光与色彩

XYZ三维坐标 X Y
0.1611 0.1566 0.1510 0.1440 0.1355 0.1241 0.1096 0.0913 0.0687 0.0454 0.0235 0.0082 0.0039 0.0138 0.0177 0.0227 0.0297 0.0399 0.0578 0.0868 0.1327 0.2007 0.2950 0.4127 0.5384 0.6548
Z
0.8251 0.8257 0.8263 0.8263 0.8246 0.8181 0.8036 0.7760 0.7306 0.6596 0.5638 0.4534 0.3413
波长 (nm )
560 565 570 575 580 585 590 595 600 605 610
X
XYZ三维坐标 Y
0.6245 0.5896 0.5547 0.5202 0.4866 0.4544 0.4242 0.3965 0.3725 0.3514 0.3340
Z
0.0024 0.0017 0.0012 0.0010 0.0009 0.0008 0.0006 0.0006 0.0005 0.0004 0.0002
自然界颜色有无数种,但人们发现, 无论何种颜色,均可用三基色按不同比例 混合而成. 此即所谓三基色原理. 物体色彩感觉形成于四大要素:光源、颜色物体、人眼睛和大脑.
根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB颜色空间， 任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成： F＝r [ R ] + g [ G ] + b [ B ] Simpzhao 汇编 2007-2
色 调 各 不 相 同
色饱和度：色饱和度表示播放的光的彩色深浅度或 鲜艳度，取决于彩色中的白色光含量，白光含量越高， 即彩色光含量就越低，色彩饱和度即越低，反之亦然。 其数值为百分比，介于0 - 100%之间。纯白光的色彩 淡 <------------------- > 饱和度为0，而纯彩色光的饱和度则为100%。
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E
在按5nm的间隔对350nm-750nm波段的光,在相 同亮度(即能量一样)下,测得其红绿蓝三色分量, 得到各谱段的等能XYZ坐标后,而由红绿二维坐 标系只描述XY分布,而得此色度图.
CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE 色度图，x 表示红色分量，y 表示绿色分量。图中的E 点代表白 光，它的坐标为(0.33，0.33)；环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色，边界代表光谱色的最大饱和度， 边界上的数字表示光谱色的波长，其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位于舌形曲线上，这 条曲线就是单色轨迹，曲线旁标注的数字是单色(或称光谱色)光的波长值；自然界中各种实际颜色 都位于这条闭合曲线内；RGB系统中选用的物理三基色在色度图的舌形曲线上。
补色相减 ( 如颜料配色时。将两种补色颜料涂在白纸的 同 一点上 ) 时，就成为黑色。 互补色相加(如用黄色光照射蓝色面)时,就能看到白色. 补色并列时，会引起强烈对比的色觉，会感到红的更红、 绿的更绿。 如将补色的饱和度减弱，即能趋向调和。
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结
论
世上本没有颜色空间,是为了以数学的方法描述无尽的颜色 人建立的立体坐标系 世上本没有颜色空间 是为了以数学的方法描述无尽的颜色,人建立的立体坐标系 是为了以数学的方法描述无尽的颜色 人建立的立体坐标系. 世上本没有色度系统,是依据人对 光的 频率及强(亮 度的感觉 建立的坐标系. 光的)频率及强 度的感觉, 世上本没有色度系统 是依据人对 (光的 频率及强 亮)度的感觉 建立的坐标系 世上本没有三原色, 是为了描述颜色,而依人的视觉而选定的 而依人的视觉而选定的. 世上本没有三原色 是为了描述颜色 而依人的视觉而选定的 世上本没有色彩,只有频率和强度不同的光 世上本没有色彩 只有频率和强度不同的光. 只有频率和强度不同的光 世上本没有光,只有电磁波 世上本没有光 只有电磁波. 只有电磁波 世上本没有电磁波,只有到处运动的粒子流 世上本没有电磁波 只有到处运动的粒子流. 只有到处运动的粒子流 世上本没有粒子,只有单位很小的能量子 世上本没有粒子 只有单位很小的能量子. 只有单位很小的能量子 宇宙中什么也没有,只有形态不同的能量子及其聚合体 宇宙中什么也没有 只有形态不同的能量子及其聚合体. 只有形态不同的能量子及其聚合体 所以: 宇宙是能量的集散体.一切皆无 一切皆无. 所以 宇宙是能量的集散体 一切皆无
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色彩三要素
示
例
亮度：亮度表示某种颜色在人眼视觉上引起的明暗程 度，它直接与光的强度有关。光的强度越大，景物就 越亮；光的强度越小，景物就会越暗。亮度表现了光 能量的大小，也称辉度。 亮 < -------------------- >
暗
色调：色调表示光的颜色，它决定于光的波长。实 际上，可见光的各色波长范围之间的界限并不十分明 显，色调是由强度最大的彩色成分来决定的。例如自 然界中的七色光就分别对应着不同的色调，而每种色 调又分别对应着不同的波长。
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CIE 1931色度图中色彩饱和度最大 色度图中色彩饱和度最大(=1)时,RGB分量及其坐标 分量及其坐标. 色度图中色彩饱和度最大 时 分量及其坐标
(截取部分数据 X+Y+Z=1) 截取部分数据
波长 (nm )
445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505
CIE LAB 颜色空间
RGB颜色空间
HSI圆锥空间模型
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国际照明委员会（CIE）的色度 模型是最早使用的模型之一。 CIE 1976它也是三维模型，其 中，x和y两维定义颜色，第3维 定义亮度。(注:CIE1931系统之三
维均是颜色)
适应自照明系统(如电视,电脑 显示屏等)显示特点CIE 在1976 年规定了两种颜色空间。其中 一种是用于自照明的颜色空间， 叫做CIE LUV。 任一实际的色彩都可由三基色 及亮度以数学的形式描述其 构 成. 即所谓的颜色空间.
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根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成： F＝r [ R ] + g [ G ] + b [ B ]
色彩的构成
相减混色系统
当三基色都混合在一起,且最大值值时,应为黑色. 类似于将纯绿色,纯红,纯蓝三色颜料等量混合,将得 到黑色混合物一样. 例如我们看到红色颜料,并不是颜料发出了红色光, 而是它吸收了照射于其上的白光中其他颜色的光, 唯独不吸收红光,所以红光被反射,人眼就看到了红 色.
RGB相加混色系统
当三基色都混合在一起,且最大值值时,应为白色. 类 似于将纯绿色,纯蓝,纯红三色的光等量照射同一白 色区域,将得到白色光斑. 根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则 在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B三色 不同分量的相加混合而成： F＝r [ R ] + g [ G ] + b [ B ]
浓
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色相与互补色
色相 色相，顾名思义即各类色彩的相貌称谓，如大红、 普蓝、柠檬黄等。色相差别是由光波波长的长短产 生的。 光谱中有红、橙、黄、绿、蓝、紫六种基本色光， 人的眼睛可以分辨出约180种不同色相的颜色。
示 例 大 红 深 红 柠檬黄
互补色 假如两种色光 ( 单色光或复色光 ) 以适当地比例混 合而能产生白色感觉时，则这两种颜色就称为“互 为补色”。例如，波长为 656nm 的红色光和 492nm 的青色光为互为补色光；
0.3731 0.4087 0.4441 0.4788 0.5125 0.5448 0.5752 0.6029 0.6270 0.6482 0.6658
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CIE-RGB光谱三刺激值是317位正常视觉人，用CIE规定的红、 绿、蓝三原色光，对等能光谱色从380nm到780nm 所进行 的专门性颜色混合匹配实验得到的。实验时，匹配光谱每 一波长为 λ的等能光谱色所对应的红、绿、蓝三原色数量， 称为光谱三刺激值. 依据光谱三刺激值.通过坐标转换,得到XYZ三维坐标. 因为 X+Y+Z=1, 所以只要描绘XY两维坐标,即可反应色度的分布. 按以上XYZ坐标数值,在XY坐标系里,即得到此舌形色度图 (CIE 1931).
电磁波
电流 方向
变化的电流产生变化的电场,变 变化的电流产生变化的电场 变 化的电场产生的磁场. 化的电场产生的磁场
(不同的变化方式,会产生截然不同的结果:
磁场 方向B
E 电场方向
均匀变化的电场产生恒定的磁场;不均匀变 化的电场,将产生变化的磁场.)
电磁波的发射与传播 ------ >
变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场又 变化的电场产生变化的磁场 变化的磁场又 产生变化的电场. 二者相互生成,自发射源向 产生变化的电场 二者相互生成 自发射源向 外传播,即形成电磁波 即形成电磁波. 外传播 即形成电磁波
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色度系统与颜色空间
适应不同色彩显示要求,在CIE 1931的基础上, 陆续制定了多种色度系统.
CIE 1931
CIE 1960
CIE 1976
适应数字化显示技术的需求,在色度的基础上,使用亮度,饱和度,建立各自的三维模型, 从而可以以量化的方式描述世界上的全部颜色.
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光与电磁波
电磁波全谱段分布图
450nm
人眼可感应到的电磁波谱段-----即可见光
750nm
---紫外
红外---
所谓的颜色,只是不同频率的电磁波在人眼中的反应.世上本没有”颜色”,是人的神经对电磁波频 率的感受. 同样是可见光,对牛,鹿很多动物等,则没有色彩的感觉,即其眼神经只探测亮度,而不分辨频率,所 以它们永远只能看到黑白世界. 我们所看到物像,是由色度和亮度组合而成. 色度反映其色彩构成,即电磁波的频率组合; 亮度反 应物像的明亮程度,即电磁波的辐射能量.
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CIE 1931色度图 色度图
在CIE 1931色度系统中,选定三基色分别为: R:700nm, G:546.1nm, B:435.8nm , 参照等能点 为E.在E点RGB分量均为0.33.三原色等量(白点). X+Y+Z=1 (XYZ分别代表红绿蓝三基色的分量)舌 形区域内所有点均与E点等能(亮度பைடு நூலகம்.