电视原理习题答案第一章[1]

第

视觉特性与三基色原理

要点分析

1.1 波长分别为400nm,550nm ，590nm ，670nm 及700nm 的五种单色光，每种光通量均为100lm ，计算合成光的光通量及辐射功率。

解：合成光的光通量为五种单色光光通量的和，即

Φ=5⨯100lm=500lm

查表得： V(400)=0.004 V(550)=0.995 V(590)=0.757 V(670)=0.032 V(700)=0.0041

由 ⎰Φ=Φ780

380)()(λλλd V K e V 可得

Φe (400)=100/（683⨯0.004）=366(W) Φe (550)=100/（683⨯0.995）=0.147(W) Φe (590)=100/（683⨯0.757）=0.193(W) Φe (670)=100/（683⨯0.032）=4.575(W) Φe (700)=100/（683⨯0.0041）=35.710(W)

因此：Φe =Φe (400)+ Φe (550)+ Φe (590)+ Φe (670)+ Φe (700) =406.6w

合成光的辐射功率为406.6瓦。

1.2 光通量相同的光源，其辐射功率波谱是否相同？在同一照明环境中亮度感觉与色度感觉是否相

同？在不同的照明环境中又如何？为什么？

答：由于光通量是按人眼光感觉来度量的辐射功率，它与光谱光视效率V(λ)有关。对各单色光来说，当其辐射功率相同时，λ=555nm 的单色光所产生的光通量最大。在其它波长时，由于光谱光效率V(λ)下降，相同辐射功率所产生的光通量均随之下降，因此，光通量相同的各种单色光源，其辐射功率波谱并不相同。

对复合光来说，如果光源的辐射功率波谱为Φe (λ)，则总的光通量应为各波长成分的光通量之总和，即⎰

Φ=Φ780

380

)()(λλλd V K

e V ，因此，光通量相同的各种光源，其辐射功率波谱并不一定相同。

由此可知，光通量相同的光源，由于其辐射功率波谱并不一定相同，因此在同一照明环境中亮度感觉虽然相同的，但色度感觉并不一定相同。在不同的照明环境中，由于眼睛的适应性，亮度感觉与色度感觉均不一定相同。

1.3 如水平方向上可分辨出100根红绿竖线，试问对于黑白，黑红，绿蓝各组竖线的分辨数是多少？

答：根据书中表1－2 所列人眼对彩色细节的分辨力的数据：

水平方向上可分辨出100根红绿竖线时，人眼能分辨的黑白竖线为：100∕40%=250，黑红竖线为：，

250∙90%=225，绿蓝竖线为250∙19%=47.5

1.4 彩色显象管荧光屏为20英寸（50.8cm ），幅型比为4/3。荧光点呈三角形排列，荧光点直径d 0为0.4mm 。若把两个荧光点外圆之间的距离d 作为最小分辨距离，并在距离荧光屏2m 的地方看电视。试计算在荧光屏上最少要有多少个荧光点才能实现空间混色？（取θ=1’）

解： 由于显象管荧光屏幅型比为4/3，因而荧光屏水平和垂直方向尺寸为：

X=51/5⨯4=40.8cm Y=51/5

荧光点分布如图所示，图中

d 可按式 D

d

D d 3438603.57=⨯⨯=

θ 计算 得d=0.58mm

水平方向每个荧光点的占据的有效范围为：d 0+d=0.98mm 因而水平方向的荧光点数m 为：m=40.8⨯10/0.98=417.5

垂直方向每个荧光点的占据的有效范围按图中的关系为d 0/2加上ab 的长度， 即为：( d 0+d)cos300 =0.85mm

因而垂直方向的荧光点数n 为：n=30.6⨯10/0.85=360

荧光屏上的最少荧光点为：

m ⨯n=15⨯104 即为15万个。

注意：此数据仅是在本题所列条件下实现空间混色所需的最小荧光点数，而不是普通清

晰度电视的像素数。

1.5 描述彩色光的三个基本参量是什么？各是什么含义？

答：描述彩色光采用的三个基本参量为：亮度、色调和饱和度。这三个量在视觉中组成一个统一的总效果，并严格地描述了彩色光。亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。色调反映了颜色的类别。饱和度是指彩色光所呈现彩色的深浅程度。色调与饱和度又合称为色度，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。

1.6 如果有黄，品，青三组滤色片和三台白光源投影仪，画出简单示意图，说明如何用他们完成相减混色和相加混色实验？相减混色与相加混色的区别是什么？

答：由于黄，品，青三组滤色片的功能是分别允许通过的色光为：红和绿、红和蓝、

绿和蓝。如果依次把2种滤色片叠加放置于白光源投影仪的透光圆孔处，如：红和绿叠加、红和蓝叠加、绿和蓝叠加，则可在其投影的白色屏幕上看到红、绿、蓝三种光像，既实现了相减混色。如果把红和绿叠加、红和蓝叠加、绿和蓝叠加的滤色片分别放置在三台白光源投影仪前的透光圆孔处，则三台投影仪投影到白色屏幕上的光像分别为：红、绿、蓝。移动光像在屏幕上的位置，使其分别叠加则可实现相加混色实验。由此可见，相加混色法是将三种基色光按不同比例相加而获得不同的彩色光，相减混色获得不同的

基色光是黄、品、青。简单的示意图如下。

分别用黄和品叠加黄和青叠加品和青叠加

黄和品叠加黄和青叠加青和品叠加

红绿

蓝

青

黄白

品

红绿蓝

相加混色

相减混色

1.7 彩色电视屏幕上出现如图所示的彩色图像，试分别画出三个基色光栅的红，绿，蓝光像。

解：根据三基色原理，画出三个基色光栅的红，绿，蓝光像如下：

1.8 对于不透明体，透明物体和发光光源，人的眼睛是如何感觉他们的颜色的？

答：不透明物体的色调决定于物体在光照射下所反射的光谱成分。不同波长的反射光

使物体呈现不同的色调。例如，某物体在日光下呈现绿色，这就是说该物体受白光照射后，只将绿色光分量反射出来，并被人眼所感觉，而其余成分都被物体吸收了。

对于透光物体（例如玻璃），其色调由透射光的波长所决定。例如红玻璃被白光照射后，吸收了白光中大部分光谱成分，而只透射过红光分量，于是人眼感觉到这块玻璃是红色的。

发光光源的颜色取决于光源的光谱功率分布。应当指出，不同波长的单色光会引起不同的彩色感觉，但相同的彩色感觉却可以来源于不同的光谱成分组合。根据三基色原理，由适当比例的红光和绿光混合，可以产生与黄单色光相同的彩色视觉效果等。