色度学原理与CIE标准色度学系统介绍.pptx

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1、第第2章章色度学原理与色度学原理与CIE标准色度学系统标准色度学系统色光匹配色光匹配：RedGreenBluenm700546.1435.8颜色转盘颜色转盘颜色匹配的方法：颜色匹配的方法：光谱匹配：不同光谱成分的混合（调节光源的光谱匹配：不同光谱成分的混合（调节光源的发射光谱、物质的吸收与反射光谱。发射光谱、物质的吸收与反射光谱。时序混合：用色转盘，调节转盘上颜色块的面时序混合：用色转盘，调节转盘上颜色块的面积。积。空间混合：调节不同色颗粒的比例。空间混合：调节不同色颗粒的比例。其基础是光谱的混合，后两种混合方法是利用其基础是光谱的混合，后两种混合方法是利用了人眼的视觉特性。了人眼的视觉特性。

2、格拉斯曼定律格拉斯曼定律（1)人眼只能分辨出颜色的三种变化：明度、人眼只能分辨出颜色的三种变化：明度、色度、饱和度色度、饱和度（2）在有几个成分组成的混合色中，如果一）在有几个成分组成的混合色中，如果一个成分连续变化，则混合色的成分也连续变化。个成分连续变化，则混合色的成分也连续变化。由此导出：由此导出：补色律：如果两个补色成分以适当混合产生灰补色律：如果两个补色成分以适当混合产生灰色或白色，以其它比例混合产生近似于比重较色或白色，以其它比例混合产生近似于比重较大的颜色的非饱和色。大的颜色的非饱和色。中间色律：如果两个非补色成分混合，便产生中间色律：如果两个非补色成分混合，便产生中间色，其色调

3、云饱和度随这两种颜色的相对中间色，其色调云饱和度随这两种颜色的相对数量的不同而变化。数量的不同而变化。格拉斯曼定律格拉斯曼定律（3）颜色外貌相同的个光，不管他们的光谱组成是）颜色外貌相同的个光，不管他们的光谱组成是否一样，在颜色混合中具有相同的效果。否一样，在颜色混合中具有相同的效果。颜色的代替律颜色的代替律:感觉上相同的颜色在颜色混合中可以感觉上相同的颜色在颜色混合中可以互相代替互相代替如果如果A=B，C=D则则A+C=B+D如果如果A=B则则nA=nB（4）亮度相加定律：混合色的亮度等于参与混合的）亮度相加定律：混合色的亮度等于参与混合的个颜色的亮度的总和。（颜色的加法混合，不适用个颜色的

4、亮度的总和。（颜色的加法混合，不适用于染料的混合）于染料的混合）格拉斯曼定律是颜色混合现象的总结与描述。格拉斯曼定律是颜色混合现象的总结与描述。2.2.2颜色方程颜色方程颜色匹配方程颜色匹配方程如果如果（C）为待匹配的目标色）为待匹配的目标色（R）（）（G）（）（B）为三原色）为三原色CRGB目标色及三原色的量，目标色及三原色的量，当用三原色混合实现与颜色（当用三原色混合实现与颜色（C）的匹配时有）的匹配时有（C）=R（R）+G（G）+B（B）此式即为颜色匹配方程。此式即为颜色匹配方程。根据颜色方程任何一种颜色可以用匹配该颜色的三原根据颜色方程任何一种颜色可以用匹配该颜色的三原色的量来表示，色

5、的量来表示，匹配该颜色所需要三原色的数量匹配该颜色所需要三原色的数量颜色的三刺激值颜色的三刺激值这就是将颜色这就是将颜色“量化量化”的思想的思想方法何在？方法何在？有以下问题需要解决：有以下问题需要解决：怎样选定三原色？怎样选定三原色？怎样确定三原色的单位量？怎样确定三原色的单位量？怎样确定任何一种颜色的三刺激值，是否比必怎样确定任何一种颜色的三刺激值，是否比必需做匹配实验？需做匹配实验？怎样利用颜色的光谱构成确定颜色的三刺激值怎样利用颜色的光谱构成确定颜色的三刺激值？等能白：等能白：SERedGreenBluenm700546.1435.8RedGreenBlueMixturecd/m21.

6、00004.59070.06915.65081Redunit=R=1.0000cd/m2;1Greenunit=G=4.5907cd/m2;1Blueunit=B=0.0691cd/m2.2.2.2颜色方程颜色方程在在颜颜色色科科学学中中，我我们们不不直直接接用用三三刺刺激激值值R、G、B来来表表示示颜颜色色，而而用用三三原原色色各各自自占占R+G+B总总量的相对比值表示颜色。量的相对比值表示颜色。色色度度坐坐标标：三三原原色色各各自自占占R+G+B总总量量的的相相对对比比值。值。对颜色对颜色C*而言，其色度坐标为：而言，其色度坐标为：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+

7、G+B)颜色颜色C*的单位值：的单位值：C=rR+gG+bB则颜色则颜色C*的色量的色量C：C=R+G+B。白色的单位向量白色的单位向量W令令W=(1/3)R+(1/3)G+(1/3)BW色度坐标：色度坐标：r=1/3、g=1/3、b=1/3相应相应R、G、B的相对光亮度值：的相对光亮度值：LR=1.0000、LG=4.5907、LB=0.0691，从而颜色从而颜色C*的单位光亮度为的单位光亮度为LC=rLR+gLG+bLB若若已已知知颜颜色色C*的的光光亮亮度度为为L，并并且且测测量量得得颜颜色色C*的的r、g、b值，则颜色值，则颜色C*的色量为的色量为C=L/LC=L/(rLR+gLG+b

8、LB)2.3色度相加原理色度相加原理根据格拉斯曼配色混合的代替律，根据格拉斯曼配色混合的代替律，如果色光如果色光A*=色光色光B*，色光，色光C*=色光色光D*，则则A*+C*=B*+D*。此式说明色光相加符合数学上的向量加法法则。此式说明色光相加符合数学上的向量加法法则。2.5光谱三刺激值光谱三刺激值如如果果已已知知色色光光E的的光光谱谱功功率率分分布布，怎怎样样来来确确定定它的三刺激值及色度坐标呢？它的三刺激值及色度坐标呢？设：光谱功率分布为设：光谱功率分布为E()，光谱色光谱色 的色度坐标的色度坐标r()、g()、b()。首先找出单色光首先找出单色光E()d 的色量值的色量值dC()，单

9、色光单色光E()d 的亮度：的亮度：kV()E()d，其对应的其对应的C值值dC()：dC()=kV()E()d/r()LR+g()LG+b()LB2.5光谱三刺激值光谱三刺激值再由式（再由式（210）得色光）得色光E的色度坐标为：的色度坐标为：rE=r()dC()/dC()，gE=g()dC()/dC()，bE=b()dC()/dC()或写成：或写成：对对于于任任一一色色光光，只只要要测测得得它它的的光光谱谱功功率率分分布布，就能计算求得这一色光的色度坐标。就能计算求得这一色光的色度坐标。令令其中其中k为规化系数。于是得：为规化系数。于是得：需需要要指指出出，光光谱谱三三刺刺激激值值函函数数

10、是是与与所所选选择择的的红红、绿绿、蓝蓝三三原原色色有有关关。一一般般来来说说，光光谱谱三三刺刺激值在某些波段会出现负值激值在某些波段会出现负值。称为称为光谱三刺激值光谱三刺激值。2.6色度转换色度转换2.6.1色度坐标的转换色度坐标的转换三原色三原色R*、G*、B*X*、Y*、Z*单位向量：单位向量：R、G、BX、Y、Z设颜色向量设颜色向量C*单位向量：单位向量：CC三刺激值三刺激值：R、G、BX、Y、Z则颜色向量则颜色向量C*可表示为：可表示为：C*=(R+G+B)C=RR+GG+BB=(X+Y+Z)C=XX+YY+ZZ2.7CIE标准色度观察者标准色度观察者现代色度学采用国际照明委员会现

11、代色度学采用国际照明委员会(简称简称CIE)所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法，所规定的一套颜色测量原理、数据和计算方法，称为称为CIE标准色度学系统标准色度学系统。此系统是以两组现代。此系统是以两组现代色度学的基本视觉实验数据为基础的。色度学的基本视觉实验数据为基础的。CIEl931标准色度观察者光谱三刺激值，适标准色度观察者光谱三刺激值，适于于1o4o视场的颜色测量；视场的颜色测量；CIEl964补充标准观察者光谱三刺激值，适补充标准观察者光谱三刺激值，适于大于于大于4o视场的颜色测量。并且视场的颜色测量。并且CIE规定必须在规定必须在明视觉条件下使用这两组标准观察者的数据。明视觉条

12、件下使用这两组标准观察者的数据。2.7.11931CIERGB系统系统(2o观察条件观察条件)1931年年CIE规定规定700nm的红、的红、546.1nm的绿和的绿和435.8nm的蓝为色光三原色，三的蓝为色光三原色，三原色能相加匹配出等能白色原色能相加匹配出等能白色(E光源光源)，然后，然后在在2o观察条件下，采用目视配色仪上匹配观察条件下，采用目视配色仪上匹配出等能光谱色的出等能光谱色的R、G、B分量，称为分量，称为1931年年CIERGB系统标准色度观察者光谱三刺系统标准色度观察者光谱三刺激值，用激值，用1931年年CIERGB系统标准色度观察者系统标准色度观察者1931CIERGB系

13、统色度图系统色度图2.7.21931CIEXYZ系统系统亮亮度度仅仅由由Y表表示示，X、Y、Z所所形形成成的的虚虚线线三三角角形形包包含含了了整整个个光光谱谱轨轨迹迹，使使得得光光谱谱轨轨迹迹上上和和轨轨迹迹之之内内的的色色度度坐坐标标都成了正值。都成了正值。XYZ假想三原色的由来：假想三原色的由来：X、Y、Z三点在三点在rg图中的坐标是：图中的坐标是：X：r=1.2750，g=0.2778，b=0.0028Y：r=1.7392，g=2.7671，b=0.0279Z：r=0.7431，g=0.1409，b=1.6022在在1931CIEXYZ色度图中，等能的白光，色度图中，等能的白光，即即E光

14、源的色度坐标为：光源的色度坐标为：xE=0.3333，yE=0.3333。1931CIEXYZ色度图色度图CIEl931XYZ标准色度观察者标准色度观察者2.7.3CIE1964补充色度学系统补充色度学系统(10o观察条件观察条件)单单纯纯原原色色的的混混合合物物，在在整整个个视视场场低低于于10o时时出出现现不不均均匀匀现现象象，工工业业上上配配色色总总是是在在比比2o视视场场更更大大的的范范围围。为为了了适适合合于于10o大大视视场场的的色色度度测测量量，1964年年CIE规规定定了了一一组组CIEl964补补充充标标准准观观察察者者光光谱谱三三刺刺激激值值和和相相应应的的色色度度图图，这

15、这一一系系统统称称为为CIEl964补充标准色度学系统。补充标准色度学系统。在在CIEl964补补充充色色度度学学系系统统色色度度图图中中，等等能能白光的色度坐标：白光的色度坐标：x10E=0.3333，y10E=0.3333，z10E=0.3333。研研究究表表明明，观观察察视视场场增增加加到到10o辨辨色色精精度度能能提提高，但视场进一步增大就不再提高了高，但视场进一步增大就不再提高了。CIEl964与与CIEl931三刺激值曲线比较三刺激值曲线比较CIE1964色度图与色度图与CIEl931色度图比较色度图比较2.8CIE标准照明体和标准光源标准照明体和标准光源2.8.12.8.1光源光

16、源光源光源（1）发发光光效效率率：一一般般指指电电光光源源所所发发出出的的光光通通量量与与该该光光源源所所消消耗耗的的功功率率之之比比，即即每每消消耗耗一一瓦瓦功功率率所所能能产产生生的的光通量。光通量。（2）光光谱谱功功率率分分布布：一一种种光光源源所所发发射射的的光光谱谱往往往往不不是是单单一一的的波波长长，而而是是由由许许多多不不同同波波长长的的混混合合辐辐射射所所组组成成。光光源源的的光光谱谱辐辐射射按按波波长长顺顺序序和和各各波波长长强强度度分分布布称称为为光光源的光谱功率分布。源的光谱功率分布。（3）绝绝对对光光谱谱功功率率分分布布曲曲线线和和相相对对光光谱谱功功率率分分布布曲曲线

17、线：前前者者指指以以光光谱谱辐辐射射的的各各种种波波长长光光能能量量绝绝对对值值所所作作的的曲曲线线；后后者者指指将将光光源源辐辐射射光光谱谱的的各各种种波波长长的的能能量量进进行行相相互互比比较较，作作归归一一化化处处理理后后使使辐辐射射功功率率仅仅在在规规定定的的范范围围内变化的光谱功率分布曲线。内变化的光谱功率分布曲线。2.8.1光源光源（4）连连续续光光谱谱、线线状状光光谱谱、混混合合光光谱谱：由由红红到到蓝蓝各各种种色色光光在在内内的的连连续续彩彩色色光光带带称称连连续续光光谱谱；在在整整个个光光谱谱区区域域中中某某几几个个波波长长处处发发生生狭狭窄窄的的光光谱谱称称为为线线状状光光

18、谱谱；在在连连续续光光谱谱中中附附上上一一些些突突出出的线光谱称为混合光谱。的线光谱称为混合光谱。（5）绝绝对对黑黑体体和和全全辐辐射射体体：指指在在任任何何波波长长下下能能够全部吸收任何波长的辐射的物体。够全部吸收任何波长的辐射的物体。（6）黑黑体体轨轨迹迹：随随着着绝绝对对黑黑体体加加热热温温度度的的升升高高，按按照照普普朗朗克克计计算算出出在在各各种种温温度度时时的的相相对对应应光光谱谱功功率率分分布布转转换换成成CIEl931色色度度坐坐标标，绝绝对对黑黑体体不不同同温温度度的的色色光光变变化化在在CIEl931色色度度图图上上形形成成的的弧弧形轨迹，称为黑体轨迹。形轨迹，称为黑体轨迹

19、。（7）色温和相关色温：）色温和相关色温：光光源源的的色色温温：某某光光源源的的色色度度与与绝绝对对黑黑体体辐辐射射在在某某一一温温度度下下的的色色度度一一样样，则则这这一一温温度度称称为为某某光光源的色温。源的色温。相相同同光光源源色色温温的的相相对对光光谱谱功功率率分分布布与与某某温温度度下下黑黑体体辐辐射射的的光光谱谱功功率率分分布布可可能能完完全全一一致致，也也可能不一致。可能不一致。同色同谱颜色同色同谱颜色：光谱功率分布完全一致的两色：光谱功率分布完全一致的两色同同色色异异谱谱颜颜色色：色色度度和和色色温温一一样样的的两两个个光光源源的的光谱功率分布不一定完全一致。光谱功率分布不一定

20、完全一致。相相关关色色温温：光光源源的的光光色色在在色色度度图图上上不不一一定定准准确确地地落落在在绝绝对对黑黑体体轨轨迹迹上上，所所以以只只能能用用光光源源与与黑黑体体轨轨迹迹最最近近的的颜颜色色来来确确定定该该光光源源的的色色温温，称称为为相关色温。相关色温。2.8.2CIE标准照明体标准照明体A、B、C、DCIE推推荐荐了了四四种种标标准准照照明明体体A、B、C、D和和三三种种标准光源标准光源A、B、C。1、CIE标准照明体标准照明体标标准准照照明明体体：指指一一定定的的光光谱谱功功率率分分布布，这这种种标标准准的的光光谱谱功功率率分分布布并并不不是是必必须须由由一一个个光光源源直直接接

21、提供，也不一定能用一个光源来实现。提供，也不一定能用一个光源来实现。标标准准照照明明体体A：相相当当于于绝绝对对黑黑体体在在加加温温到到2856K时时所所辐辐射射出出来来的的光光，它它的的相相对对光光谱谱功功率率分分布布可可根据普朗克辐射定律计算：根据普朗克辐射定律计算：标准照明体标准照明体A色度点正好落在色度点正好落在CIEl931色度色度图的黑体轨迹上。图的黑体轨迹上。1、CIE标准照明体标准照明体标标准准照照明明体体B：相相当当于于相相关关色色温温4874K的的直直射射阳阳光光，光光色色相相当当于于中中午午阳阳光光，其其色色度度点点紧紧靠靠黑黑体轨迹。体轨迹。标标准准照照明明体体C：相相

22、当当于于相相关关色色温温为为6774K的的平平均均阳阳光光，光光色色近近似似阴阴天天天天空空的的日日光光，其其色色度度点点在黑体轨迹上方。在黑体轨迹上方。标标准准照照明明体体D65：相相当当于于色色温温约约为为6504K的的日日光，其色度点在黑体轨迹的上方。光，其色度点在黑体轨迹的上方。标标准准照照明明体体D：代代表表标标准准照照明明体体D65以以外外的的其其他他日光。日光。第四章第四章颜色评价颜色评价4.1显色性评价显色性评价4.1.1光源显色性光源显色性我我们们认认为为在在白白炽炽灯灯和和日日光光光光源源下下看看到到的的颜颜色色是是物物体体的的“真真实实”颜颜色色。人人们们在在光光源源下下

23、所所看看到到的的物物体体颜颜色色与与在在白白炽炽灯灯和和日日光光下下所所看看到到的的颜颜色色是是不同的。不同的。例例如如，在在日日光光下下观观察察一一块块花花布布，再再把把它它拿拿到到高高压压汞汞灯灯下下观观察察，就就会会发发现现，某某些些颜颜色色已已变变了了色色，如如粉粉色色变变成成了了紫紫色色，蓝蓝色色变变成成了了蓝蓝紫紫色色。因因此此，我我们们说说，在在高高压压汞汞灯灯下下，物物体体失失去去了了“真真实实”颜色，或颜色有所失真。颜色，或颜色有所失真。4.1.1光源显色性光源显色性按按CIE的的规规定定，我我们们把把普普朗朗克克辐辐射射体体作作为为低低色色温温光光源源的的参参照照标标准准，

24、把把标标准准照照明明体体D作作为为高高色色温温光光源源的的参参照照标标准准，用用以以衡衡量量在在其其它它各各种种光光源照明下的颜色效果。源照明下的颜色效果。光光源源的的显显色色性性：指指与与参参照照标标准准下下相相比比较较，一一个个光源对物体颜色外貌所产生的效果。光源对物体颜色外貌所产生的效果。光源的光谱功率分布决定了光源的显色性。光源的光谱功率分布决定了光源的显色性。日日光光、白白炽炽灯灯都都是是连连续续光光谱谱，具具有有与与白白炽炽灯灯和和日日光光相相似似的的连连续续光光谱谱的的光光源源均均有有较较好好的的显显色性。色性。三基色荧光灯三基色荧光灯桑桑顿顿发发现现，用用光光谱谱430nm(蓝

25、蓝)，540nm(绿绿)，610nm(红红)的的辐辐射射以以适适当当的的比比例例混混合合所所产产生生的的白白光光，与与连连续续光光谱谱的的日日光光或或白白炽炽灯灯具具有有同同样样优优良良的显色性。的显色性。三三基基色色荧荧光光灯灯就就是是根根据据上上述述原原理理研研制制的的光光源源，它它不不仅仅显显色色性性好好，而而且且光光效效高高，是是一一种种新新型节能灯。型节能灯。实实验验发发现现：在在不不连连续续光光谱谱的的光光源源中中，含含有有500nm和和580nm波波长长附附近近的的光光谱谱对对颜颜色色显显现现有有不不利利影影响响，一一些些颜颜色色会会失失真真，称称为为干干扰扰波波长长。另另外外，

26、在在消消除除450nm，540nm，616nm波波长长功功率时，显色性明显下降。率时，显色性明显下降。三基色荧光灯光谱功率分布三基色荧光灯光谱功率分布4.1.2CIE光源显色指数计算方法光源显色指数计算方法CIE规规定定14块块测测验验用用的的标标准准颜颜色色样样品品，CIE规规定定用用普普朗朗克克辐辐射射体体或或标标准准照照明明体体D作作为为参参照照光光源，并将其显色指数定为源，并将其显色指数定为100；CIE规规定定以以这这些些样样品品在在参参照照光光源源下下和和另另一一色色温温为为3000K标标准准荧荧光光灯灯下下的的颜颜色色色色差差E为为尺尺度度，约定标准荧光灯的显色指数为约定标准荧光

27、灯的显色指数为50。CIE根根据据在在参参照照光光源源下下和和待待测测光光源源下下颜颜色色样样品的色差，导出计算光源显色指数的公式。品的色差，导出计算光源显色指数的公式。光光源源对对某某一一颜颜色色样样品品的的显显色色指指数数称称为为特特殊殊显显色色指指数数Ri，光光源源对对特特定定8个个颜颜色色样样品品的的平平均均显显色色指数称为一般显色指数指数称为一般显色指数Ra。1、参照照明体、参照照明体待待测测光光源源的的相相关关色色温温低低于于5000K时时，参参照照照明体应是普朗克辐射体的光谱功率分布，照明体应是普朗克辐射体的光谱功率分布，高高于于5000K时时应应是是不不同同时时相相日日光光的的

28、光光谱谱功功率分布率分布(标准照明体标准照明体D)。待待测测光光源源(色色度度坐坐标标uk，vk)与与参参照照照照明明体体(色度坐标色度坐标ur，vr)之间的色度差为之间的色度差为C=(ukur)2+(vkvr)21/2所所选选用用的的参参照照照照明明体体应应与与待待测测光光源源的的色色度度相相同同或接近相同，它们的色度差或接近相同，它们的色度差C应小于应小于5.4103。2、颜色样品、颜色样品计算光源显色指数用的计算光源显色指数用的14块孟塞尔颜色样品块孟塞尔颜色样品号数号数孟塞尔标号孟塞尔标号日光下的颜色日光下的颜色17.5R64淡灰红色淡灰红色25Y64暗灰黄色暗灰黄色35GY68饱和黄

29、绿色饱和黄绿色42.5G66中等黄绿色中等黄绿色510BG64淡蓝绿色淡蓝绿色65PB68淡蓝色淡蓝色72.5P68淡紫蓝色淡紫蓝色2、颜色样品、颜色样品计算光源显色指数用的计算光源显色指数用的14块孟塞尔颜色样品块孟塞尔颜色样品号数号数孟塞尔标号孟塞尔标号日光下的颜色日光下的颜色810P68淡红紫色淡红紫色94.5R413饱和红色饱和红色105Y810饱和黄色饱和黄色114.5G58饱和绿色饱和绿色123PB311饱和蓝色饱和蓝色135YR84人的肤色人的肤色145GY44树叶树叶常用光源的相关色温和一般显色指数常用光源的相关色温和一般显色指数光源名称光源名称CIE色度坐标色度坐标TC(K)

30、Raxyuv白炽灯白炽灯0.4470.4080.2550.350290995100碘钨灯碘钨灯0.4580.4110.2610.351270095100溴钨灯溴钨灯0.4090.3940.2370.342340095100荧光灯荧光灯0.3100.3390.1920.31566007080外镇高压汞灯外镇高压汞灯0.3340.4120.1840.34055003040内镇高压汞灯内镇高压汞灯0.3780.4340.2030.34944003040镝灯镝灯0.3690.3670.2220.33043008595高压钠灯高压钠灯0.5160.3890.3110.35219002025显像三原色荧光

31、粉和标准白光的色度坐标显像三原色荧光粉和标准白光的色度坐标NTSC制三原色荧光粉和标准白光制三原色荧光粉和标准白光Re1GelBelC白白x0.670.210.140.310y0.330.710.080.316PAL制三原色荧光粉和标准白光制三原色荧光粉和标准白光Re2Ge2Be2D65x0.640.290.150.313y0.330.600.060.329白场平衡目视比较法白场平衡目视比较法7.2.1景物色彩的分解及三原色信号的形成景物色彩的分解及三原色信号的形成景物色彩的分解景物色彩的分解B:Tcp=4874K;C:Tcp=6774KCIE标准照明体的光谱功率分布曲线标准照明体的光谱功率分

32、布曲线2、CIE标准光源标准光源标标准准光光源源：指指用用来来实实现现标标准准照照明明体体光光谱谱功功率率分分布布的的光光源源，CIE规规定定用用下下述述人人工工光光源源来来实实现现标标准准照明体。照明体。标标准准光光源源A：熔熔凝凝石石英英壳壳或或玻玻璃璃壳壳带带石石英英窗窗口口的的充气钨丝灯，以产生色温为充气钨丝灯，以产生色温为2856K的辐射。的辐射。标标准准光光源源B：在在A光光源源前前加加一一组组特特定定的的戴戴维维斯斯吉吉伯逊液体滤光器，以产生相关色温伯逊液体滤光器，以产生相关色温4874K的辐射。的辐射。标标准准光光源源C：A光光源源另另加加一一组组戴戴维维斯斯吉吉伯伯逊逊液液体

33、体滤光器，以产生相关色温滤光器，以产生相关色温6774K的辐射。的辐射。戴维斯戴维斯吉伯逊滤色液系用硫酸钠、甘露醇吡吉伯逊滤色液系用硫酸钠、甘露醇吡啶、蒸馏水，或硫酸钻铵、硫酸钠、硫酸、蒸啶、蒸馏水，或硫酸钻铵、硫酸钠、硫酸、蒸馏水等不同的分量配合而成。馏水等不同的分量配合而成。4、色光相加、色光相加(作图法作图法)P为为色色光光l，Q为为色色光光2，M为为P+Q的的混混合合色色。为为了了求求得得这这一一点点，可可在在P点点作作一一条条与与PQ垂垂直直的的直直线线，其其长长度度与与Q色色的的量量成成正正比比；另另在在Q点点上上也也作作一一条条与与PQ垂垂直直的的直直线线，长长度度与与P色色的的

34、量量成成正正比比，然然后后连连接接这这两两条条垂垂直直线线末末端端的的线线，与与PQ线线的的交交叉叉点点就就是是所所求求混混合合色色的的点点。从从而而即即可可求求出出混混合合色色的的三三属属性性，Y值值等等于于Y1+Y2。2.10.3光源色温、相关色温的确定光源色温、相关色温的确定在在CIEl931色度图上，黑体轨迹上各温度点色度图上，黑体轨迹上各温度点不是按等距分布的；同时由于不是按等距分布的；同时由于CIEl931色度图的色度图的空间是不均匀的，即在色度图上两处相同的距空间是不均匀的，即在色度图上两处相同的距离不代表视觉上等量的颜色差别，所以就很难离不代表视觉上等量的颜色差别，所以就很难确

35、定一个在黑体轨迹附近的光源的相关色温，确定一个在黑体轨迹附近的光源的相关色温，因此，凯莱利用因此，凯莱利用CIEl960UCS图，按视觉恰可图，按视觉恰可分辨的最小颜色差别，把黑体轨迹划分为许多分辨的最小颜色差别，把黑体轨迹划分为许多视觉分辨的单位，叫做麦勒德（视觉分辨的单位，叫做麦勒德（rd）。麦勒）。麦勒德与色温、相关色温的关系为：德与色温、相关色温的关系为：l麦勒德麦勒德=l/色温色温106光源的相关色温近似值计算：光源的相关色温近似值计算：TC=1.4388TC48/1.43802.11CIE均匀颜色空间和色差公式均匀颜色空间和色差公式2.11.1均匀颜色空间均匀颜色空间人眼对光谱颜色

36、的差别感受性人眼对光谱颜色的差别感受性人眼对颜色的恰可分辨范围人眼对颜色的恰可分辨范围 麦麦克克亚亚当当的的颜颜色色椭椭圆圆形形宽宽容容量量范围范围CIEl960均匀色度空间（均匀色度空间（CIEl960UCS）u=4X/(X+15Y+3Z)=4x/(2x+12y+3)v=6Y/(X+15Y+3Z)=6y/(2x+12y+3)CIEl964均匀颜色空间均匀颜色空间用用明明度度指指数数W*、色色度度指指数数U*和和V*三三个参数来表示颜色的空间位置：个参数来表示颜色的空间位置：W*=25Y1/317U*=13W*(uuo)V*=13W*(vvo)式中：式中：u和和v是颜色样品的色度坐标，是颜色样

37、品的色度坐标，uo和和vo则是所采用光源的色度坐标。则是所采用光源的色度坐标。CIEl976L*u*v*均匀颜色空间均匀颜色空间(CIELUV)L*=116(Y/Yo)1/316(Y/Yo0.008856)L*=903.3(Y/Yn)(Y/Yn0.008856)L*=903.3(Y/Yn)(Y/Yn0.008856)f(x)=7.87x16/116(x16SL=0.511forL*16SC=00638C*/(1+0.0131C*)+0.638SH=(fT+1f)SC,wheref=(C*)4/(C*)4+19001/2andT=0.36+|0.4cos(hab+35o)|unlesshabis

38、between164oand345owhenT=0.56+|0.2cos(hab+168o)|CMCcolordifferenceformula2.11.3波长间隔对色度测量的影响波长间隔对色度测量的影响对对于于波波长长测测量量间间隔隔大大于于5nm的的情情况况，由由于于三三刺刺激激值值的的误误差差较较大大，一一般般不不能能作作为为三三刺刺激激值值的的绝绝对对测测量量，但但可作为相对测量，即试样间的色差测量。可作为相对测量，即试样间的色差测量。一一般般认认为为，作作为为色色差差测测量量，波波长长测测量量间间隔隔可可取取20nm，其其精精度度可可达达0.1，这这对对于于很很多多颜颜色色检检测测来

39、来说说已已能能满满足要求了。足要求了。事实上，这个结论只是对于具有相似反射率分布事实上，这个结论只是对于具有相似反射率分布的样品来说是正确的，而对于反射率分布相差较大的的样品来说是正确的，而对于反射率分布相差较大的同色异谱样品来说，该结论则可能存在问题。这是因同色异谱样品来说，该结论则可能存在问题。这是因为对于相似反射率的样品，由于求和近似引入的误差为对于相似反射率的样品，由于求和近似引入的误差基本相同，两者之差使误差相互抵消，因此能保证较基本相同，两者之差使误差相互抵消，因此能保证较高的色差精度。而对于反射率分布差异较大的样品，高的色差精度。而对于反射率分布差异较大的样品，它们的误差可能相差

40、很大，两者之差就不能抵消，有它们的误差可能相差很大，两者之差就不能抵消，有时反而加大，这样色差的误差就可能远远超过时反而加大，这样色差的误差就可能远远超过0.1。（1）波长测量间隔的影响）波长测量间隔的影响试样试样123456 Em(10)0.050.050.070.060.030.05 Em(20)0.530.450.390.540.460.62 Em(40)1.41.01.52.61.82.1试样试样789101112 Em(10)0.050.030.050.040.040.03 Em(20)0.330.540.490.570.540.35 Em(40)1.01.22.72.51.60.6

41、试样试样131415161718 Em(10)0.070.070.030.040.040.02 Em(20)0.430.310.520.280.170.33 Em(40)2.71.41.90.81.61.0(2)插值计算的影响插值计算的影响10nm测量间隔经插值计算的改善程度测量间隔经插值计算的改善程度试样试样123456 Em(10)0.050.050.070.060.030.05 Ei(5)0.000.000.020.010.010.01试样试样789101112 Em(10)0.050.030.050.040.040.03 Ei(5)0.020.010.020.010.020.00试样试

42、样131415161718 Em(10)0.070.070.030.040.040.02 Ei(5)0.030.010.010.010.020.0120nm测量间隔经插值计算的改善程度测量间隔经插值计算的改善程度试样试样123456 Em(20)0.530.450.390.540.460.62 Ei(10)0.040.070.060.040.050.06 Ei(5)0.020.070.080.020.050.01试样试样789101112 Em(20)0.330.540.490.570.540.35 Ei(10)0.070.050.060.020.080.08 Ei(5)0.040.050.0

43、80.030.050.09试样试样131415161718 Em(20)0.430.310.520.280.170.33 Ei(10)0.040.060.040.070.050.03 Ei(5)0.010.090.030.040.080.0240nm测量间隔经插值计算的改善程度测量间隔经插值计算的改善程度试样试样123456 Em(40)1.41.01.52.61.82.1 Ei(20)1.11.71.01.71.01.5 Ei(10)1.22.01.01.50.61.4 Ei(5)1.22.11.01.40.61.4试样试样789101112 Em(40)1.01.22.72.51.60.6

44、 Ei(20)0.51.02.41.91.43.1 Ei(10)0.51.22.11.71.51.4 Ei(5)0.51.22.11.71.51.4试样试样131415161718 Em(40)2.71.41.90.81.61.0 Ei(20)2.31.41.61.01.20.3 Ei(10)2.11.41.61.11.10.09 Ei(5)2.11.41.61.11.00.07(3)反射率外推的影响反射率外推的影响由于小于由于小于400nm和大于和大于700nm的光谱三刺激值很小，的光谱三刺激值很小，实际测量时，波长范围取实际测量时，波长范围取400700nm。为了讨论引入。为了讨论引入的误

45、差，选取了的误差，选取了14块孟塞尔颜色样品，波长间隔为块孟塞尔颜色样品，波长间隔为5nm，分别对，分别对380780nm和和400700nm两种波长范围进行两种波长范围进行了色度计算。了色度计算。波长范围截短和外推引入的误差波长范围截短和外推引入的误差试样试样1234567 Ec0.090.080.070.030.080.140.11 Ee0.020.010.060.020.000.000.01试样试样891011121314 Ec0.130.090.080.050.080.070.08 Ee0.000.020.000.000.020.000.00结论：结论：对于大多数实际应用场合；对于大多数实际应用场合；波长范围应取波长范围应取380780nm，波长测量间隔应取波长测量间隔应取10nm；如果采用插值和外推扩展，则如果采用插值和外推扩展，则波长范围可缩小到波长范围可缩小到400700nm，波长测量间隔可增大到波长测量间隔可增大到20nm。演讲完毕，谢谢观看！