色度学基础幻灯片.ppt

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1、色度学基础色度学基础第1页，共60页，编辑于2022年，星期二青海湖青海湖第2页，共60页，编辑于2022年，星期二水乡周庄水乡周庄第3页，共60页，编辑于2022年，星期二色度学是研究色度学是研究人人的颜色视觉规律、的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学颜色测量理论与技术的科学 第4页，共60页，编辑于2022年，星期二一一.光的种类光的种类仅从颜色，频率成分和发光方式三方面将其分类。仅从颜色，频率成分和发光方式三方面将其分类。1.按颜色可分为按颜色可分为彩色光彩色光和和非彩色光非彩色光2.按频率成分可分为按频率成分可分为单色光单色光和和复合光复合光。单色光单色光非单色光即复合光。非单色光

2、即复合光。指具有一波长的色光或者所占波谱宽度小于指具有一波长的色光或者所占波谱宽度小于5nm的色光；的色光；3.按频率和颜色综合考虑可分为按频率和颜色综合考虑可分为谱色光和非谱色光谱色光和非谱色光主要主要是指波长从是指波长从780nm到到380nm，而颜色按红、，而颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的各种单色光；橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的各种单色光；谱色光谱色光复合光复合光第5页，共60页，编辑于2022年，星期二把两个或者两个以上的单色光混合所得，但又不能作为谱把两个或者两个以上的单色光混合所得，但又不能作为谱色出现在光谱上的色光。色出现在光谱上的色光。非谱色光非谱色光白光是非谱

3、色光。白光是非谱色光。光的频率和谱色光关系：光的频率和谱色光关系：单色光一定是谱色光，单色光一定是谱色光，非谱色光一定是复合光，非谱色光一定是复合光，而复合光也可能是谱色光而复合光也可能是谱色光例例：红红单色光和单色光和绿绿单色光合成单色光合成的复合光为的复合光为黄色黄色，它属于，它属于谱色光。谱色光。4.按发光方式可分为按发光方式可分为直射光，反射光和透射光。直射光，反射光和透射光。发光体发光体(光源光源)直接发出的光称为直射光；直接发出的光称为直射光；第6页，共60页，编辑于2022年，星期二能够进行反射所形成的光称为反射光；能够进行反射所形成的光称为反射光；能进行透射所形成的光称为透射光

4、。能进行透射所形成的光称为透射光。说明说明当然直射光，反射光和透射光分别会改变各自的光能，波谱。当然直射光，反射光和透射光分别会改变各自的光能，波谱。二二.光的颜色光的颜色无论是什么光，它的颜色都是取决于无论是什么光，它的颜色都是取决于客观客观与与主观主观两方面的因素。两方面的因素。1.客观因素是它的功率波谱分布。客观因素是它的功率波谱分布。2.主观因素是人眼有视觉特性。主观因素是人眼有视觉特性。色盲色盲例例：第7页，共60页，编辑于2022年，星期二概述概述色度学与物理光学等学科的基础不同。色度学与物理光学等学科的基础不同。物理光学可以认为是客观的科学物理光学可以认为是客观的科学,是与人类无

5、关的。是与人类无关的。色度学却是一种主观的科学色度学却是一种主观的科学,它以人类的平均感觉为基础它以人类的平均感觉为基础,因此它属于人类工程学范畴。因此它属于人类工程学范畴。色度学是和人种无关的。色度学是和人种无关的。人们大约可分辨出一百多种颜色人们大约可分辨出一百多种颜色。这种这种单单波长的色光非常鲜艳波长的色光非常鲜艳,人们称为人们称为纯纯色。色。实际看到的色光大多数是由许多种波长的光组成的。实际看到的色光大多数是由许多种波长的光组成的。例如太阳光就是从红光到蓝光的连续光谱组成的。例如太阳光就是从红光到蓝光的连续光谱组成的。色度学是一种主观的科学色度学是一种主观的科学,属于人类工程学范畴。

6、属于人类工程学范畴。与人种无关的。与人种无关的。结论结论第8页，共60页，编辑于2022年，星期二一一.颜色的辨认颜色的辨认光色光色波长波长(nm)频率频率(Hz)中心波长中心波长(nm)红红760622 660橙橙622597 610黄黄597577570 绿绿577492 540青青492470 480 兰兰470455460 紫紫455400 430 可见光七彩颜色的波长和频率范围可见光七彩颜色的波长和频率范围思考思考 光的波长和颜色是一一对应的吗？光的波长和颜色是一一对应的吗？颜色视觉颜色视觉第9页，共60页，编辑于2022年，星期二颜色和波长的关系并不确定的。颜色和波长的关系并不确定

7、的。只有三点是不变的颜色：只有三点是不变的颜色：(黄黄572nm)(绿绿503nm)(蓝蓝478nm)其他的颜色在其他的颜色在光强增加光强增加时都向红色波长或者蓝色波长移动，以保持原来时都向红色波长或者蓝色波长移动，以保持原来的颜色。的颜色。问题问题(1)通常我们定义的色彩它的亮度是多少呢？通常我们定义的色彩它的亮度是多少呢？含义：只有波长增加或者减少才可以保证原来的色调。含义：只有波长增加或者减少才可以保证原来的色调。(2)人眼对波长的分辨力是不同的。并且这种分辨能力随人眼对波长的分辨力是不同的。并且这种分辨能力随光强而改变的。随视场亮度增加而增高的。光强而改变的。随视场亮度增加而增高的。楚

8、蓝德：度量视网膜照度的物理量。楚蓝德：度量视网膜照度的物理量。第10页，共60页，编辑于2022年，星期二二二.颜色的分类和特性颜色的分类和特性1.颜色的分类颜色的分类颜色颜色非彩色：非彩色：彩色彩色白色，白色，黑色，黑色，各种深浅不同的灰色。各种深浅不同的灰色。白色：白色：当物体表面对可见光谱当物体表面对可见光谱所有波长所有波长反射比反射比都都在在8090%以上。以上。黑色：黑色：当物体表面对可见光谱当物体表面对可见光谱所有波长所有波长反射比反射比均均在在4%以下。以下。灰色：灰色：介于两者之间的。介于两者之间的。纯白色：纯白色：它的反射比它的反射比100%。纯黑色：纯黑色：它的反射比它的反

9、射比0%。第11页，共60页，编辑于2022年，星期二说明说明(1)对于发光的物体，白黑的变化相当于白光的亮度变化，对于发光的物体，白黑的变化相当于白光的亮度变化，亮度高时人眼感觉时白色；亮度低时感觉时黑色。亮度高时人眼感觉时白色；亮度低时感觉时黑色。(2)无光时是黑色。无光时是黑色。(3)非彩色只有明亮的差异。非彩色只有明亮的差异。彩色的三个特性：彩色的三个特性：明度、色调、饱和度明度、色调、饱和度。明度：明度：人眼对物体明暗的感觉。人眼对物体明暗的感觉。发光物体的亮度越高，则明度越高。发光物体的亮度越高，则明度越高。非发光物体反射比越高，明度越高。非发光物体反射比越高，明度越高。(4)白色

10、、灰色、黑色物体对光谱各波长的反射没有选择白色、灰色、黑色物体对光谱各波长的反射没有选择性，它们是中性色。性，它们是中性色。彩色物体对光谱各波长反射具有选择性。所以它们在彩色物体对光谱各波长反射具有选择性。所以它们在白光照射下出现彩色。白光照射下出现彩色。第12页，共60页，编辑于2022年，星期二非发光物体的色调取决于照明光源的光谱和物体本身的发非发光物体的色调取决于照明光源的光谱和物体本身的发射光谱射光谱(透射光谱透射光谱)的特性。的特性。饱和度饱和度色彩的纯洁度。色彩的纯洁度。可见光中的各种单色光是最饱和的色彩了。可见光中的各种单色光是最饱和的色彩了。物体色的饱和度取决于物体反射物体色的

11、饱和度取决于物体反射(透射透射)特性。特性。例例：物体反射光的光谱很窄，则色的饱和度就高。物体反射光的光谱很窄，则色的饱和度就高。(是指彩色的纯洁性是指彩色的纯洁性。)色调色调彩色彼此相互区分的特性：彩色彼此相互区分的特性：红红、黄黄、绿绿、蓝蓝、紫紫可见可见:不同波长的单色光具有不同的色调。不同波长的单色光具有不同的色调。发光物体的色调取决于它的光谱组成。发光物体的色调取决于它的光谱组成。第13页，共60页，编辑于2022年，星期二饱和度饱和度红红蓝绿蓝绿橙橙黄黄绿黄绿黄绿绿蓝蓝紫紫色调色调白白黑黑(1)色调与饱和度合称为色调与饱和度合称为色度色度，它既说明彩色光的颜色类它既说明彩色光的颜色

12、类别，又说明颜色的深浅程度。别，又说明颜色的深浅程度。(2)色度再加上亮度，就能对色度再加上亮度，就能对颜色作完整的说明。颜色作完整的说明。总结总结第14页，共60页，编辑于2022年，星期二颜色匹配颜色匹配一一.颜色匹配实验颜色匹配实验颜色的混合颜色的混合光的混合光的混合染料的混合染料的混合颜色的相加混合颜色的相加混合三原色三原色颜色的相互混合称为混色。颜色的相互混合称为混色。将几种颜色光同时或快速先后刺激人的视觉器官将几种颜色光同时或快速先后刺激人的视觉器官,便产生不同于便产生不同于原来颜色的新的颜色感觉。加法混色。原来颜色的新的颜色感觉。加法混色。颜色相加混合颜色相加混合(加法混色加法混

13、色)染料的混合称为减色混合。染料的混合称为减色混合。红、绿、蓝三种颜色染料红、绿、蓝三种颜色染料等量等量混合之后的颜色为黑色。混合之后的颜色为黑色。红、绿、蓝三种等红、绿、蓝三种等光量光量混合之后的颜色为白色。混合之后的颜色为白色。颜色的相减混合颜色的相减混合第15页，共60页，编辑于2022年，星期二白屏幕白屏幕黑挡屏黑挡屏黑黑挡挡屏屏黑黑挡挡屏屏结论结论把两个颜色调节到视觉上相同的方法把两个颜色调节到视觉上相同的方法颜色匹配。颜色匹配。颜色匹配实验颜色匹配实验第16页，共60页，编辑于2022年，星期二一一.H.Grassmann(格拉斯曼格拉斯曼)颜色混合定律颜色混合定律1.人的视觉只能

14、分辨颜色的三种变化：人的视觉只能分辨颜色的三种变化：明度，色调，饱和度明度，色调，饱和度2.在由两个成分组成的混合色中，在由两个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，如果一个成分连续变化，混合色的外貌也连续变化。混合色的外貌也连续变化。补色律补色律每一种颜色都由一个相应的补色。每一种颜色都由一个相应的补色。如果二者以适当的比例混合，便产生白色如果二者以适当的比例混合，便产生白色+=255,255,25596,255,210159,0,45彩色负片的颜色也是照片的补色。彩色负片的颜色也是照片的补色。例例：(1)(2)第17页，共60页，编辑于2022年，星期二中间色律中间色律任何的两个非补色

15、相混合，便产生中间色，任何的两个非补色相混合，便产生中间色，其色调决定于两颜色的相对数量，其色调决定于两颜色的相对数量，其饱和度决定于二者在色调顺序其饱和度决定于二者在色调顺序上的远近。上的远近。如果二者按其他比例混合，便产生近似比重大的如果二者按其他比例混合，便产生近似比重大的颜色成分的非饱和色。颜色成分的非饱和色。(3)常识：常识：人们在长时间注视一种颜色时人们在长时间注视一种颜色时,突然将视线转突然将视线转到白色上到白色上,就会在白色底子上出现刚才那种颜就会在白色底子上出现刚才那种颜色的补色。色的补色。颜色三角形颜色三角形由红，蓝，绿混合产生的色域由红，蓝，绿混合产生的色域可以用等边三角

16、形代表。可以用等边三角形代表。第18页，共60页，编辑于2022年，星期二颜色三角形颜色三角形但是这个颜色色域并不完全，三角形的外面也存在被但是这个颜色色域并不完全，三角形的外面也存在被眼睛感知的色光的。眼睛感知的色光的。注意注意第19页，共60页，编辑于2022年，星期二按顺序把饱和度最高的谱色光和紫红色围成一个近似的圆环，按顺序把饱和度最高的谱色光和紫红色围成一个近似的圆环，每一颜色都在圆环上或环内占有一确定位置。每一颜色都在圆环上或环内占有一确定位置。第20页，共60页，编辑于2022年，星期二白色位于圆心，颜色饱和度愈低，愈靠近圆心。白色位于圆心，颜色饱和度愈低，愈靠近圆心。颜色环圆心

17、对边的任何两种颜色都是互补色，按适当比例颜色环圆心对边的任何两种颜色都是互补色，按适当比例混合是得到白色或灰色。混合是得到白色或灰色。黄色与蓝色，红色与青色，绿色与品黄色与蓝色，红色与青色，绿色与品红色。红色。例例：颜色环上任何两种非补色相混合，可产生中间色，它的位置颜色环上任何两种非补色相混合，可产生中间色，它的位置在此两色的连线上。在此两色的连线上。中间色的中间色的色调色调决定于两颜色的比例多少，并按重力中心定律决定于两颜色的比例多少，并按重力中心定律偏向比重大的一色；偏向比重大的一色；中间色的中间色的饱和度饱和度决定于两色在颜色环的距离，二者距离愈近，决定于两色在颜色环的距离，二者距离愈

18、近，饱和度越大，反之越小。饱和度越大，反之越小。互补色在色环上的距离被认为是最远。互补色在色环上的距离被认为是最远。对于补色律对于补色律对于中间色律对于中间色律第21页，共60页，编辑于2022年，星期二3.颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一样，颜色外貌相同的光，不管它们的光谱组成是否一样，混合中具有相同的效果。混合中具有相同的效果。凡是在视觉上相同的颜色都是等效的。凡是在视觉上相同的颜色都是等效的。代替律代替律相似色混合后仍相似。相似色混合后仍相似。颜色颜色A=颜色颜色B颜色颜色C=颜色颜色D颜色颜色A+颜色颜色C=颜色颜色B+颜色颜色DA+B=C例例：X+Y=BA+(X+Y)=C说

19、明：说明：可以利用颜色混合的方法来产生或者代替各种所需要的颜色。可以利用颜色混合的方法来产生或者代替各种所需要的颜色。4.混合色的总亮度混合色的总亮度=组成混合色的各颜色组成混合色的各颜色光亮度光亮度的总和。的总和。在颜色在颜色第22页，共60页，编辑于2022年，星期二亮度相加律亮度相加律由几个颜色组成的混合色的亮度由几个颜色组成的混合色的亮度=各个颜色光亮度的总和。各个颜色光亮度的总和。说明：说明：以上的规律适用于各种颜色以上的规律适用于各种颜色光光的的相加相加混合，但不适用于混合，但不适用于染料或者涂料的染料或者涂料的减光减光混合。混合。三三.三基色（三原色三基色（三原色）任取任取三个互

20、不能由其他两个表现三个互不能由其他两个表现(线性无关线性无关)的色光的色光,都可以组成人眼能分辨的任意色光。这就是三基色现象都可以组成人眼能分辨的任意色光。这就是三基色现象,也叫三原色现象。也叫三原色现象。说明说明(1)当然当然“任选三个任选三个”是数学上的条件是数学上的条件,它允许色光为负。它允许色光为负。第23页，共60页，编辑于2022年，星期二(3)绝大多数场合都使用绝大多数场合都使用红红、绿绿、蓝蓝作为三基色作为三基色,以表现以表现尽可能多的颜色。尽可能多的颜色。(2)实际操作中是不可能产生负的光。实际操作中是不可能产生负的光。(4)三基色单位的选定三基色单位的选定在在RGB计色制中

21、，国际照明委员会计色制中，国际照明委员会(CIE)规定：规定：波长为波长为700nm，光通量为，光通量为1光瓦的红光作为一个红基色单位光瓦的红光作为一个红基色单位(或称单位量或称单位量)，用，用R表示；表示；波长为波长为546.1nm，光通量为，光通量为4.5907光瓦的绿光作为一个光瓦的绿光作为一个绿基色单位绿基色单位(或称单位量或称单位量)，用，用G表示；表示；波长为波长为435.8nm，光通量为，光通量为0.0601光瓦蓝光作为一个光瓦蓝光作为一个蓝基色单位蓝基色单位(或称单位量或称单位量)，用用B表示。表示。比色计的读数将按基色单位比色计的读数将按基色单位R、G、B进行刻度，而不按进行

22、刻度，而不按辐射功率或者光通量进行刻度。辐射功率或者光通量进行刻度。说明说明第24页，共60页，编辑于2022年，星期二四四.颜色匹配方案颜色匹配方案颜色方程颜色方程C(C)R(R)+G(G)+B(B)说明：说明：(1)表示视觉上的相等。表示视觉上的相等。(3)R，G，B被匹配颜色的数量，被匹配颜色的数量，且是代数量，且是代数量，可以为负值。可以为负值。(4)同色异谱色同色异谱色光视觉光视觉(颜色外貌颜色外貌)一样，但光谱分布不同的颜色。一样，但光谱分布不同的颜色。(2)(C),(R),(G),(B)分别代表被匹配颜色的单位，混合色，分别代表被匹配颜色的单位，混合色，红，绿，蓝三原色的单位。红

23、，绿，蓝三原色的单位。(4)R，G，B的比例决定被匹配颜色的色度，它们的的比例决定被匹配颜色的色度，它们的大小决定了所配色光的光通量大小决定了所配色光的光通量第25页，共60页，编辑于2022年，星期二五五.三刺激值三刺激值C(C)R(R)+G(G)+B(B)R，G，B三原色的数量三原色的数量三刺激值三刺激值说明说明(1)一种颜色与一组一种颜色与一组R，G，B数值相对应。数值相对应。(2)当然颜色感觉可以通过三刺激值来当然颜色感觉可以通过三刺激值来定量定量表示。表示。(3)任意两种颜色只要任意两种颜色只要R，G，B数值相等，颜色感觉数值相等，颜色感觉就相同的。就相同的。(4)(R)，(G)，(

24、B)的单位。三的单位。三T例：例：肉眼分不出哪一种白光是由太阳光连续光谱组成的肉眼分不出哪一种白光是由太阳光连续光谱组成的,哪一种是由红、绿、蓝三种色光组成的。哪一种是由红、绿、蓝三种色光组成的。1.三刺激值三刺激值第26页，共60页，编辑于2022年，星期二例例在在RGB计色制中计色制中W1(红基色单位红基色单位)+1(绿基色单位绿基色单位)+1(蓝基色单位蓝基色单位)则被匹配的白光的光通量为：则被匹配的白光的光通量为：4.59071+0.0601+=5.6508光瓦光瓦这就是遵循亮度相加律。这就是遵循亮度相加律。WX(红基色单位红基色单位)+X(绿基色单位绿基色单位)+X(蓝基色单位蓝基色

25、单位)同样是白光，不同的仅仅是亮度。同样是白光，不同的仅仅是亮度。第27页，共60页，编辑于2022年，星期二2.光谱三刺激值光谱三刺激值如果匹配的光为光谱色，如果再将所有匹配的光谱色的辐射如果匹配的光为光谱色，如果再将所有匹配的光谱色的辐射能都保持为相同，所得到的三刺激值能都保持为相同，所得到的三刺激值光谱三刺激值光谱三刺激值用用表示表示也称为：也称为：颜色匹配函数颜色匹配函数匹配过程方程匹配过程方程3.三刺激值的计算公式三刺激值的计算公式要获得每一种颜色的三刺激值不可能都用匹配实验来测的，要获得每一种颜色的三刺激值不可能都用匹配实验来测的，这就是提出该计算公式的意义。这就是提出该计算公式的

26、意义。原理方法：原理方法：将欲匹配的光的光谱分布函数将欲匹配的光的光谱分布函数按波长加权光谱三刺激值，按波长加权光谱三刺激值，得到每一波长的三刺激值；然后积分得到每一波长的三刺激值；然后积分第28页，共60页，编辑于2022年，星期二4.色品坐标和色品图色品坐标和色品图C(C)R(R)+G(G)+B(B)当当C=1时，可以写为时，可以写为第29页，共60页，编辑于2022年，星期二由此可见：一个单位颜色由此可见：一个单位颜色(C)的色品只决定于三原色的刺激的色品只决定于三原色的刺激值各自在值各自在R+G+B总量中的相对比例总量中的相对比例色品坐标色品坐标仅仅有仅仅有2个量是独立的。个量是独立的

27、。三原色的刺激值各自在三原色的刺激值各自在R+G+B总量中的相对比例。总量中的相对比例。色品图色品图用色品坐标表示的平面图。用色品坐标表示的平面图。第30页，共60页，编辑于2022年，星期二例例标准白光的三刺激值为标准白光的三刺激值为0.20.40.60.81.0(R)(G)0.20.40.60.81.0(B)(W)第31页，共60页，编辑于2022年，星期二CIE标准色度系统标准色度系统国际照明委员会所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法国际照明委员会所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法CIE1931标准色度观察者标准色度观察者CIE1964补充标准色度观察者补充标准色度观察者视场的

28、颜色测量视场的颜色测量视场的颜色测量视场的颜色测量明视觉条件明视觉条件一一.CIE1931RGB色度系统色度系统选三原色选三原色:红红=700nm(R),绿绿=546.1nm(G),蓝蓝=435nm(B)。来匹配等能光谱的各种颜色。来匹配等能光谱的各种颜色。为何选用这为何选用这3个单色谱线？个单色谱线？700nm是可见光的红色末端，是可见光的红色末端，546.1nm和和435.8nm是较为明显是较为明显的汞谱线，三者都可以比较精确的产生。的汞谱线，三者都可以比较精确的产生。第32页，共60页，编辑于2022年，星期二例例求光谱三刺激值与光谱色色品坐标的关系。求光谱三刺激值与光谱色色品坐标的关系

29、。第33页，共60页，编辑于2022年，星期二三基色和等能白光的三基色和等能白光的值值 红基色 1 0 0 绿基色 0 1 0 蓝基色 0 0 1 等能白光 1/3 1/3 1/3第34页，共60页，编辑于2022年，星期二RGB制混色曲线制混色曲线第35页，共60页，编辑于2022年，星期二第36页，共60页，编辑于2022年，星期二第37页，共60页，编辑于2022年，星期二马蹄形曲线是所有光谱色色品点连接起来的轨迹。马蹄形曲线是所有光谱色色品点连接起来的轨迹。光谱轨迹光谱轨迹图图形形中中负负值值的的含含义义第38页，共60页，编辑于2022年，星期二连线所表示的色光是由红基色和蓝基色合成

30、。中间点为品红色。连线所表示的色光是由红基色和蓝基色合成。中间点为品红色。380nm与与700nm连线所表示的色连线所表示的色光是紫色和红色光是紫色和红色合成的。中点为合成的。中点为紫红色紫红色.他们几乎就是他们几乎就是一条直线，颜一条直线，颜色也比较相近。色也比较相近。连线上连线上的色光是非谱色的色光是非谱色光。光。第39页，共60页，编辑于2022年，星期二连线和马蹄形曲线构成一个封闭的区域。自然界的一切颜色连线和马蹄形曲线构成一个封闭的区域。自然界的一切颜色实际颜色实际颜色都在这个区域内。都在这个区域内。封闭的区域封闭的区域外的颜色。外的颜色。虚色虚色彩色光的色度彩色光的色度越靠近光谱轨

31、越靠近光谱轨迹，其饱和度迹，其饱和度越高，越靠近越高，越靠近白光，饱和度白光，饱和度就越低。就越低。第40页，共60页，编辑于2022年，星期二1第41页，共60页，编辑于2022年，星期二一一.CIE1931标准色度系统标准色度系统(CIE1931XYZ系统系统)CIE1931RGB色度系统中的色品坐标有色度系统中的色品坐标有负值负值，使用起来很不方，使用起来很不方便，也不容易理解，于是便，也不容易理解，于是1931年年CIE推荐了一个新的国际通用色度推荐了一个新的国际通用色度系统。系统。1.使用使用“CIE1931XYZ系统系统”的理由的理由在在CIE1931RGB色度系统的基础上改用三个

32、色度系统的基础上改用三个假象假象的的原色原色X，Y，Z建立起来的一个新的色度系统。建立起来的一个新的色度系统。将将X，Y，Z匹配等能光谱的三刺激值定名为匹配等能光谱的三刺激值定名为“CIE1931标准标准色度观察者光谱三刺激值色度观察者光谱三刺激值”这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色。这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色。第42页，共60页，编辑于2022年，星期二1.确定三个假想原色确定三个假想原色X，Y，Z的方法的方法规定：规定：(X),(Z)两原色只代表色度，没有亮度。光亮度只与两原色只代表色度，没有亮度。光亮度只与刺激值刺激值Y有关。有关。则则XZ线为无亮度线。线

33、为无亮度线。某一色品的亮度方程为某一色品的亮度方程为若此颜色在无亮度线上，则若此颜色在无亮度线上，则第43页，共60页，编辑于2022年，星期二在此系统中光谱三刺激值全在此系统中光谱三刺激值全0即，三原色所形成的即，三原色所形成的颜色三角形能包括整颜色三角形能包括整个光谱轨迹。个光谱轨迹。无亮度线无亮度线第44页，共60页，编辑于2022年，星期二光谱轨迹从光谱轨迹从540nm附近至附近至700nm，在，在RGB色品图上基本是一色品图上基本是一段直线。段直线。这条线上的两种颜色相混合可以得到两色之间的各种光谱光。这条线上的两种颜色相混合可以得到两色之间的各种光谱光。但它仅仅涉及但它仅仅涉及(X

34、),(Y)原色的变化，当然不涉及原色的变化，当然不涉及(Z)原色原色该直线方程为该直线方程为YZ边取与光谱轨迹波长边取与光谱轨迹波长503nm点相切的直线。点相切的直线。该直线方程为该直线方程为第45页，共60页，编辑于2022年，星期二求解以上求解以上3个方程得个方程得rgbX1.275-0.2780.003Y-1.7392.767-0.028Z-0.7430.1411.602XYZ系统采用等数量的三原色刺激值匹配等能白光。系统采用等数量的三原色刺激值匹配等能白光。等能白点在等能白点在r-g坐标系内为坐标系内为以上就是基色以上就是基色在在RGB色度图中的位置。色度图中的位置。第46页，共60

35、页，编辑于2022年，星期二2.通过坐标变换求得的通过坐标变换求得的说明说明(1)全全0(2)与视见函数一致。与视见函数一致。第47页，共60页，编辑于2022年，星期二3.CIExy色品图色品图说明说明(1)图中闭合马蹄形内包括了一切物理上能实现的颜色图中闭合马蹄形内包括了一切物理上能实现的颜色。(2)都落在光谱轨迹的外面都落在光谱轨迹的外面。第48页，共60页，编辑于2022年，星期二7000.73470.26530.00007050.73470.26530.00007100.73470.26530.00007150.73470.26530.00007200.73470.26530.000

36、07250.73470.26530.00007300.73470.26530.00007350.73470.26530.00007400.73470.26530.00007450.73470.26530.00007500.73470.26530.00007550.73470.26530.00007600.73470.26530.00007650.73470.26530.00007700.73470.26530.00007750.73470.26530.00007800.73470.26530.0000(3)700nm770nm的光谱波段具有一个恒定的色品值的光谱波段具有一个恒定的色品值。第49

37、页，共60页，编辑于2022年，星期二(4)由图中的马蹄形的光谱轨迹各波长的位置，可以看到：光由图中的马蹄形的光谱轨迹各波长的位置，可以看到：光谱的谱的红红色波段集中在图的色波段集中在图的右右下部，下部，绿绿色波段集中在图的色波段集中在图的上上部，部，蓝蓝色波段集中在轨迹图的色波段集中在轨迹图的左左下部下部。(5)540nm700nm是一段直线是一段直线。在这段光谱范围内的任何的光谱色都可以通过在这段光谱范围内的任何的光谱色都可以通过540nm，700nm两种波长的光以一定的比例相混合产生两种波长的光以一定的比例相混合产生。380nm540nm是一段曲线是一段曲线。在这段光谱范围内的任何一对光

38、谱色的混合不能产生二在这段光谱范围内的任何一对光谱色的混合不能产生二者之间位于光谱轨迹上的颜色，而仅仅能产生光谱轨迹者之间位于光谱轨迹上的颜色，而仅仅能产生光谱轨迹所包围面积内的混合色。所包围面积内的混合色。(6)光谱轨迹上的颜色饱和度最高，等能白光的颜色饱和度光谱轨迹上的颜色饱和度最高，等能白光的颜色饱和度 最低。最低。第50页，共60页，编辑于2022年，星期二(7)紫红轨迹紫红轨迹(紫线紫线)连接连接380nm700nm的直线的直线。(8)无亮度线无亮度线可见光谱轨迹上的短波紧靠这条线可见光谱轨迹上的短波紧靠这条线，说明虽然短波端说明虽然短波端的光能够引起标准观察者的反应的光能够引起标准

39、观察者的反应，但但380nm420nm波波长的辐通量在视觉上引起的亮度感觉很低长的辐通量在视觉上引起的亮度感觉很低。(9)如果将光谱轨迹上表示如果将光谱轨迹上表示 不同色光波长点与色度不同色光波长点与色度 图中心的白光点图中心的白光点E E 相连，相连，则可以将色度图画分为则可以将色度图画分为 各种不同的颜色区域。各种不同的颜色区域。第51页，共60页，编辑于2022年，星期二XYZ色度图色度图第52页，共60页，编辑于2022年，星期二第53页，共60页，编辑于2022年，星期二(10)色度坐标只规定了颜色的色度，而未规定颜色的亮度，色度坐标只规定了颜色的色度，而未规定颜色的亮度，所以若要唯

40、一地确定某颜色所以若要唯一地确定某颜色，还必须指出其亮度特征，还必须指出其亮度特征，也即是也即是Y的大小。的大小。第54页，共60页，编辑于2022年，星期二二二.CIE1964补充标准色度系统补充标准色度系统第55页，共60页，编辑于2022年，星期二孟塞尔表色系统孟塞尔表色系统孟塞尔立体由三个量构成孟塞尔立体由三个量构成明度值，色调，彩度明度值，色调，彩度。并按照并按照色调，明度值，彩度色调，明度值，彩度次序给颜色标号。次序给颜色标号。各标号的颜色都用一种着色物体各标号的颜色都用一种着色物体(纸片纸片)制成颜色卡片，按标号制成颜色卡片，按标号次序排列起来，汇编成颜色图册次序排列起来，汇编成

41、颜色图册。1.孟塞尔明度值孟塞尔明度值V孟塞尔颜色立体的中心轴，代表从底部的黑色到顶部的白色孟塞尔颜色立体的中心轴，代表从底部的黑色到顶部的白色的白黑系列中性色的明度等级。的白黑系列中性色的明度等级。彩色的明度值在颜色立体中以离开基底平面的高度代表，并彩色的明度值在颜色立体中以离开基底平面的高度代表，并用与其相等的灰色来度量。用与其相等的灰色来度量。2.孟塞尔彩度孟塞尔彩度C它在孟塞尔立体中以离开中心轴的距离来表示。它在孟塞尔立体中以离开中心轴的距离来表示。第56页，共60页，编辑于2022年，星期二白白黑黑012345678910孟塞尔彩度孟塞尔彩度2468 10孟塞尔立体的垂直剖面孟塞尔立

42、体的垂直剖面第57页，共60页，编辑于2022年，星期二3.孟塞尔色调孟塞尔色调H它在孟塞尔立体中以绕孟塞尔立体中心轴的角位置来表示。它在孟塞尔立体中以绕孟塞尔立体中心轴的角位置来表示。4.孟塞尔颜色标号孟塞尔颜色标号任何颜色的标号任何颜色的标号HV/C(色调，明度，彩度坐标色调，明度，彩度坐标)例：例：5GY6/8色调色调5GY：中间色调黄绿色；：中间色调黄绿色；明度明度6：中等亮度；：中等亮度；彩度彩度8：较饱和的黄绿色。：较饱和的黄绿色。非彩色的白黑系列非彩色的白黑系列NV/(中性色，明度值中性色，明度值/)例：例：N4/明度为明度为4的中性灰色。的中性灰色。孟塞尔色样在每个色调区不仅提

43、供了孟塞尔色样在每个色调区不仅提供了5和和10的色调分度，而且的色调分度，而且也提供了也提供了2.5，7.5的分度。因此样品集提供了的分度。因此样品集提供了40种色调：种色调：2.5R，5R，7.5R，10R；2.5YR，5YR，7.5YR，10YR；第58页，共60页，编辑于2022年，星期二孟塞尔立体的水平剖面孟塞尔立体的水平剖面RYGBPYRGYBGPBRP555555555524681010R10YR10Y10GY10G10BG10B10PB10P10RP2.5R7.5R第59页，共60页，编辑于2022年，星期二在孟塞尔颜色图册中，颜色立体的垂直剖面内的颜色样品在孟塞尔颜色图册中，颜色立体的垂直剖面内的颜色样品列入图册的一页。每页包括同一色调不同明度值和不同彩列入图册的一页。每页包括同一色调不同明度值和不同彩度的颜色卡片。度的颜色卡片。孟塞尔立体孟塞尔立体第60页，共60页，编辑于2022年，星期二