB & LCD monitorsuse LED BLU R. Lu et al, Opt. Express 14, 6243 (2006)18 孟塞尔表色体系 用色调、饱和度和明色调用角度标定，红饱和度的深浅用半径明度用垂直轴表示采用色调Ｈ、明度Ｖ。

工程光学基础第5章光度学和色度学基础

工程光学基础第5章光度学和色度学基础

D'
二. 轴外像点的光照度
出瞳 U'M
ω'
ω'
U'
M' 像面 A'
l'0
E' M

n' 2 n2
L sin 2
U'M
当U´M较小时，有
sinU ' M
tgU ' M

D' cos'
2 l'

D' cos2 '
2l'
sinU ' cos2 '
cos '
E' M

n' 2 n2
U’k
-U’zk
z’
l ’zk
l ’k
a. 轴上点远轴光线光路计算 sinI=(L-r)/sinU (当L1=∞时，U1=0,sinI1=h1/r1) sinI’=nsinI/n’ U’= U + I-I’ L’= r + rsinI’/sinU’ 过渡公式 Lk=L’k-1-dk-1
Uk=U’k-1 Nk=n’k-1
对于有k个折射面组成的光学系统，还存在逐次换面问题。
lk lk' 1 dk1 uk uk' 1 nk nk'
校对公式：h = l u = l ’ u’ 或者用
J = n’u’y’ = nuy
2.远轴光线的光路计算
入瞳
-U -Uz1
z
o1
-y1
-l z1 -l 1
出瞳
y’K
ok
580
V(λ )
0.00004 0.00012 0.0004 0.0012 0.0040 0.0116 0.023 0.038 0.060 0.091 0.139 0.208 0.323 0.503 0.710 0.862 0.954 0.995 0.995 0.952

人眼视觉特性与色度学基础上传

人眼视觉特性与色度学基础上传
照度
照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积
所即接lm收/m的2光。通计量算来公表式示为，：表Ev示单d位v为/ d勒A克斯(Lux,lx) ，
人眼的视觉特性
明暗视觉
明视觉：在正常光照下眼睛的主观亮度感觉 暗视觉：在夜晚或在微弱光线下人眼的主观亮度感觉
彩条（各色谱）
灰色带（明暗程度不同）
[X],[Y],[Z] 颜色方程 规范化
F= X[X]+Y[Y]+Z[Z] = m’{x [X]+y[Y]+z[Z]} 式中： m’=X+Y+Z, x=X/m’, y=Y/m’ , z=Z/m’x＋y+z=1 显然三个色度座标中有一个是不独立的，因而可以用 x，
y 直角座标 系来表示各种色度，如下页图。
人眼的视觉特性
电视复现图像时，如果两个颜色的误差低于对 比灵敏度，即不会被人眼察觉，颜色信息就会丢 失。如果两个颜色的误差被电视放大，大于对比 灵敏度，容易被人眼察觉，颜色信息就可能失真。 因此电视机电路中，都有GAMMA校正电路。使输 入信号变化为 1 个变化量时，电视机的亮度变化 刚好为人眼的可见度阈值。使电视机输入信号与 输出亮度间的关系符合人眼的GAMMA特性。人眼 的γ值一般为 2.2 左右。
照明光源坐标点（如A光源）到M点连线并
延长与光谱轨迹相交于N点，N点的光谱色
的色调即为主波长，则：
M的饱和度 P
人眼的视觉特性
人眼对亮度的感觉
人眼对亮度变化的响应是非线性的，称为人眼的 GAMMA特性。如图所示：
通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别 所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。 也 就是说，当光强I增大时，在一定幅度内 感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼 才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。人 眼对暗色比较敏感，所需的亮度阈值小。对明亮的颜色， 所需的亮度阈值大。
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视觉
视觉是人类认识世界的开端。根据现代科学研究的资料表明， 一个正常人从外界接受的信息，百分之九十以上是由视觉器官 输入大脑的。
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三个心理学量度
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来自外界的一切视觉形象，如物体的形状、空间、位置以及
它们的界限和区别都由色彩和明暗关系来反映
色彩是一种视觉感受，色彩在人们的社会活动中具有十分重 要的意义。色彩感觉总包含着色彩的心理和生理作用的反映。
人的色彩感觉信息传输途径是光源、彩色物体、眼睛和大脑， 这是人们色彩感觉形成的四大要素。
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