半导体照明技术(第三讲)

[C ] + R[ R ] = G[G ] + B[ B ]
或
[C ] = − R[ R] + G[G ] + B[ B ]
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2、混色方法 、
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把三原色按照不同的比例混合获得彩色的方法称为混色法。 把三原色按照不同的比例混合获得彩色的方法称为混色法。混 色法有相加混色和相减混色之分。 色法有相加混色和相减混色之分。可根据需要相加或相减调配颜 相加混色 之分 色。
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★若物体表面为黑白色，当物体表面的反射比在0~0.05之间 若物体表面为黑白色，当物体表面的反射比在 之间 物体呈黑色；当反射比高于0.8时 物体就呈白色； 时，物体呈黑色；当反射比高于 时，物体就呈白色；而 反射比处于0.05~0.8时，物体呈灰色，且反射比越低，灰色 反射比处于 时 物体呈灰色，且反射比越低， 越暗，即反射比增加时，灰色就会由深到浅变化。 越暗，即反射比增加时，灰色就会由深到浅变化。
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三、物体的颜色
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1、物体的光源色 、
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2、物体的固有色 、
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3、物体的环境色 、
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四、颜色的基本特征：色调、彩度和明度。 颜色的基本特征：色调、彩度和明度。
1、色调 、 可见光谱不同波长的光在视觉上的表现称为色调。 可见光谱不同波长的光在视觉上的表现称为色调。 色调是区分不同颜色的特征。 色调是区分不同颜色的特征。 因为可见光的波长有无数种，即光谱色有无数种， 因为可见光的波长有无数种，即光谱色有无数种，但实际 相近波长的单色光用肉眼是很难区分它们的颜色。 上，相近波长的单色光用肉眼是很难区分它们的颜色。为了能 用文字描述不同的颜色，通常把各种光谱色归纳成有限种色调, 用文字描述不同的颜色，通常把各种光谱色归纳成有限种色调 以表示色刺激的主观属性，以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等 以表示色刺激的主观属性，以红、 区分。 区分。
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颜色立体图的中央轴表示的是黑白系列的中性色，它的刻 颜色立体图的中央轴表示的是黑白系列的中性色，它的刻 中央轴表示的是黑白系列的中性色 度表示明度等级。 度表示明度等级。每一明度值都对应于在标准光源照射下颜 色样品的反射比，明度越高，样品就越亮，其反射比也越大。 色样品的反射比，明度越高，样品就越亮，其反射比也越大。
（二）CIE 表色系统
CIE表色系统是以三原色学说为依据，由色刺激表示的系 CIE表色系统是以三原色学说为依据， 表色系统是以三原色学说为依据 统。它能够定量地分析光源色的相加混合，也可以用于表示 它能够定量地分析光源色的相加混合， 物体固有色，是比较完善和精确的系统。CIE表色系统有多种， 物体固有色，是比较完善和精确的系统。CIE表色系统有多种， 表色系统有多种 其中1931CIE—RGB系统较为直观，1931CIE—XYZ系统是应用 其中1931CIE—RGB系统较为直观，1931CIE—XYZ系统是应用 1931CIE 系统较为直观 最广泛的系统。 最广泛的系统。
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1、三原色原理（也称三基色原理） 、三原色原理（也称三基色原理） 1）任一给定颜色可以用三种原色(红、绿、蓝)按一定比例混 任一给定颜色可以用三种原色( 按一定比例混 合而成，或者说各种颜色的光都可以分解成 分解成红 合而成，或者说各种颜色的光都可以分解成红、绿、蓝三种原 色。 2）三原色理论认为，人眼视网膜上的锥状细胞包含着红、绿、 三原色理论认为，人眼视网膜上的锥状细胞包含着红、 蓝三种反映色素，它们分别对不同波长的光发生反应， 蓝三种反映色素，它们分别对不同波长的光发生反应，视觉神 经中枢综合这三种刺激的相对强度而产生一种颜色感觉 产生一种颜色感觉， 经中枢综合这三种刺激的相对强度而产生一种颜色感觉，三种 刺激的相对强度不同时，就产生不同的颜色视觉。所以，当眼 刺激的相对强度不同时，就产生不同的颜色视觉。所以， 睛受到单一波长的光刺激时产生一种颜色视觉，而当受到— 睛受到单一波长的光刺激时产生一种颜色视觉，而当受到—束 包含不同波长的复合光刺激时也只产生一种颜色视觉。 包含不同波长的复合光刺激时也只产生一种颜色视觉。
颜色立体图中包含 颜色立体图中包含 中央轴线的垂直面则 表示颜色的彩度和色 调(如图 如图1-20所示 。 所示)。 如图 所示 每一个垂直面从中央 轴向外可分成若干等 分，表征颜色的彩度 等级。 等级。
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色调则是围绕中央轴依次按红(5R)、黄红(5YR)、 (5Y)、 色调则是围绕中央轴依次按红(5R)、黄红(5YR)、黄(5Y)、 则是围绕中央轴依次按红(5R) (5YR) 黄绿(5GY) (5GY)、 (5G)、蓝绿(5BG)) (5BG))、 (5B)、蓝紫(5PB) (5PB)、 黄绿(5GY)、绿(5G)、蓝绿(5BG))、蓝(5B)、蓝紫(5PB)、紫 (5P)、红紫(5RP)分成10个主色调。每一主色调又等分成10 (5RP)分成10个主色调 (5P)、红紫(5RP)分成10个主色调。每一主色调又等分成10 个相近色调。共有40个不同的色调。 40个不同的色调 个相近色调。共有40个不同的色调。 孟塞尔表色系统按颜色的三个基本特性的组合来表征颜色。 孟塞尔表色系统按颜色的三个基本特性的组合来表征颜色。 三个基本特性的组合来表征颜色 彩色系列的表达式为： 彩色系列的表达式为：
一、颜色的形成
颜色起源于光，波长不同的单色光，具有不同的颜色。 颜色起源于光，波长不同的单色光，具有不同的颜色。 颜色是不同波长的可见光作用于人的视觉器官后所产生 颜色是不同波长的可见光作用于人的视觉器官后所产生 的心理感受。颜色是一种和物理、 的心理感受。颜色是一种和物理、生理及心理学都有关的复 杂现象。 杂现象。
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三原色的选取原则： 三原色的选取原则： 其一是三原色中任意一种原色不能由另外两种原色混合而成； 其一是三原色中任意一种原色不能由另外两种原色混合而成； 是三原色中任意一种原色不能由另外两种原色混合而成 其二是应该使三原色按不同比例混合时能产生尽量多的颜色。 其二是应该使三原色按不同比例混合时能产生尽量多的颜色。 是应该使三原色按不同比例混合时能产生尽量多的颜色 为此，CIE规定的三原色为700nm的红色、546.1nm的绿色和 为此，CIE规定的三原色为700nm的红色、546.1nm的绿色和 规定的三原色为700nm的红色 的绿色 435.8nm的蓝色 的蓝色。 435.8nm的蓝色。 根据三原色原理，任意颜色可以用下式表示： 根据三原色原理，任意颜色可以用下式表示：
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第三节
颜
色
色彩是唤起人的第一视觉作用的重要媒质， 色彩是唤起人的第一视觉作用的重要媒质，因为人眼只有通 过光作用在物体上造成的色彩才能获得深刻印象。 过光作用在物体上造成的色彩才能获得深刻印象。因此对照明 质量的评价不仅要考虑光的强度，还要考虑光源和环境的颜色。 质量的评价不仅要考虑光的强度，还要考虑光源和环境的颜色。
各种颜色都可以用上述三个基本特征来表示， 各种颜色都可以用上述三个基本特征来表示，但只有彩 色系列具有完整的三个特征；而黑白系列只有明度； 色系列具有完整的三个特征；而黑白系列只有明度；彩度为 没有色调。 零，没有色调。
半 五、表色系统
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用日常语言描述颜色， 用日常语言描述颜色，会因人的感受差异产生多样性结 论，而且不能说明相近颜色之间的细小差别。表色系统就 而且不能说明相近颜色之间的细小差别。 是为了能精确地标定颜色的一种规定体系。 是为了能精确地标定颜色的一种规定体系。 常用的表色系统有孟塞尔表色系统和 表色系统( 常用的表色系统有孟塞尔表色系统和CIE表色系统(国 孟塞尔表色系统 表色系统 际照明委员会),而CIE表色系统是应用最广泛的表色系统。 际照明委员会),而CIE表色系统是应用最广泛的表色系统。 ), 表色系统是应用最广泛的表色系统
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(一)孟塞尔表色系统 孟塞尔表色系统把 颜色看作是一个三维 颜色看作是一个三维 量，以颜色的三个基 本特征为依据， 本特征为依据，将颜 色的三个基本特征量 化后， 化后，通过一个颜色 立体图来形象地表征 物体表面的颜色, 物体表面的颜色,如 19所示 所示。 图1-19所示。
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二、颜色的分类
1、非彩色 是指黑色、白色和介于两者之间的深浅不同的灰色。 是指黑色、白色和介于两者之间的深浅不同的灰色。 非彩色可以排成一个系列，称作黑白系列 无色系列， 黑白系列或 非彩色可以排成一个系列，称作黑白系列或无色系列，从黑 色开始，依次逐渐地到深灰色、中灰色、浅灰色、直到白色。 色开始，依次逐渐地到深灰色、中灰色、浅灰色、直到白色。 2、彩色 是指黑白系列以外的各种颜色。 是指黑白系列以外的各种颜色。 根据波长不同，彩色可以依次排成一个系列，称为彩色系列 彩色系列。 根据波长不同，彩色可以依次排成一个系列，称为彩色系列。 波长由长到短依次为： 波长由长到短依次为：红、橙、黄、绿、青、篮、紫。
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三原色虽然能混合成所有不同色调的颜色， 三原色虽然能混合成所有不同色调的颜色，但当要求混 合成高彩度的颜色时就很难实现。 合成高彩度的颜色时就很难实现。这时需将三原色之一加到 被匹配的颜色一方。假设将红原色R[R]加到被匹配的颜色一 被匹配的颜色一方。假设将红原色 加到被匹配的颜色一 方，则其颜色方程可表示为： 则其颜色方程可表示为：
式中[C]为某一特定的混合色，即被匹配的颜色； 、 、 式中 为某一特定的混合色，即被匹配的颜色；[R]、[G]、[B] 为某一特定的混合色 为红、 蓝的单位三原色； 、 、 为混合色中所含红 为混合色中所含红、 为红、绿、蓝的单位三原色；R、G、B为混合色中所含红、绿、 三刺激值。 蓝三原色的量值，称为色的三刺激值 蓝三原色的量值，称为色的三刺激值。
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2、彩度（又称饱和度） 彩度（又称饱和度） 彩度是指颜色的深浅程度。 彩度是指颜色的深浅程度。 某种颜色的彩度高，则表示这种颜色深；反之，则颜色浅。 某种颜色的彩度高，则表示这种颜色深；反之，则颜色浅。实 际上，彩度是色调的表现程度，它可以反映光线波长范围的大小。 际上，彩度是色调的表现程度，它可以反映光线波长范围的大小。 波长范围越窄明颜色越纯、彩度越高。 波长范围越窄明颜色越纯、彩度越高。
HV/C
表示色调， 表示明度， 表示彩度。 其中H表示色调，V表示明度，C表示彩度。 黑白系列的表达式为： 黑白系列的表达式为：
NV
表示中性色， 为明度。 其中N表示中性色，V为明度。
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例如： 例如：
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1、某颜色样品的孟塞尔表示式为5YR8/4，则表示该颜色的 、某颜色样品的孟塞尔表示式为 ， 色调是黄红色H=5YR，明度 色调是黄红色 ，明度V=8，彩度 ，彩度C=4。 。 2、N5即表示明度为 的中灰色。 、 即表示明度为 的中灰色。 即表示明度为5的中灰色
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3、明度 指颜色的明暗程度。 指颜色的明暗程度。
物体表面色的明度主要取决于物体表面的反射比。 物体表面色的明度主要取决于物体表面的反射比。 若物体表面为彩色，反射比越高则颜色越明亮， ★若物体表面为彩色，反射比越高则颜色越明亮，反射比越低 则颜色发暗，反射比中等则颜色发灰。 则颜色发暗，反射比中等则颜色发灰。
由右图可见: 由右图可见 红色+绿色 绿色=黄色 红色 绿色 黄色 红色+蓝色 紫色(品红 蓝色=紫色 品红) 红色 蓝色 紫色 品红 绿色+蓝色=青色 蓝 青 红色+绿色+蓝色=白色 绿 蓝 白
相加混色图
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黄色、青色、品红都是由两种原色相混合而成， 黄色、青色、品红都是由两种原色相混合而成，所以它们又 相加二次色。另外： 称相加二次色。另外： 红色+青色 青色=白色 红色 青色 白色 绿色+品红 品红=白色 绿色 品红 白色 蓝色+黄色 黄色=白色 蓝色 黄色 白色 所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色 补色。 所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。