关与的色度学基础优秀课件.ppt

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1、关与的色度学基础关与的色度学基础第1页，本讲稿共28页概概 述述 n n色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样技术的学科。颜色感觉与听觉、嗅觉、味觉等一样都是外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。都是外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。都是外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。都是外界刺激使人的感觉器官产生的感觉。n n色度学是研究颜色度

2、量和评价方法的学科，是以光色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是以光色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是以光色度学是研究颜色度量和评价方法的学科，是以光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。的综合性科学。的综合性科学。的综合性科学。n n现代色度学，是一门实验性非常强的学科。现代色度学，是一门实验性非常强的学科。现代色度学，是一门实验性非常强的学科。现代色度学，是一门实验性非常强的学科。第2页，本讲稿共28页内内 容容n n一、色度学的基

3、本概念一、色度学的基本概念n n二、色度学的计算二、色度学的计算第3页，本讲稿共28页1、归一化光谱功率分布函数、归一化光谱功率分布函数S()n n归一化光谱功率分布：辐射功率与波长的归一化光谱功率分布：辐射功率与波长的函数关系。函数关系。n n作图：横坐标波长（关心可见光范围），作图：横坐标波长（关心可见光范围），纵坐标归一化辐射功率。纵坐标归一化辐射功率。n n横坐标单位横坐标单位nm，纵坐标归一化没有单位，纵坐标归一化没有单位，但对应着但对应着W，因为称为光谱功率分布函数。，因为称为光谱功率分布函数。第4页，本讲稿共28页1、归一化光谱功率分布函数、归一化光谱功率分布函数S()第5页，本

4、讲稿共28页1、归一化光谱功率分布函数、归一化光谱功率分布函数S()n n光谱宽度：光谱宽度：n n光谱半波宽光谱半波宽光谱半波宽光谱半波宽 定义：相对光谱能量分布曲线上，定义：相对光谱能量分布曲线上，定义：相对光谱能量分布曲线上，定义：相对光谱能量分布曲线上，两个半极大值强度处对应的波长差。两个半极大值强度处对应的波长差。两个半极大值强度处对应的波长差。两个半极大值强度处对应的波长差。n nLEDLED的发光光谱的半宽度：一般为的发光光谱的半宽度：一般为的发光光谱的半宽度：一般为的发光光谱的半宽度：一般为3030100nm100nm。n n物理意义：光谱宽度窄意味着单色性好，光谱物理意义：光

5、谱宽度窄意味着单色性好，光谱物理意义：光谱宽度窄意味着单色性好，光谱物理意义：光谱宽度窄意味着单色性好，光谱纯度高，发光颜色鲜明纯度高，发光颜色鲜明纯度高，发光颜色鲜明纯度高，发光颜色鲜明 。n n峰值波长峰值波长 p：最大值处对应的波长。：最大值处对应的波长。n n注：光谱功率的图形有分立、不规则等图。注：光谱功率的图形有分立、不规则等图。第6页，本讲稿共28页2、CIE标准照明体标准照明体n nCIE国际照明委员会（国际照明委员会（International Commission on Illumination）n nCIE规定的一个特定的相对光谱功率分布。规定的一个特定的相对光谱功率分布

6、。n n功率分布数据表功率分布数据表n n标准照明体：标准照明体：A、C、D65、D55、D75第7页，本讲稿共28页3、CIE1931XYZ色品图色品图CIE1931CIE1931XYZXYZ色品图，视场半角色品图，视场半角色品图，视场半角色品图，视场半角小于小于小于小于2 2度。度。度。度。第8页，本讲稿共28页3、CIE1931XYZ色品图色品图n n图中的横坐标图中的横坐标图中的横坐标图中的横坐标x x，纵坐标，纵坐标，纵坐标，纵坐标y y，隐含，隐含，隐含，隐含z=1-x-yz=1-x-y，称，称，称，称x x，y y，z z为为为为色品坐标色品坐标色品坐标色品坐标。n n色品图上的

7、一点代表一种颜色。色品图上的一点代表一种颜色。色品图上的一点代表一种颜色。色品图上的一点代表一种颜色。n n色品坐标由三刺激值色品坐标由三刺激值色品坐标由三刺激值色品坐标由三刺激值X X，Y Y，Z Z归一化得到。归一化得到。归一化得到。归一化得到。n n三刺激值：匹配（合成）某种颜色所需的三原色的量，称三刺激值：匹配（合成）某种颜色所需的三原色的量，称三刺激值：匹配（合成）某种颜色所需的三原色的量，称三刺激值：匹配（合成）某种颜色所需的三原色的量，称为为为为颜色的三刺激值颜色的三刺激值颜色的三刺激值颜色的三刺激值。更准确定义为在三色系统中，与待测色。更准确定义为在三色系统中，与待测色。更准确

8、定义为在三色系统中，与待测色。更准确定义为在三色系统中，与待测色刺激达到匹配所需的三种参照色刺激量（其中有刺激达到匹配所需的三种参照色刺激量（其中有刺激达到匹配所需的三种参照色刺激量（其中有刺激达到匹配所需的三种参照色刺激量（其中有RGBRGB系统过系统过系统过系统过渡到渡到渡到渡到XYZXYZ系统而得到）系统而得到）系统而得到）系统而得到）第9页，本讲稿共28页3、CIE1931XYZ色品图色品图n n马蹄形的马蹄形的“弧线弧线”部分是部分是光谱的色品坐标光谱的色品坐标，而直线部分不是光谱的色品坐标，而是由而直线部分不是光谱的色品坐标，而是由合色而成。合色而成。n n色品图中的两点合成的颜色

9、一定在连线上。色品图中的两点合成的颜色一定在连线上。n n色品图中的三点合成的颜色一定在三角形色品图中的三点合成的颜色一定在三角形围成的区域内，色三角。围成的区域内，色三角。n n色品图中的颜色有一部分是实际不存在的色品图中的颜色有一部分是实际不存在的颜色，即与实际颜色不是一一对应。颜色，即与实际颜色不是一一对应。第10页，本讲稿共28页3、CIE1931XYZ色品图色品图三原色三原色三原色三原色n n在颜色匹配（合成）实验中，为匹配得到某一种颜色，在颜色匹配（合成）实验中，为匹配得到某一种颜色，在颜色匹配（合成）实验中，为匹配得到某一种颜色，在颜色匹配（合成）实验中，为匹配得到某一种颜色，一

10、般需要三种颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜一般需要三种颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜一般需要三种颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜一般需要三种颜色就可以达到匹配目的。通常称在颜色匹配实验中选取的三种颜色为三原色。色匹配实验中选取的三种颜色为三原色。色匹配实验中选取的三种颜色为三原色。色匹配实验中选取的三种颜色为三原色。n n三原色可以任意选定；三原色可以任意选定；三原色可以任意选定；三原色可以任意选定；n n但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原但是三原色中任何一种原色不能由另外两种原色相加混合得到；色相加

11、混合得到；色相加混合得到；色相加混合得到；n n最常用的是红（最常用的是红（最常用的是红（最常用的是红（RedRed）、绿（）、绿（）、绿（）、绿（GreenGreen）、蓝）、蓝）、蓝）、蓝（BlueBlue）三原色。）三原色。）三原色。）三原色。第11页，本讲稿共28页4、色品坐标计算、色品坐标计算1 1 色品坐标计算色品坐标计算色品坐标计算色品坐标计算n n已知某颜色的刺激函数已知某颜色的刺激函数已知某颜色的刺激函数已知某颜色的刺激函数 ，要计算颜色的色品坐标，必，要计算颜色的色品坐标，必，要计算颜色的色品坐标，必，要计算颜色的色品坐标，必须先求得须先求得须先求得须先求得颜色的三刺激值颜

12、色的三刺激值颜色的三刺激值颜色的三刺激值。计算公式为：。计算公式为：。计算公式为：。计算公式为：k叫做叫做归一化系数归一化系数，它，它是将照明物体（或光源）是将照明物体（或光源）的的Y值归一化为值归一化为100时时得出的得出的为波长为波长的的光谱三光谱三刺激值刺激值自发光物体色：自发光物体色：透射物体色：透射物体色：反射物体色：反射物体色：第12页，本讲稿共28页4、色品坐标计算、色品坐标计算n n计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度坐计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度坐计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度坐计算出物体的颜色三刺激值后，由下式计算色品度坐标，即归一化的

13、颜色三刺激值。标，即归一化的颜色三刺激值。标，即归一化的颜色三刺激值。标，即归一化的颜色三刺激值。第13页，本讲稿共28页5、两种颜色合成、两种颜色合成颜色相加计算颜色相加计算颜色相加计算颜色相加计算n n已知两种颜色各自的色品度坐标计算已知两种颜色各自的色品度坐标计算已知两种颜色各自的色品度坐标计算已知两种颜色各自的色品度坐标计算x x1 1、y y1 1、亮度、亮度、亮度、亮度Y Y1 1，x x2 2、y y2 2、亮度、亮度、亮度、亮度Y Y2 2。n n方法：混合色的三刺激值为各个混合色的三刺激值的和；可方法：混合色的三刺激值为各个混合色的三刺激值的和；可方法：混合色的三刺激值为各个

14、混合色的三刺激值的和；可方法：混合色的三刺激值为各个混合色的三刺激值的和；可以推广到更多种颜色相加混合。以推广到更多种颜色相加混合。以推广到更多种颜色相加混合。以推广到更多种颜色相加混合。第14页，本讲稿共28页5、两种颜色合成、两种颜色合成n n计算步骤：计算步骤：计算步骤：计算步骤：可得可得可得可得于是于是于是于是混合色的色品坐标和亮度为混合色的色品坐标和亮度为混合色的色品坐标和亮度为混合色的色品坐标和亮度为 第15页，本讲稿共28页5、两种颜色合成、两种颜色合成推广推广计算三种颜色的合成计算三种颜色的合成已知：三种颜色的色品坐标及亮度。已知：三种颜色的色品坐标及亮度。求：合成颜色的色品坐

15、标及亮度。求：合成颜色的色品坐标及亮度。第16页，本讲稿共28页6、主波长计算、主波长计算第18页，本讲稿共28页7、色域、色域第19页，本讲稿共28页7、色域、色域第20页，本讲稿共28页8、色温、色温黑体辐射出射度黑体辐射出射度黑体辐射出射度黑体辐射出射度第21页，本讲稿共28页8、色温、色温n n色温：光源的光辐射所呈现的颜色与在某色温：光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（的温度（T）为光源的）为光源的色温色温。第22页，本讲稿共28页9、显色指数、显色指数n n显色指数显色指数CRI（Color Renderin

16、g Index）：）：光源显色性的度量，以被测光源下的物体光源显色性的度量，以被测光源下的物体颜色和参考光源下的物体颜色的相复合程颜色和参考光源下的物体颜色的相复合程度来表示。度来表示。n n商场购买衣服，拿出商场在太阳下看的颜商场购买衣服，拿出商场在太阳下看的颜色没有在商场里面的颜色好，我们会解释色没有在商场里面的颜色好，我们会解释灯光效果。灯光效果。第23页，本讲稿共28页10、三原色配白光比例计算、三原色配白光比例计算n n问题：已知红、绿、蓝问题：已知红、绿、蓝LED的色品坐标，的色品坐标，求，混合成白光所需要三色求，混合成白光所需要三色LED的光亮度的光亮度比例。比例。n n说明：说

17、明：n n红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝LEDLED的色品坐标可以由给定的归一的色品坐标可以由给定的归一的色品坐标可以由给定的归一的色品坐标可以由给定的归一化光谱功率函数求出，这里按已知。化光谱功率函数求出，这里按已知。化光谱功率函数求出，这里按已知。化光谱功率函数求出，这里按已知。n n混合后的白光的色品坐标为混合后的白光的色品坐标为混合后的白光的色品坐标为混合后的白光的色品坐标为D65D65（0.31270.3127，0.32910.3291）第24页，本讲稿共28页10、三原色配白光比例计算、三原色配白光比例计算第25页，本讲稿共28页10、三原色配白光比例计算、三原色配白光比

18、例计算第26页，本讲稿共28页10、三原色配白光比例计算、三原色配白光比例计算第27页，本讲稿共28页10、三原色配白光比例计算、三原色配白光比例计算n n红光红光LED的色品坐标（的色品坐标（0.683，0.317，0）n n绿光绿光LED的色品坐标（的色品坐标（0.126，0.773，0.101）n n蓝光蓝光LED的色品坐标（的色品坐标（0.148，0.055，0.797）n n混合后的白光混合后的白光D65的色品坐标（的色品坐标（0.3127，0.3291，0.3582）n n现在要计算红绿蓝合成现在要计算红绿蓝合成D65的亮度比例的亮度比例=？也就是光通量比例，但若是光功率的比例也就是光通量比例，但若是光功率的比例则要用辐射度和光度学换算。则要用辐射度和光度学换算。第28页，本讲稿共28页