色度學(xué)基本知識(shí)培訓(xùn)講學(xué)

1、色度學(xué)基本知識(shí)圖122 電磁波波譜及可見(jiàn)光光譜n從電視角度看從電視角度看,可見(jiàn)光有如下特性可見(jiàn)光有如下特性:n(1)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍有限可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍有限,它只占整個(gè)電它只占整個(gè)電磁波波譜中極小的一部分。磁波波譜中極小的一部分。n (2)不同波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)出的顏色各不相同不同波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)出的顏色各不相同,隨著波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短隨著波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短,呈現(xiàn)的顏色依次為呈現(xiàn)的顏色依次為:紅、紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,見(jiàn)圖。見(jiàn)圖。n (3)只含有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光只含有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光;包包含有兩種或兩種以上波長(zhǎng)的光稱為復(fù)合含有兩種或兩種以上波長(zhǎng)的光稱為復(fù)合光光,復(fù)合光作用于人

2、眼復(fù)合光作用于人眼,呈現(xiàn)混合色。呈現(xiàn)混合色。 n (4)太陽(yáng)發(fā)出的白光中包含了所有的可見(jiàn)太陽(yáng)發(fā)出的白光中包含了所有的可見(jiàn)光光,若把太陽(yáng)輻射的一束光投射到棱鏡上若把太陽(yáng)輻射的一束光投射到棱鏡上,太陽(yáng)光會(huì)經(jīng)過(guò)棱鏡分解成一組按紅、橙、太陽(yáng)光會(huì)經(jīng)過(guò)棱鏡分解成一組按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫順序排列的連續(xù)光黃、綠、青、藍(lán)、紫順序排列的連續(xù)光譜。譜。 圖123 太陽(yáng)光的棱鏡分解2. 物體的顏色物體的顏色物體的顏色有兩種來(lái)源：物體的顏色有兩種來(lái)源：一是：發(fā)光物體所呈現(xiàn)的顏色，一是：發(fā)光物體所呈現(xiàn)的顏色，另一種是物體反射或透視的彩色光，物體所另一種是物體反射或透視的彩色光，物體所呈現(xiàn)的顏色與照射它的光源有關(guān)。

3、呈現(xiàn)的顏色與照射它的光源有關(guān)。不能從看到的顏色來(lái)判斷光譜的分布，因?yàn)椴荒軓目吹降念伾珌?lái)判斷光譜的分布，因?yàn)橐欢ǖ墓庾V表現(xiàn)為一定的顏色，但同一種一定的光譜表現(xiàn)為一定的顏色，但同一種顏色可以由不同的光譜分布而獲得。顏色可以由不同的光譜分布而獲得。n3. 色溫和標(biāo)準(zhǔn)光源色溫和標(biāo)準(zhǔn)光源n(1)色溫的概念色溫的概念n色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。n絕對(duì)黑體：既不反射也不透射完全吸收絕對(duì)黑體：既不反射也不透射完全吸收入射光的物體，但是當(dāng)它加溫時(shí)，將以入射光的物體，但是當(dāng)它加溫時(shí)，將以電磁波的方式向外輻射能量，其輻射波電磁波的方式向外輻射能量，其輻射波譜僅由溫度決定

4、。隨著溫度增加，輻射譜僅由溫度決定。隨著溫度增加，輻射能量將增大，其功率譜向短波方向移動(dòng)，能量將增大，其功率譜向短波方向移動(dòng)，n當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定的溫度下，所輻當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定的溫度下，所輻射的光譜與某光源的光譜具有相同特性射的光譜與某光源的光譜具有相同特性時(shí)，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義時(shí)，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫，以為該光源的色溫，以K表示。表示。n(1)色溫的概念色溫的概念n色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。 n各標(biāo)準(zhǔn)白光源的特點(diǎn)如下各標(biāo)準(zhǔn)白光源的特點(diǎn)如下:A光源光源:相當(dāng)于相當(dāng)于2800K鎢絲燈所發(fā)的光。是一種能實(shí)現(xiàn)鎢絲

5、燈所發(fā)的光。是一種能實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)光源的基準(zhǔn)光源 B光源光源:相當(dāng)于中午直射的太陽(yáng)光，色溫相當(dāng)于中午直射的太陽(yáng)光，色溫4800K。 C光源光源:相當(dāng)于白天的自然光，色溫相當(dāng)于白天的自然光，色溫6800K。 D光源光源:相當(dāng)于白天平均照明光，色溫相當(dāng)于白天平均照明光，色溫6500K，用它作，用它作為照明，被照物體所呈現(xiàn)的顏色更接近于日光下的為照明，被照物體所呈現(xiàn)的顏色更接近于日光下的真實(shí)顏色，它可以由彩色顯像管的三種熒光粉發(fā)出真實(shí)顏色，它可以由彩色顯像管的三種熒光粉發(fā)出的光適當(dāng)混配而成。是的光適當(dāng)混配而成。是PAL制的標(biāo)準(zhǔn)白光源制的標(biāo)準(zhǔn)白光源E光源光源:是一種理想的等能量的白光源，色溫是一種理想的等

6、能量的白光源，色溫5500K 。 E白是等能白光源，即當(dāng)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的光白是等能白光源，即當(dāng)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的光具有相等輻射功率時(shí)形成的一種白光，在自然界中具有相等輻射功率時(shí)形成的一種白光，在自然界中不存在，是用于彩色電視計(jì)算的一種假想光源，簡(jiǎn)不存在，是用于彩色電視計(jì)算的一種假想光源，簡(jiǎn)化色度學(xué)中的計(jì)算?；葘W(xué)中的計(jì)算。 圖124 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜n 1.3.2 1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性n1. 1. 相對(duì)視敏曲線相對(duì)視敏曲線 在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，n 同一波長(zhǎng)的光，強(qiáng)度不同，人眼的亮度感覺(jué)不同一波長(zhǎng)的光，強(qiáng)度不同，人眼的亮度感覺(jué)不同，同，n 相同強(qiáng)度，不同波長(zhǎng)的

7、光，人眼的亮度感覺(jué)不相同強(qiáng)度，不同波長(zhǎng)的光，人眼的亮度感覺(jué)不同同1. 圖125 相對(duì)視敏曲線n2. 2. 人眼的亮度感覺(jué)人眼的亮度感覺(jué)n亮度感覺(jué)亮度感覺(jué), ,即包括人眼所能感覺(jué)到的即包括人眼所能感覺(jué)到的最大亮度與最小亮度的差別及在不最大亮度與最小亮度的差別及在不同環(huán)境亮度下對(duì)同一亮度所產(chǎn)生的同環(huán)境亮度下對(duì)同一亮度所產(chǎn)生的主觀亮度感覺(jué)主觀亮度感覺(jué)。n結(jié)論結(jié)論:n (1)人眼可以感覺(jué)到的亮度范圍雖然相當(dāng)人眼可以感覺(jué)到的亮度范圍雖然相當(dāng)寬寬,但當(dāng)眼睛適應(yīng)于某一平均亮度后但當(dāng)眼睛適應(yīng)于某一平均亮度后,能分能分辨的亮度范圍就比以主觀感覺(jué)辨的亮度范圍就比以主觀感覺(jué)“亮亮”與與“暗暗”為界的范圍縮小了。為界

8、的范圍縮小了。n (2)在不同的環(huán)境亮度下在不同的環(huán)境亮度下,同樣的亮度同樣的亮度,給給人的主觀亮度感覺(jué)卻完全不同。人的主觀亮度感覺(jué)卻完全不同。n (3)當(dāng)人眼適應(yīng)于不同的平均亮度后當(dāng)人眼適應(yīng)于不同的平均亮度后,可可分辨的亮度范圍也不相同。分辨的亮度范圍也不相同。n 由此，電視重現(xiàn)景象的亮度無(wú)需由此，電視重現(xiàn)景象的亮度無(wú)需等于實(shí)際景象的亮度，人眼不能覺(jué)察出等于實(shí)際景象的亮度，人眼不能覺(jué)察出的亮度差別，在重現(xiàn)景物時(shí)可不予精確的亮度差別，在重現(xiàn)景物時(shí)可不予精確復(fù)制，只保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度，就會(huì)復(fù)制，只保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度，就會(huì)有十分逼真的感覺(jué)。有十分逼真的感覺(jué)。n n 3. 人的彩色感覺(jué)人的彩色感

9、覺(jué) n 錐狀細(xì)胞又分為三類錐狀細(xì)胞又分為三類,分別稱為紅敏、綠分別稱為紅敏、綠敏和藍(lán)敏。如果某束光線只能引起某一敏和藍(lán)敏。如果某束光線只能引起某一種光敏細(xì)胞興奮種光敏細(xì)胞興奮,而另外兩種光敏細(xì)胞僅而另外兩種光敏細(xì)胞僅受到很微弱刺激受到很微弱刺激,我們感覺(jué)到的便是某一我們感覺(jué)到的便是某一種色光。種色光。 n 總體上，人眼大體能分辨出總體上，人眼大體能分辨出200多種不多種不同的色調(diào)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)上人眼一般同的色調(diào)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)上人眼一般能分辨出能分辨出1520級(jí)的飽和度變化級(jí)的飽和度變化n4人眼彩色細(xì)節(jié)的分辨力人眼彩色細(xì)節(jié)的分辨力人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力比對(duì)黑白細(xì)節(jié)人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力比對(duì)黑

10、白細(xì)節(jié)的分辨力低的多。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，人眼的彩的分辨力低的多。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，人眼的彩色分辨角比黑白分辨角大色分辨角比黑白分辨角大35倍。因此，在倍。因此，在彩色電視系統(tǒng)傳輸彩色電視信號(hào)時(shí)，須用較彩色電視系統(tǒng)傳輸彩色電視信號(hào)時(shí)，須用較寬的信號(hào)帶寬（寬的信號(hào)帶寬（06）MHz傳送亮度信息，傳送亮度信息，而可用窄帶寬（而可用窄帶寬（01.3）MHz或（或（01.5）MHz傳送色度信息傳送色度信息 。n5人眼對(duì)彩色感覺(jué)具有空間和時(shí)間混色特性人眼對(duì)彩色感覺(jué)具有空間和時(shí)間混色特性人眼彩色感覺(jué)具有空間混色特性，是指人眼彩色感覺(jué)具有空間混色特性，是指當(dāng)人眼對(duì)彼此間隔很近的不同色光的小單元當(dāng)人眼對(duì)彼此間隔很近的不

11、同色光的小單元組，在適當(dāng)距離外觀看時(shí)，不能區(qū)分出各個(gè)組，在適當(dāng)距離外觀看時(shí)，不能區(qū)分出各個(gè)光點(diǎn)的彩色，感覺(jué)到的是它們的混合色。彩光點(diǎn)的彩色，感覺(jué)到的是它們的混合色。彩色顯像管的熒光屏即是基于人眼的空間混色色顯像管的熒光屏即是基于人眼的空間混色特性而制成的。特性而制成的。 人眼彩色感覺(jué)具有時(shí)間混色特性，是指人眼彩色感覺(jué)具有時(shí)間混色特性，是指當(dāng)在同一個(gè)位置輪流投射兩種或兩種以上的當(dāng)在同一個(gè)位置輪流投射兩種或兩種以上的彩色光，其輪換速度足夠高，人眼感覺(jué)到的彩色光，其輪換速度足夠高，人眼感覺(jué)到的是它們混合后的彩色感覺(jué)是它們混合后的彩色感覺(jué) 。n根據(jù)人眼的彩色視覺(jué)特性，在彩色復(fù)現(xiàn)根據(jù)人眼的彩色視覺(jué)特性，

12、在彩色復(fù)現(xiàn)過(guò)程中，并不要求恢復(fù)原來(lái)景物輻射過(guò)程中，并不要求恢復(fù)原來(lái)景物輻射（反射或透射）光的光譜成份，重要的（反射或透射）光的光譜成份，重要的是獲得與景物相同的彩色感覺(jué)。是獲得與景物相同的彩色感覺(jué)。n 1.3.3 彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理n 1.彩色三要素彩色三要素n 對(duì)于彩色光通常可由對(duì)于彩色光通?？捎闪炼?、色調(diào)和色飽亮度、色調(diào)和色飽和度和度三個(gè)物理量來(lái)描述三個(gè)物理量來(lái)描述,這三個(gè)量常被稱這三個(gè)量常被稱為彩色三要素。為彩色三要素。n 亮度：亮度：表征彩色光對(duì)人眼刺激程度的強(qiáng)表征彩色光對(duì)人眼刺激程度的強(qiáng)弱，單位是弱，單位是nit。它與色光的能量及波長(zhǎng)的。它與色光的能量及波長(zhǎng)

13、的長(zhǎng)短有關(guān)。長(zhǎng)短有關(guān)。彩色三要素彩色三要素n色調(diào)：色調(diào)：表征彩色之間色相的差異，如通表征彩色之間色相的差異，如通常所指的紅色、綠色、橘紅色等表述。常所指的紅色、綠色、橘紅色等表述。不同波長(zhǎng)感覺(jué)出不同色調(diào)，故色調(diào)用波不同波長(zhǎng)感覺(jué)出不同色調(diào)，故色調(diào)用波長(zhǎng)表示。長(zhǎng)表示。色飽和度：色飽和度：表征彩色的濃淡或深淺程度，表征彩色的濃淡或深淺程度，用百分?jǐn)?shù)表示。純譜色光的飽和度為用百分?jǐn)?shù)表示。純譜色光的飽和度為100，純凈白光或不同亮度的灰色、黑色，純凈白光或不同亮度的灰色、黑色等（無(wú)彩色）飽和度為等（無(wú)彩色）飽和度為0 色調(diào)與色飽和度三基色原理三基色原理n2.2.三基色三基色三基色原理告訴我們?nèi)砀?/p>

14、訴我們: :(1)(1)三基色必須是相互獨(dú)立的三基色必須是相互獨(dú)立的, ,即其中任一種基色即其中任一種基色都不能由另外兩種基色混合而產(chǎn)生。都不能由另外兩種基色混合而產(chǎn)生。(2)(2)自然界中的大多數(shù)顏色自然界中的大多數(shù)顏色, ,都可以用三基色按一都可以用三基色按一定比例混合得到。定比例混合得到。(3)三個(gè)基色的混合比例三個(gè)基色的混合比例,決定了混合色的色調(diào)和決定了混合色的色調(diào)和飽和度。飽和度。(4)混合色的亮度等于構(gòu)成該混合色的各個(gè)基色混合色的亮度等于構(gòu)成該混合色的各個(gè)基色的亮度之和。的亮度之和。 n三基色原理是對(duì)顏色進(jìn)行分解與合成的重要三基色原理是對(duì)顏色進(jìn)行分解與合成的重要原理，電視系統(tǒng)只需

15、要將要傳送的顏色分解原理，電視系統(tǒng)只需要將要傳送的顏色分解為三基色，然后再分別以對(duì)應(yīng)的一種電信號(hào)為三基色，然后再分別以對(duì)應(yīng)的一種電信號(hào)進(jìn)行傳送就可以了。進(jìn)行傳送就可以了。n三基色的選擇不是唯一的三基色的選擇不是唯一的n選擇三種基色光的基本條件：一是它們之間選擇三種基色光的基本條件：一是它們之間必須是線性無(wú)關(guān)；二是由它們合成的彩色色必須是線性無(wú)關(guān)；二是由它們合成的彩色色域應(yīng)盡量寬。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，用紅、域應(yīng)盡量寬。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，用紅、綠、藍(lán)三色光作為相加混色的三基色光最為綠、藍(lán)三色光作為相加混色的三基色光最為適當(dāng)。彩色電視即是選用該三基色利用相加適當(dāng)。彩色電視即是選用該三基色利用相加混

16、色法顯現(xiàn)各種顏色的?；焐@現(xiàn)各種顏色的。 3. 混色方法n由圖可見(jiàn)由圖可見(jiàn):n 紅光紅光+綠光綠光=黃光黃光n 紅光紅光+藍(lán)光藍(lán)光=紫光紫光(品光品光)n藍(lán)光藍(lán)光+綠光綠光=青光青光n紅光紅光+綠光綠光+藍(lán)光藍(lán)光=白光白光 圖126 相加混色圓圖 n彩色電視系統(tǒng)中使用是相加混色的方法。彩色電視系統(tǒng)中使用是相加混色的方法。n實(shí)現(xiàn)相加混色還有如下幾種方法實(shí)現(xiàn)相加混色還有如下幾種方法:n (1) 空間混色法?？臻g混色法。 n (2) 時(shí)間混色法。時(shí)間混色法。 n (3) 生理混色法。生理混色法。 n 空間混色和時(shí)間混色n4.色度三角形色度三角形n 三基色混合所產(chǎn)生的各種顏色三基色混合所產(chǎn)生的各種顏

17、色,可以由可以由色度三角形予以說(shuō)明色度三角形予以說(shuō)明,圖127 色度三角形n1.3.4 計(jì)色制及色度圖計(jì)色制及色度圖配色實(shí)驗(yàn)配色實(shí)驗(yàn)通過(guò)比色以確定給定顏色的三基色的混合比例通過(guò)比色以確定給定顏色的三基色的混合比例 1.配色實(shí)驗(yàn) 從基色調(diào)節(jié)裝置上分別讀出各個(gè)基色的從基色調(diào)節(jié)裝置上分別讀出各個(gè)基色的數(shù)量數(shù)量,由此可寫(xiě)出配色方程式由此可寫(xiě)出配色方程式n F=R(R)+G(G)+B(B)nC I E 規(guī) 定 ： 標(biāo) 準(zhǔn) 紅 基 色 的 波 長(zhǎng) 選 為規(guī) 定 ： 標(biāo) 準(zhǔn) 紅 基 色 的 波 長(zhǎng) 選 為700nm，標(biāo)準(zhǔn)綠基色光選為，標(biāo)準(zhǔn)綠基色光選為546.1nm，標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)基色光為標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)基色光為435.8nm

18、。n由于這三種基色光可以用物理手段產(chǎn)生由于這三種基色光可以用物理手段產(chǎn)生出來(lái)，因此通常稱為物理三基色，它們出來(lái)，因此通常稱為物理三基色，它們是色度學(xué)計(jì)量中最基本的一套三基色是色度學(xué)計(jì)量中最基本的一套三基色 nCIE還規(guī)定當(dāng)各以還規(guī)定當(dāng)各以1個(gè)單位的上述紅、綠、個(gè)單位的上述紅、綠、藍(lán)三基色光混合時(shí)，恰能產(chǎn)生出等能白藍(lán)三基色光混合時(shí)，恰能產(chǎn)生出等能白（即（即E白）光，這時(shí)的紅、綠、藍(lán)的單位白）光，這時(shí)的紅、綠、藍(lán)的單位量稱為基色量或基色單位，并用符號(hào)量稱為基色量或基色單位，并用符號(hào)（R）、（）、（G）、（）、（B）標(biāo)記。）標(biāo)記。根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定：對(duì)于等能白光根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定：對(duì)于等能白光,當(dāng)當(dāng)R=G=B=

19、1,即即n FE白白=1(R)+1(G)+1(B) |1(R)|1光瓦，光瓦， |1(G)|4.5907光瓦光瓦, |1(B)|=0.0601光瓦。光瓦。其光通量為其光通量為 FE白白=11+14.5907+10.0601=5.6508lm 配色方程式配色方程式,適合于配制一切彩色適合于配制一切彩色,只不過(guò)對(duì)于不只不過(guò)對(duì)于不同彩色三色系數(shù)不同而已。同彩色三色系數(shù)不同而已。n這樣，任意一種彩色光這樣，任意一種彩色光F可用下式表示：可用下式表示：F=R(R)+G(G)+B(B) 式中式中R、G、是基色量（是基色量（R）、（）、（G）、（）、（B）的混配系數(shù)，稱為三色系數(shù)或三刺激值的混配系數(shù)，稱為三

20、色系數(shù)或三刺激值 光通量為：光通量為： |F|=(R1+G4.5907+B0.0601) lm返回n 用物理三基色用物理三基色(R)、(G)、(B)和規(guī)定的和規(guī)定的基色量基色量R、G、B 建立的一套計(jì)色系統(tǒng)，建立的一套計(jì)色系統(tǒng)，稱為（稱為（RGB）計(jì)色系統(tǒng)。用它可以對(duì)一）計(jì)色系統(tǒng)。用它可以對(duì)一切顏色進(jìn)行計(jì)量。切顏色進(jìn)行計(jì)量。 2. 計(jì)色制及色度圖計(jì)色制及色度圖 (1) RGB計(jì)色制及其色度圖計(jì)色制及其色度圖 n實(shí)際中實(shí)際中,彩色的質(zhì)的區(qū)別決定于色調(diào)和飽和彩色的質(zhì)的區(qū)別決定于色調(diào)和飽和度度,即色度。色度與三基色系數(shù)的比例有關(guān)。即色度。色度與三基色系數(shù)的比例有關(guān)。為此為此,引入三基色相對(duì)系數(shù)引入三

21、基色相對(duì)系數(shù)r、g、b。令令m=R+G+B,則則r、g、b分別為分別為RrmGgmBbmm稱為色模，代表彩色量所含的三色系數(shù)的總和。稱為色模，代表彩色量所含的三色系數(shù)的總和。r,g,b稱為相對(duì)色系數(shù)稱為相對(duì)色系數(shù)n因?yàn)橐驗(yàn)镽、G、B三個(gè)色系數(shù)的比例關(guān)系與三個(gè)色系數(shù)的比例關(guān)系與r、g、b的比例關(guān)系相同的比例關(guān)系相同,所以它們都可以表示同一彩色的所以它們都可以表示同一彩色的色度色度,且且n所以只要知道其中兩個(gè)的值所以只要知道其中兩個(gè)的值,就可由式就可由式(110)確確定第三個(gè)的值。因此定第三個(gè)的值。因此,只要選兩個(gè)三基色相對(duì)系數(shù)只要選兩個(gè)三基色相對(duì)系數(shù),就可用二維坐標(biāo)表示各種彩色光的色度。就可用二

22、維坐標(biāo)表示各種彩色光的色度。RGB色色度圖就是在度圖就是在rg直角坐標(biāo)系數(shù)中表示各種彩色光直角坐標(biāo)系數(shù)中表示各種彩色光色度的平面圖。色度的平面圖。n前述可知，色度可以用色調(diào)、飽和度兩個(gè)參量表前述可知，色度可以用色調(diào)、飽和度兩個(gè)參量表征，現(xiàn)在用征，現(xiàn)在用r,g兩個(gè)參量也可表征，可見(jiàn)顏色色度兩個(gè)參量也可表征，可見(jiàn)顏色色度的兩個(gè)參量組是可以互相導(dǎo)出的的兩個(gè)參量組是可以互相導(dǎo)出的1RGBrgbmmm(110) n經(jīng)配色實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)配色實(shí)驗(yàn)得到的R,G,B值并計(jì)算出值并計(jì)算出r,g,b值后，值后， 可作出譜色光在可作出譜色光在r-g中的譜色軌跡。如圖中的譜色軌跡。如圖RGB色度圖色度圖n坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)

23、r=0、g=0、b=1，是單位藍(lán)基色量，是單位藍(lán)基色量1(B) 的坐標(biāo)點(diǎn)；的坐標(biāo)點(diǎn)；n 縱坐標(biāo)點(diǎn)（縱坐標(biāo)點(diǎn)（10）為）為r=0、g=1、b=0，是單位綠基色量是單位綠基色量1(G) ；n 橫坐標(biāo)點(diǎn)（橫坐標(biāo)點(diǎn)（10）為）為r=1、g=0、b=0，是單位紅基色量是單位紅基色量1(R)RGB色度圖色度圖n色度圖中，舌形曲線是飽和度色度圖中，舌形曲線是飽和度100的譜的譜色光的各種色調(diào)，用波長(zhǎng)表示；色光的各種色調(diào)，用波長(zhǎng)表示；nr=g=b=1/3的點(diǎn)是基準(zhǔn)的點(diǎn)是基準(zhǔn)E白的坐標(biāo)點(diǎn)（飽白的坐標(biāo)點(diǎn)（飽和度和度0）；從）；從E白點(diǎn)向四周伸展時(shí)，是白點(diǎn)向四周伸展時(shí)，是飽和度漸增的各種不同飽和度的同一種飽和度漸增

24、的各種不同飽和度的同一種色調(diào)；色調(diào)； RGB色度圖色度圖n由由(R)、(G)、(B)三點(diǎn)組成的三角形稱為三點(diǎn)組成的三角形稱為物理三基色三角形物理三基色三角形，其重心為等能白光，其重心為等能白光E白的位置。舌形曲線所圍的區(qū)域內(nèi)是白的位置。舌形曲線所圍的區(qū)域內(nèi)是(R)、(G)、(B)混出的一切自然界的顏色混出的一切自然界的顏色n用用(R)、(G)、(B)混配時(shí)，可用三色系數(shù)混配時(shí)，可用三色系數(shù)均為正值；混配出三角形外、舌形曲線均為正值；混配出三角形外、舌形曲線內(nèi)的顏色時(shí)，三色系數(shù)有負(fù)值。舌形曲內(nèi)的顏色時(shí)，三色系數(shù)有負(fù)值。舌形曲線以外是不能用線以外是不能用(R)、(G)、(B)配出的顏配出的顏色，也

25、即自然界中不存在的顏色。色，也即自然界中不存在的顏色。 RGB色度圖色度圖n物理三基色物理三基色RGB計(jì)色制物理意義清楚，但實(shí)際計(jì)色制物理意義清楚，但實(shí)際使用很不方便。使用很不方便。n首先首先，在色度圖上不能表示出亮度的大?。唬谏葓D上不能表示出亮度的大??；n其次其次，混色曲線中有負(fù)值存在，計(jì)算時(shí)，易出差，混色曲線中有負(fù)值存在，計(jì)算時(shí)，易出差錯(cuò)；錯(cuò)；n另外另外，譜色軌跡不全在坐標(biāo)的第一象限內(nèi)，作圖，譜色軌跡不全在坐標(biāo)的第一象限內(nèi)，作圖也感不便。也感不便。n為克服上述缺點(diǎn)，為克服上述缺點(diǎn)，CIE規(guī)定了另一種專門(mén)用于彩規(guī)定了另一種專門(mén)用于彩色計(jì)算的坐標(biāo)系，即色計(jì)算的坐標(biāo)系，即XYZ計(jì)色制計(jì)色制（

26、或稱標(biāo)準(zhǔn)計(jì)色（或稱標(biāo)準(zhǔn)計(jì)色制）。制）。 n (2) XYZ計(jì)色制及其色度圖計(jì)色制及其色度圖n 計(jì)算三基色具有如下特點(diǎn)計(jì)算三基色具有如下特點(diǎn):n 可根據(jù)可根據(jù)F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)方程式配出實(shí)際顏色方程式配出實(shí)際顏色,且三個(gè)色系數(shù)且三個(gè)色系數(shù)X、Y、Z均不為負(fù)。式中（均不為負(fù)。式中（X）、）、（Y）、（）、（Z）為三基色單位，）為三基色單位，X、Y、Z為三色系數(shù)為三色系數(shù) n 規(guī)定：規(guī)定： 1）系數(shù)）系數(shù)Y在數(shù)值上等于彩色光的全部亮度在數(shù)值上等于彩色光的全部亮度,與與X,Z無(wú)無(wú)關(guān)，并且，規(guī)定關(guān)，并且，規(guī)定1（Y)的光通量為的光通量為1光瓦。光瓦。 2）合成光的色度仍由）合成光的色度仍由

27、X、Y、Z三個(gè)系數(shù)的比值決定。三個(gè)系數(shù)的比值決定。 3）當(dāng)）當(dāng)X=Y=Z時(shí)時(shí),仍代表仍代表E白白。 4）用它們配出實(shí)際彩色時(shí)、）用它們配出實(shí)際彩色時(shí)、X,Y,Z均為正數(shù)均為正數(shù)返回待定。，其中（同理：（即：（為：系統(tǒng)中的混色公式表示用可以作為一種色光（因?yàn)?，zyxzzzzyyyyxxxxxxxmmmBbGgRrmZBbGgRrmYBbGgRrmXBBGGRRXRGBZYX)()()()1)()()()1)()()()1)()()()1)( 1),( 1),1光瓦（光瓦（又光瓦光瓦（，因?yàn)椋谶x基色時(shí)要求1)6508. 51)6508. 51)6508. 516508. 5)1)1)11)()(

28、)()()()()()()(1)1)1)1BGRBGRBbGgRrmBbGgRrmBbGgRrmZYXzzzzyyyyxxxx1115. 0,0912. 0,3282. 06508. 516508. 516508. 51zyxzyxzyxzyxzzyyxxzzyyxxzzyyxxmmmbbbgggrrrbmbmbmgmgmgmrmrmrm可得到，已求出了可得返回NoImage)()()()1)()()()1)()()()1BbGgRrmZBbGgRrmYBbGgRrmXzzzzyyyyxxxx（代入：將求得的zyxzzzyyyxxxmmmbgrbgrbgr,XYZ計(jì)色制與色度圖nXYZ與與RG

29、B計(jì)色制的換算計(jì)色制的換算n標(biāo)準(zhǔn)基色量與物理基色量之間的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)基色量與物理基色量之間的關(guān)系XYZ計(jì)色制與色度圖n因?yàn)?，任意彩色光因?yàn)椋我獠噬釬在在XYZ系統(tǒng)中的三色系系統(tǒng)中的三色系數(shù)數(shù)X,Y,Z和在和在RGB系統(tǒng)中的三色系數(shù)系統(tǒng)中的三色系數(shù)R,G,B存在：存在：F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)=R(R)+G(G)+B(B)1786.0*Z0.0025)(*Y0.0009*XB0.0157*0.2524*Y(-0.0912)*X)0828.0(-*Z)1587.0(-*Y0.4185*X)()()(B)1786.00.0157(G)(R)0828.0Z-0.0025(B)0.2524(G)

30、(R)1587.0Y-0.0009(B)0.0912(G)-)X0.4185(RF(B)1786.00.0157(G)(R)0828.0-(Z)0.0025(B)0.2524(G)(R)1587.0-(Y)0.0009(B)0.0912(G)-0.4185(R)(X):)()()(Z(ZY(Y)X(X)FZGRBBGGRRBBGGRR所以：因?yàn)椋﹏由以上推導(dǎo)可得，由以上推導(dǎo)可得，RGB坐標(biāo)系與坐標(biāo)系與XYZ坐坐標(biāo)系之間的換算關(guān)系標(biāo)系之間的換算關(guān)系 XYZ計(jì)色制與色度圖表明表明Y代表了彩色光代表了彩色光F的亮度值的亮度值|F| 返回作逆矩陣變換，可得：作逆矩陣變換，可得：XYZ計(jì)色制與色度圖n自

31、然界中一切實(shí)際彩色的色度在舌形區(qū)自然界中一切實(shí)際彩色的色度在舌形區(qū)內(nèi)都有對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置。內(nèi)都有對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置。nE白的色度坐標(biāo)應(yīng)是白的色度坐標(biāo)應(yīng)是x=y=z=1/3。nE白為飽和度為白為飽和度為0的白色區(qū)域，舌形曲的白色區(qū)域，舌形曲線邊緣是飽和度為線邊緣是飽和度為100的各種譜色色的各種譜色色調(diào)，中央到邊緣是飽和度自調(diào)，中央到邊緣是飽和度自0向向100漸增的各種色調(diào)漸增的各種色調(diào) n 類似地,這里也引入三基色相對(duì)色系數(shù)x、y、z。n 設(shè)X+Y+Z=m,則x,y,z分別為:n雖然x+y+z=1,同樣x,y,z中只有兩個(gè)量是獨(dú)立的,故可在x-y平面直角坐標(biāo)系中描繪出所示的XYZ色度圖,亦稱CIE色

32、度圖。 XxmYymZzm(113) 圖130 XYZ色度圖 n 該色度圖具有如下特點(diǎn)該色度圖具有如下特點(diǎn):n 舌形曲線全部位于第一象限舌形曲線全部位于第一象限,所有的單所有的單色光都位于舌形曲線上色光都位于舌形曲線上,舌形曲線稱為譜舌形曲線稱為譜色軌跡色軌跡,它們的飽和度均為它們的飽和度均為100%,曲線旁曲線旁注有單色光波長(zhǎng)值。注有單色光波長(zhǎng)值。 n 舌形曲線上任一點(diǎn)與舌形曲線上任一點(diǎn)與E白白點(diǎn)的連線稱為點(diǎn)的連線稱為等色調(diào)線。等色調(diào)線。n 不在同一等色調(diào)線上的任意兩點(diǎn)不在同一等色調(diào)線上的任意兩點(diǎn),表示表示了兩種不同的顏色了兩種不同的顏色,由這兩種顏色組成的由這兩種顏色組成的全部混合色都處在

33、這兩點(diǎn)的連線上。全部混合色都處在這兩點(diǎn)的連線上。 n 飽和度相同的彩色所對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)的連飽和度相同的彩色所對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)的連線稱為等飽和度線線稱為等飽和度線,見(jiàn)圖中所注。見(jiàn)圖中所注。n 在譜色曲線內(nèi)任取三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彩色作在譜色曲線內(nèi)任取三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彩色作基色基色(例如例如,圖中圖中R1、G1、B1),則由此三基則由此三基色混合而成的所有彩色都包含在以這三色混合而成的所有彩色都包含在以這三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形內(nèi)。點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形內(nèi)。顯像三基色與亮度方程顯像三基色與亮度方程n最終電視屏幕上呈現(xiàn)的彩色圖像是由電視顯像最終電視屏幕上呈現(xiàn)的彩色圖像是由電視顯像管中所用的紅、綠、藍(lán)熒光粉發(fā)光相加混色而管中所用的紅、綠、

34、藍(lán)熒光粉發(fā)光相加混色而成。所以，電視三基色就是顯像三基色成。所以，電視三基色就是顯像三基色 。n顯像三基色的選取要考慮兩方面：顯像三基色的選取要考慮兩方面：首先首先，三基，三基色熒光粉的光色應(yīng)盡可能接近物理三基色，以色熒光粉的光色應(yīng)盡可能接近物理三基色，以使顯像三基色構(gòu)成的彩色三角形的面積盡量大，使顯像三基色構(gòu)成的彩色三角形的面積盡量大，即重現(xiàn)的色域盡量大；即重現(xiàn)的色域盡量大；其次其次，所選三基色熒光，所選三基色熒光粉的發(fā)光效率應(yīng)足夠高，以使彩色圖像有足夠粉的發(fā)光效率應(yīng)足夠高，以使彩色圖像有足夠高的亮度高的亮度 顯像三基色與亮度方程顯像三基色與亮度方程)()()()1)()()()1)()()

35、()1)1)1)111),1),1),1111111111ZzmYymXxmGZzmYymXxmBZzmYymXxmRFBGRCWNTSCBGRNTSCGGGGGGeBBBBBBeRRRRRReCeeeeee（有：（的單位時(shí)混色出制顯像三基色各為因?yàn)橐?guī)定選用（，求出制熒光粉為顯像三基色用白白4320.1,8286.0,9060.021)2(1)(1835.1)(1)(9810.0)316.0 ,310.0164.3316.01111)()()()1 (1)()()(BGRCCCCCCCCCCCCCBBGGRRBBGGRRBBGGRRmmmFZYXCymymXYZFZzmYymXxmCFZxmx

36、mxmYymymymXxmxmxm式：，聯(lián)立代入上式白的座標(biāo)（將，則計(jì)色制的特點(diǎn)：根據(jù)白因?yàn)榘装装罪@像三基色與亮度方程顯像三基色與亮度方程n得到：得到：顯象三基色與亮度方程顯象三基色與亮度方程n在在XYZ計(jì)色制中，只有計(jì)色制中，只有(Y)前面的系數(shù)代表彩色前面的系數(shù)代表彩色的亮度，且的亮度，且1(Y)的光通量為的光通量為1光光瓦，故顯像三基色單位的光通量分別為：瓦，故顯像三基色單位的光通量分別為： 顯像三基色與亮度方程顯像三基色與亮度方程n對(duì)任一彩色光對(duì)任一彩色光F F，用上述選定的顯像三基，用上述選定的顯像三基色混配時(shí)，可得出其表示式為色混配時(shí)，可得出其表示式為任一彩色光其光通量的表示式為：任一彩色光其光通量的表示式為：該式即