工程光学第五章光度学和色度学基础讲稿.pptx
《工程光学第五章光度学和色度学基础讲稿.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程光学第五章光度学和色度学基础讲稿.pptx(71页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、工程光学第五章光度学和色度学基础第一页,讲稿共七十一页哦u辐射量和光学量及其单位辐射量和光学量及其单位u光传播过程中光学量的变化规律光传播过程中光学量的变化规律u成像系统像面的光照度成像系统像面的光照度u颜色的分类及其表现特征颜色的分类及其表现特征u颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律u颜色匹配颜色匹配u色度学中的几个概念色度学中的几个概念u颜色相加原理及光源色和物体色的三刺激值颜色相加原理及光源色和物体色的三刺激值uCIE标准色度学系统标准色度学系统u均匀颜色空间及色差公式均匀颜色空间及色差公式第二页,讲稿共七十一页哦第一节第一节 辐射量和光学量及其单位辐射量和光学量
2、及其单位辐射量辐射量:纯粹的物理量;:纯粹的物理量;光学量光学量:视觉感受来度量可见光。:视觉感受来度量可见光。一一.辐射量辐射量1.辐射能辐射能:反射、传输、接收的能量,单位焦耳。反射、传输、接收的能量,单位焦耳。()2.辐通量:辐通量:单位时间内的辐射能,单位瓦特。单位时间内的辐射能,单位瓦特。3.辐出度:辐出度:辐射源单位发射面积发出的辐通量。辐射源单位发射面积发出的辐通量。第三页,讲稿共七十一页哦4.辐照度:辐照度:辐射照射面单位受照面积上接收的辐通量。辐射照射面单位受照面积上接收的辐通量。5.辐强度:辐强度:点辐射源在单位立体角发出的辐通量。点辐射源在单位立体角发出的辐通量。6.幅亮
3、度:幅亮度:发光源的元面积在发光源的元面积在 方向的辐量度为该方向的辐量度为该辐射面在垂直于该方向的平面上的单位投影面积辐射面在垂直于该方向的平面上的单位投影面积在单位在单位 立体角内发出的辐通量。立体角内发出的辐通量。第四页,讲稿共七十一页哦第五页,讲稿共七十一页哦二二.光学量光学量与辐射量相对应,有以下的光学量(下标与辐射量相对应,有以下的光学量(下标V)1.光通量,光通量,单位单位流明流明;对人眼刺激程度,(辐通量);对人眼刺激程度,(辐通量)2.光出射度光出射度;(辐出度);(辐出度)3.光照度光照度;(辐照度);(辐照度)4.发光强度发光强度;(辐强度);(辐强度)5.光亮度光亮度。
4、(辐亮度)。(辐亮度)发光强度的单位为发光强度的单位为坎德拉,坎德拉,是国际单位制七个是国际单位制七个基本量之一,规定为:基本量之一,规定为:一个光源发出频率为一个光源发出频率为540*1012Hz的单色光,在一定方向的辐射强度的单色光,在一定方向的辐射强度为:为:1/683W/sr,则该方向上的发光强度为则该方向上的发光强度为1坎。坎。第六页,讲稿共七十一页哦二二.光学量光学量发光强度为发光强度为1坎的匀强点光源,在单位立体角内坎的匀强点光源,在单位立体角内发出的光通量为发出的光通量为1流明(流明(lm)。)。三三.光学量和辐射量间的关系光学量和辐射量间的关系1.光谱光效率函数光谱光效率函数
5、光学量和辐射量间的关系取决于人眼的视觉特性。光学量和辐射量间的关系取决于人眼的视觉特性。人眼对不同波长光响应的灵敏度是波长的函数人眼对不同波长光响应的灵敏度是波长的函数:明视觉光谱光效率函数;明视觉光谱光效率函数;暗视觉光谱光效率函数。暗视觉光谱光效率函数。第七页,讲稿共七十一页哦2.光学量和辐射量光学量和辐射量间的关系间的关系在很小的波长范围内:在很小的波长范围内:第八页,讲稿共七十一页哦在整个可见光谱范围内:在整个可见光谱范围内:第九页,讲稿共七十一页哦第二节第二节 光传播过程中光学量的变化规律光传播过程中光学量的变化规律一一.点光源在与之距离为点光源在与之距离为r处的表面形成的照度处的表
6、面形成的照度第十页,讲稿共七十一页哦点光源在被照表面形成的照度与被照面到点光源在被照表面形成的照度与被照面到光源距离的平方成反比光源距离的平方成反比照度平方反比定律。照度平方反比定律。二二.面光源在与之距离为面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度处的表面上形成的照度第十一页,讲稿共七十一页哦三三.单一介质元光管内光亮度的传递单一介质元光管内光亮度的传递第十二页,讲稿共七十一页哦两个面积很小的截面构成的直纹曲面包围的空间两个面积很小的截面构成的直纹曲面包围的空间就是一个就是一个元光管元光管。光在元光管传播,无光能损失。光在元光管传播,无光能损失。所以,光在元光管内传播,各截面上的光亮度相同所以
7、,光在元光管内传播,各截面上的光亮度相同第十三页,讲稿共七十一页哦四四.光束经截面反射和折射后的亮度光束经截面反射和折射后的亮度第十四页,讲稿共七十一页哦根据反射定律可得:根据反射定律可得:反射光束的亮度等于反射光束的亮度等于入射光束亮度与界面入射光束亮度与界面反射比之积。反射比之积。第十五页,讲稿共七十一页哦根据上图可得:根据上图可得:根据折射定律可得:根据折射定律可得:所以:所以:第十六页,讲稿共七十一页哦光束经理想折射,光亮度也会产生变化。光束经理想折射,光亮度也会产生变化。折射光束的亮度与界面的反射比和界面两边介质折射光束的亮度与界面的反射比和界面两边介质的折射率有关。的折射率有关。如
8、果界面反射损失可以忽略,则:如果界面反射损失可以忽略,则:第十七页,讲稿共七十一页哦五五.余弦辐射体余弦辐射体发光强度空间分布可用发光强度空间分布可用下式表示的发光表面:下式表示的发光表面:余弦辐射体在各方向的余弦辐射体在各方向的光亮度相同:光亮度相同:第十八页,讲稿共七十一页哦余弦辐射体可能是发光面,也可能是投射或反射体余弦辐射体可能是发光面,也可能是投射或反射体乳白玻璃乳白玻璃漫反射面漫反射面第十九页,讲稿共七十一页哦余弦辐射体向平面孔径角为余弦辐射体向平面孔径角为U的立体角范围内的立体角范围内发出的光通量:发出的光通量:余弦辐射体的光出射度为余弦辐射体的光出射度为:第二十页,讲稿共七十一
9、页哦第三节第三节 成像系统像面的光照度成像系统像面的光照度一一.轴上像点的光照度轴上像点的光照度第二十一页,讲稿共七十一页哦轴上像点的照度与孔径角轴上像点的照度与孔径角正弦的平方成正比,与线正弦的平方成正比,与线放大率的平方成反比放大率的平方成反比。第二十二页,讲稿共七十一页哦二二.轴外像点的光照度轴外像点的光照度第二十三页,讲稿共七十一页哦轴外像点的光照度随视场角的增大而降低。轴外像点的光照度随视场角的增大而降低。第二十四页,讲稿共七十一页哦三三.光通过光学系统时的能量损失光通过光学系统时的能量损失透明介质折射界面的光反射、介质对光的吸收、透明介质折射界面的光反射、介质对光的吸收、反射面对光
10、的透射和吸收都会造成光能损失。反射面对光的透射和吸收都会造成光能损失。1.光在两透明介质界面上的反射损失光在两透明介质界面上的反射损失第二十五页,讲稿共七十一页哦1.光在两透明介质界面上的反射损失光在两透明介质界面上的反射损失这种情况下,反射比只与两边介质的折射率有关。反射光造成光能损失,在像面上形成杂散光,反射光造成光能损失,在像面上形成杂散光,降低了像的降低了像的对比度对比度。降低反射损失的方法是在玻璃元件的表面镀降低反射损失的方法是在玻璃元件的表面镀增透膜增透膜。第二十六页,讲稿共七十一页哦2.介质吸收造成的光能损失介质吸收造成的光能损失光通过厚度为光通过厚度为l的介质后的光通量为:的介
11、质后的光通量为:光束通过多元件系统后的光通量:光束通过多元件系统后的光通量:第二十七页,讲稿共七十一页哦3.反射面的光能损失反射面的光能损失4.光学系统的总透射比光学系统的总透射比第二十八页,讲稿共七十一页哦第四节第四节 颜色的分类及其表现特征颜色的分类及其表现特征一一.颜色及其分类颜色及其分类颜色是一种和物理、生理以及心理学有关的颜色是一种和物理、生理以及心理学有关的复杂现象,是不同波长可见光辐射作用于人复杂现象,是不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官所产生的心理感受。的视觉器官所产生的心理感受。彩色和非彩色彩色和非彩色光源色、物体色、荧光色光源色、物体色、荧光色第二十九页,讲稿共七十一页哦
12、第四节第四节 颜色的分类及其表现特征颜色的分类及其表现特征二二.颜色的表观特征颜色的表观特征明度、色调和饱和度。明度、色调和饱和度。明度:明度:明亮程度,与光亮度等有关;明亮程度,与光亮度等有关;色调:色调:何种颜色;何种颜色;饱和度:饱和度:颜色的浓淡程度。颜色的浓淡程度。非彩色没有色调的区分,饱和度等于零,非彩色没有色调的区分,饱和度等于零,只有明度的差别。只有明度的差别。第三十页,讲稿共七十一页哦第五节第五节 颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律色光混合(加混色)色光混合(加混色)色料混合(减混色)色料混合(减混色)格拉斯曼颜色混合定律(色光混合):格拉斯曼颜色混
13、合定律(色光混合):(1)人的视觉只能分辨颜色的三种表观特征变化;)人的视觉只能分辨颜色的三种表观特征变化;(2)两种颜色混合,如果一种颜色成分连续变化,)两种颜色混合,如果一种颜色成分连续变化,混合色的外貌也连续变化。混合色的外貌也连续变化。互补色(互补色(混合产生白色或灰色,混合色的色调决定于混合产生白色或灰色,混合色的色调决定于两颜色的比例两颜色的比例)(3)颜色外貌相同的光,在颜色混合中是等效的。)颜色外貌相同的光,在颜色混合中是等效的。(4)混合色的亮度等于各色光亮度之和。)混合色的亮度等于各色光亮度之和。第三十一页,讲稿共七十一页哦第六节第六节 颜色匹配颜色匹配一一.颜色匹配和颜色
14、匹配实验颜色匹配和颜色匹配实验通过改变参加混色的各颜色的量,使混合色与通过改变参加混色的各颜色的量,使混合色与指定颜色达到视觉上相同的过程指定颜色达到视觉上相同的过程-颜色匹配颜色匹配1.颜色转盘法颜色转盘法简单易行简单易行难以定量实验难以定量实验第三十二页,讲稿共七十一页哦a)b)2.色光混合匹配实验色光混合匹配实验第三十三页,讲稿共七十一页哦二二.颜色方程式颜色方程式R量的红颜色(量的红颜色(R)、)、G量的绿颜色(量的绿颜色(G)和)和B量的蓝颜色(量的蓝颜色(B)混合,正好和颜色()混合,正好和颜色(C)相匹配。相匹配。颜色的量可能为负值。颜色的量可能为负值。第三十四页,讲稿共七十一页
15、哦第七节第七节 色度学中的几个概念色度学中的几个概念二二.三原色三原色能够引起颜色知觉的可见辐射的辐射量能够引起颜色知觉的可见辐射的辐射量-颜色刺激颜色刺激颜色刺激函数颜色刺激函数(纯物理量):(纯物理量):一一.颜色刺激颜色刺激通常选用通常选用红红、绿绿、蓝蓝作为三原色。作为三原色。(1)几乎可以匹配所有的颜色;)几乎可以匹配所有的颜色;(2)人眼视网膜上的锥细胞对这三种颜色敏感。)人眼视网膜上的锥细胞对这三种颜色敏感。第三十五页,讲稿共七十一页哦第七节第七节 色度学中的几个概念色度学中的几个概念三三.三刺激值三刺激值刺激值:刺激值:匹配某种颜色时所需的三原色的量。匹配某种颜色时所需的三原色
16、的量。颜色方程中的颜色方程中的R、G、B就是三刺激值。就是三刺激值。三刺激值是用色度学单位来度量的三刺激值是用色度学单位来度量的,规定匹配,规定匹配特定的标准白光的三刺激值相等,均为特定的标准白光的三刺激值相等,均为1个单位。个单位。四四.光谱三刺激值和颜色匹配函数光谱三刺激值和颜色匹配函数光谱三刺激值:光谱三刺激值:匹配等能光谱色所需的三原色的量;匹配等能光谱色所需的三原色的量;是波长的函数,又称是波长的函数,又称颜色匹配函数。颜色匹配函数。等能光谱是指各波长辐射能量相等等能光谱是指各波长辐射能量相等,保证可比较,保证可比较和有意义。和有意义。第三十六页,讲稿共七十一页哦五五.色品坐标和色品
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 光学 第五 光度学 色度学 基础 讲稿
限制150内