目標涂層表面光譜色度特性

本文主要研究目標涂層表面本文主要研究目標涂層表面的光譜BRDF特性和色度特性。以色度學理論光散射理論為基礎，分別討論了利用半球反射率和雙向反射分布函數(shù)兩種方法現(xiàn)目標樣片的色度特性，重點研究了利用雙向反射分布函數(shù)獲得目標樣片的色特性及亮度特性的角分布，將BRDF五參數(shù)模型拓展應用到可見光波段，優(yōu)研究了薄膜材料的色度特性，主要討論了薄膜的顏色隨入射角、膜厚等因素的化規(guī)律，分析了在可見光波段內不同區(qū)域反射率的變化對彩色薄膜色度特性響：研究了光源對目標樣片色度特性的影響，討論了光源的相關色溫現(xiàn)象研究給出了一種關于計算光源相關色溫的程序計算法和利用遺傳模擬退火算法oftargetsamplesinthebandsofvisiblelight．Basedontheofandlightscattering，themethodstoobtainthecoloroftargetsamplesinthebandsofvisiblelight．Basedontheofandlightscattering，themethodstoobtainthecolor HemisphericalandBRDEdistributionsandluminancefive．ParameterBRDFmodeljSextendedintovisibleband．Modelsand3Dsurfacesobtained．Theinfluenceruleofradiationluminance withdiscussed，whichchangesanglesthickness．Itanalysed thebands．TheeffectthecolordifferentdomainsSOUrCe0ncolorofsampJesisstudied，aswellascorrelativetemperaturephenomenon．AprogrammethodandempiricalbasedOilforcorrelatedcolortemperatureareKey本人聲明所交的論文是我個人在導師本人聲明所交的論文是我個人在導師的指導下進行的研究工作及所取得的不包含其它人己發(fā)表或撰寫過的研究成果：也不包含為獲得西安電子科技大學其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志所做的任何獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意日期：竺16．王本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使用學位論文的規(guī)定，即：學校權保留送交論文的復印件，允許查閱和借閱論文：學?？梢怨颊撐牡娜坎糠謨热荩梢栽试S采用影印、縮印、或其它復制手段保存論文。(保密的論文解密后遵守此規(guī)定絲塹壘本人簽導師簽§1．1研究目的和意在整個電磁波譜中，只有一小部分能§1．1研究目的和意在整個電磁波譜中，只有一小部分能引起人的視覺，這一小部分即為可見波段。要嚴格確定可見光的波長范圍是困難的。一般來說，可以取380nm--作為可見光的波長范圍?？梢姽獾牟ㄩL與顏色的大致關系如圖1．1所示由于光和顏色的感覺與人眼的生理結構及人的心理因素密切相關，因而純觀的輻射度量與人的實際感覺并不一致。最初，色度測量都是以人的主觀感覺主要判斷標準(如：“燭光”的規(guī)定和各種色卡的制做)，但這樣測量的結果差異大，重復性很差，不利于信息的保存、復制和傳遞。隨著測量理論和技術段的發(fā)展，特別是分光光度技術和計算機技術的發(fā)展，以主觀判斷為主的測量步轉向以物理測量為基礎，用人的主觀感覺對物理測量的結果進行評價(加權算)的測量處理方法。這樣得到的量叫“心理——生理——物理量”(指色度量)在這里，所謂“人的主觀感覺”，已經不再是某個具體人的感覺，而是由一定的觀察者進行的實驗結果經過處理后得到的一組數(shù)據(jù)和圖表——稼作“標準觀者”，用它們來代表一個抽象了的人的視覺特征。從國際照度委員會色度學系統(tǒng)建立至今，經歷了CIE1931XYZ標準色度系統(tǒng)、CIE19641960均勻顏色空間、CIEl964均勻顏色空間、CIEl976系統(tǒng)、建立。色度學在這個過程中已經取得了很大的發(fā)展。國際照度委員會(cm)色圖顯示了顏色之間的關系，如圖1．2圖1．2色度示意2目前，在現(xiàn)代色度學中均勻顏色空間、色貌預測、顏色信息交流、顏2目前，在現(xiàn)代色度學中均勻顏色空間、色貌預測、顏色信息交流、顏色復等方面仍需要進一步的發(fā)1．193tXYZ色度系統(tǒng)是個不均勻的顏色空間，解決色差度量的問題就是色差的大小。以后，許多學者提出了許多色差評價公式。CIE在1976年在總結位學者工作的基礎上，推薦了12u’v‘和Ea’b+兩種色差公式。目前已為各國所采用從CIELAB色差公式出發(fā)，可以推導出CMC、CIE94、DIN99、CIEDE2000差公式【l‘3】，所有學者建立的均勻色空間中的參數(shù)，都與CIE色度系統(tǒng)的三刺激均勻空間的工作仍2．顏色外貌的預傳統(tǒng)的CIE色度系統(tǒng)只能判斷在特定觀察條件下一對顏色樣品是否目的就是要預測同常生活中所遇到的復雜環(huán)境中呈現(xiàn)給觀察者的顏色外貌，這一個很長遠的目標。近年來許多學者都致力于這方面的研究。英國的和日本的Nayatina等提出了各自的色貌模型141，CIE最新推薦的色貌模型是CIECAM0215。J。它們用色調(hue)、視彩度(c010urfuless)、視亮度(考慮的。目前，這方面的工作仍在繼續(xù)3．彩色復按特定要求產生彩色的過程稱為彩色復現(xiàn)。彩色電視、彩色照相、彩色攝影彩色印刷已為人們所熟悉。色度學的成果為色度復現(xiàn)提供了理論依據(jù)【7_9J：彩色3．1經驗估算配方，一般來說這種方法命中率不高。色料混合的光學原理早在30的電腦配色算法主要基于Kubdka．Munk理論【10’12料配方的命中率已經很高，它的優(yōu)越性已無人懷疑。為滿足料配方的命中率已經很高，它的優(yōu)越性已無人懷疑。為滿足各種行業(yè)的需要，腦配色系統(tǒng)的軟件仍在不斷更新和發(fā)展cRT(陰極射線管)真彩色顯現(xiàn)在優(yōu)質的CRT在理論上可以顯示1000多萬種顏色。由于計算機控制的顯示的可控性和靈活性。CRT在彩色圖像處理。彩色桌面印刷、各種CAD彩色計中得到了廣泛的應用。有報道浣，美國孟塞爾實驗室里大約有50究實驗都是在CRT上完成的【1”。CRT的三個電子槍分別激發(fā)三種熒光粉產生綠、藍光，由于三個紅、綠、藍光點很小且很近，人眼不能分辨，而是合成一光斑產生總的顏色感覺。要改變CRT顯示的顏色，就要改變紅、綠、藍三個通的輸入值。三個通道的輸入值由計算機控制。真彩色顯示的真正含義應該是能CRT上真實的顯示色貌，即達到“即見即所得”的效果。即使三刺激值復現(xiàn)完一致，色貌的視覺效果也不能完全相同。這是因為CRT是自發(fā)光色。而需要在上面復現(xiàn)的常常是物體色。它們的色貌受環(huán)境、背景物體結構、照明光源等多因素的影響。色貌的復現(xiàn)要比三刺激值復現(xiàn)復雜的多。某前人們正向這個方向力4．色度測量方色度特性的測量廣泛應用于工業(yè)領域，彩色電視、彩色攝影和彩色印刷料和涂料、紡織、造紙、交通信號、照明技術等都涉及到顏色測量問題。在這工業(yè)和技術部門中，顏色指標是評定產品質量的重要一環(huán)。在測色方法中，按測量原理的不同可分為刺激值讀取法和分光測色法，在傳統(tǒng)的色度特性的測量基的光譜組成決定的，是不同波長的光在人眼中共同作用的結果。物體表面呈現(xiàn)的方法就是通過物體表面BRDF的測量得到其色度特性的，這種方法比傳統(tǒng)n)傳統(tǒng)測量方法的缺顏色的測量大體有兩類方法：其一，為光電積分法，是以濾光片和元件模擬人眼，在一定的照明條件下進行測量。此法優(yōu)點為：儀器小，測量快，可用于生產過程中的顏色質量控制；缺點為：由于模擬人眼的濾光片極難做完善，因此，準確度不高，因沒有對光譜反射率或光譜透射率進行測量，不能解同色異譜的問題。其二，為光譜掃描法，即測量物體的光譜反射率或光譜透射率此法優(yōu)點為：測量的準確度高，能區(qū)分同色異譜；缺點為：此類儀器大4為光柵掃描式，因而測量時間長，不利于生產過程的顏色質量的控制方法只能4為光柵掃描式，因而測量時間長，不利于生產過程的顏色質量的控制方法只能總體測出物體表面的色度特性，但是，從不同觀測角度觀測物體時，眼所看到物體的色度是有一定差異的。麗利用傳統(tǒng)的測量方法不能獲取物體的面的色度特性，特別是對于變色物體而言，從不同角度觀測時，物體的顏色特差異很大，傳統(tǒng)的測量方法已經顯示出其很大的局限性，迫切需要?個能多角度、方位的測量方法和技術(2)CIE于1971年正式推薦使用了4火多數(shù)材料具有一致的體色。今天，許多材料都具有因角變色性，它們顏色的變是照明條件和觀察幾何條件的函數(shù)。含有金屬片或珠光顏料的涂料就是?個值有重要影響，并且測色值是觀察角度的函數(shù)為了尋找新的、有效的防偽技術，各國科學家都在努力。1973年提出，變色膜的物理變色原理通過復印、打印是無法仿制的，可以將這種變色膜作為一種比較有效的防偽技術應用到貨幣、護照等重要文件上是基于多層光學薄膜中光的干涉。當自然光照射并進入膜層時，某些波長的光干涉相長，另外?些波長的光干涉相消，因此從不同角度可以看到反射的顏色發(fā)生變化。由于變色膜的顏色是多層膜干涉所特有的，并且會隨著觀察角度變化而變，其它方法無法復制加拿大I雪家研究院于1987年設計并制備出了一種顏色可以從金黃色變到綠的全介質變色膜【l41，然而，這種變色膜與通常的印刷工藝是不兼容的，為了解這個問題Products公司的R．W．Philips等研制出變色膜的一種改良產品膜系具有對稱結構的的變色顏料，即將變色膜做成兩面對稱結構，從兩面看，色及顏色變化都是一樣的。由于這種變色膜給人一種色彩斑斕、變化無窮、前公司準備將其應用到產品的包裝上，Nokia公司將這種“變色顏料”用到手機機型號是282)上；NIKE公司也將發(fā)布其新產品“變色運動系列”，如頭盔，變色運動鞋等；福特公司準備在市場上推出“變色汽車”，由于這種“變顏料”在顏色視覺上展現(xiàn)給人們一個新的世界，它還可以應用到絲綢等布料、物上。近年來，我國在變色薄膜技術上也發(fā)展迅速，例如我國同濟大學波耳固物理研究所用熱蒸發(fā)和磁控濺射的物理鍍膜方法和溶膠凝膠化學涂布的方法相§1．2國內外研究物體表面的顏色是由物體表面的反射特性、照明光源的光譜特性§1．2國內外研究物體表面的顏色是由物體表面的反射特性、照明光源的光譜特性的視覺特性三者共同決定的。麗物體的顏色主要是由物體表面的反射特性雙向反射分布函數(shù)(BidirectionalReflectanceDistributionFunction，BRDF)是用描述目標物體表面的空間光反射特性。用其來描述物體表面的光反射特性具有一性的特點，它所確定的反射特性只取決于物體表面本身的特性，它表示不同射條件下物體表面在任意觀測角的反射特性雙向反射分布函數(shù)(BRDF)的定義是由Nicodemusl970年正式提出【16輻射方面，它在材料診斷、目標光輻射與散射特性、環(huán)境氣候監(jiān)測、雜散光抑地物遙感等領域都有廣泛的應用(17．19】。除了以上這些應用以外，目前在下列領1．在光度學和顏色光學領域的應表面雙向反射率測量可以用來確定光度等級。光澤是一種可見屬性，和顏Leroux．T是試樣上散射光在半球空間的幾何分布。通過兩個假設Vienot．F得到了BRDF菲涅耳定律的理論模型，且將這個模型應用于不同光澤數(shù)的黑色和白色涂料試樣中【加1。賓夕法尼亞大學的計算機信息科學系通過測量來研究人類皮膚的反射特性【21】。圖113、1．4分別是照射皮膚的光源和反量傳感器。圖1．5、1．6是實驗裝置和所測量的手背皮膚的光譜反射特性2．在計算機圖形學中的應6BRDF在計算機圖形學中應用也非常廣泛，例如馮(Phong)模型，庫克模型，哥羅德(Gouraud)模型，都是計算機圖形學中的基本的光反射模型。近十年來，計算機圖形技術突飛猛進：硬件上，6BRDF在計算機圖形學中應用也非常廣泛，例如馮(Phong)模型，庫克模型，哥羅德(Gouraud)模型，都是計算機圖形學中的基本的光反射模型。近十年來，計算機圖形技術突飛猛進：硬件上，CPU速度顯著提高，內存擴大，顯示的色彩數(shù)可達1600萬種；在算法上，光線跟蹤及輻射度法目趨完善，可生成照片實的圖象。這就為計算機輔助色彩設計的實現(xiàn)提供了可能性。原始的光線跟蹤法假設物體表面是理想的鏡面，輻射度法則假定物體表面足理想漫射面，這兩種極端情形，與真實世界有較大的差異。為了描述起初世界的顏色現(xiàn)象，必須建立較描述了表面高光，能較好模擬塑料之類的材質，目前最為通用；Blinn[221用物體面的微面元的概率分布來刻畫表面粗糙度，建立了一種基于物理分析的模型Cook—Torrance[”】模型在Blinn基礎上還考慮了光譜依賴性，能描述金屬這樣的勻介質表面的光反射。Kajiyal23j對各向異性材質、Kruegert24l立了光照模型。對油漆的描述，一般都使用Phong模型我國對BRDF的研究始于20世紀80年代末期，中國科學院安徽光學精密械研究所、西安電子科技大學、中國科學院長春光學精密機械研究所等單位BRDF線的BRDF測量儀器還沒研制。隨著國防建設、經濟發(fā)展、社會進步、電磁波(波)遙感遙測的應用，BRDF測量技術也就成為當今高新技術領域的重要技術群§1．3論文結本文的結構安第一章綜述了現(xiàn)代色度學中的基本問題及迸一步發(fā)展方向。著重闡述了現(xiàn)代色度學中測量的基本方法及它們的缺陷，介紹了目前國內方面的應用。最后介紹了本文通過BRDF測量實現(xiàn)物體色度特性可行性第二章色度學基本理論。本章詳細介紹了色度學的幾個表(C1E1931RGB真實三原色表色系統(tǒng)，1931CIE．XYZ標準色度系統(tǒng)CIEl964補充色度學系統(tǒng)，CIEl976色度空間)，介紹了表色系統(tǒng)間的轉換關系及色度學系統(tǒng)中標準照明體和標準光源第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體的色度特性。本章首先從理論上分析了可見光波段不同色光區(qū)域光譜反射率的不同對物體色度特性的響，然后闡述了色度學中光譜反射率譜的測量方法及CIE規(guī)定測的觀測條件，研究了半球空間反射率與雙向反射分布的觀測條件，研究了半球空間反射率與雙向反射分布函數(shù)的關系最后以目標樣片和金屬樣片為例，通過測量了目標樣片和金屬樣的半球反射率譜，研究了目標樣片和金屬樣片的色度特性第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)目標樣片的色度特性。在色度測量和BRDF測量中尋找到光譜反射率因數(shù)和雙向反射分布函數(shù)之間聯(lián)系和共性。通過對目標樣片BRDF測量獲得其色度特性、亮度性的角分布情況。將F五參數(shù)模型拓展應用到可見光波段，優(yōu)化建模得到了目標樣片表面的輻射亮度模型，并建立了樣片表面輻射亮度空間分布圖第五章薄膜材料光譜反射的色度特性。本章運用薄膜干涉理論分析了性第六章同色異譜與光源對色度的影響。本章首先研究了色度學中的同色異現(xiàn)象和同色異譜的實現(xiàn)方法，然后分祈了光源的光譜功率分布不對物體色度特性的影響，分別討論了黑體和典型日光的光譜功率布特性和色度特性。闡述了色度學中光源相關色溫現(xiàn)象，通過研給出了一種關于計算光源相關色溫的程序計算法和利用遺傳模退火算法得到的計算光源相關色溫的一個經驗公式本文的創(chuàng)新1．利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)目標樣片的色度特性，將BRDF五參數(shù)模拓展應用到可見光波段，優(yōu)化建模得到了目標樣片表面的輻射亮度模型并建立了樣片表面輻射亮度空間分布圖2過對光源相關色溫現(xiàn)象的研究，給出了一種關于計算光源相關色溫經驗公8顏色是由物體表面的反射特性、照射物體的光源及正常人眼的視覺特先介紹了正常8顏色是由物體表面的反射特性、照射物體的光源及正常人眼的視覺特先介紹了正常人眼視覺的生理基礎和顏色視覺理論。在顏色匹配實驗基礎上，依次了色度學中CIEl931RGB真實三原色表色系統(tǒng)、1931CIE-XTZ標準色度系統(tǒng)、CIEl964補充度學系統(tǒng)、CIEl976色度空間，著重討論了它們之間的轉換關系式。詳細闡述了色度計算的§2．1視覺的生理基色度學是研究顏色度量和評價方法的?門學科，是顏色科學領域里的一要部分。顏色感覺與聽覺、嗅覺、味覺等都是外界刺激對人感覺器官產生的感光經過物體反射和透射后刺激人眼，人眼產生了此物體的光亮度和顏色的感覺覺。人眼就可以辨認出物體的明亮程度、顏色類別、顏色純潔的程度(明度、調、飽和度)。外界光刺激一色感覺一色知覺是個復雜的過程，它涉及光學、化學、視覺生理、視覺心理等各方面的問題，要想度量色知覺量是很復雜的。理物理學就是研究知覺量與外界刺激量之間關系而發(fā)展起來的一門學科。色度要解決顏色的度量問題必須找到外界光刺激與色知覺量之間的對應關系，以便用對光物理量的測量間接地測得色知覺量，因此應用了心理物理學的方法，通大量的科學實驗，建立了現(xiàn)代色度學。它是一門以光學、視覺心理、心理物理各學科為基礎的綜合性科學，也是一門以大量實驗為基礎的實驗性科學了解人眼的構造和顏色感覺的機理，以及種種顏色視覺現(xiàn)象§2．1．1明視覺和暗視功能，在外界光亮度變化時，有不同的視覺規(guī)律。在光亮條件下，即亮度在幾cd／m2視覺條件下，錐體細胞能分辨物體的細節(jié)，很好的區(qū)分不同的顏色。在明視覺件下觀察大面積表面時，多少也有些桿體細胞參加了活動，在亮度達到lOcd／m2}二時可以認為純粹是錐體細胞起作用。在暗條件一F，亮度約在百分之幾cd／m2人眼的桿體細胞起作用，稱為桿體細胞視覺，也叫暗視覺。在暗視覺條件下，體細胞能感受微光的刺激，但不能分辨顏色和細節(jié)。嚴格的說，只有當亮度達第二章色度學理cd／m2以下時，才能說只有桿體細胞起作用。在明視覺和暗視覺第二章色度學理cd／m2以下時，才能說只有桿體細胞起作用。在明視覺和暗視覺之間的水平下，稱為中間視覺，這是既有錐體細胞參加又有桿體細胞參加共同起作用不同波長的光引起人眼的感受程度是不同的，功率相同但波長不同的(或稱為視見函數(shù))。因為人眼有明視覺和暗視覺兩重功能，光譜光視效率也有種。實驗是這樣進行的：在光亮條件下，讓觀察者調節(jié)光譜的不同單色光的強度匹配一個固定的白光，在黑暗條件下，調節(jié)各單色光的強度，以達到視覺閡1924年國際照明委員會(CIE)采用了吉布遜和廷德爾推薦德材料規(guī)定了明覺的光譜光視效率礦似)，這代表300多名觀察者中央凹視覺(2。一3均光譜感受特性。1951年CIE又根據(jù)覺的光譜光視效率礦’m)，這代表了完暗適應條件下，年齡低于30歲的觀者，刺激離中央凹大約5。的桿體細胞平均感受特性。礦(A)與y’@)曲線如hCIE推薦采用明視覺和暗光視效率礦(A)與V’(A)作為圖察者。按照CIE標準光度觀察者v(z)明視覺丸。q_r晚似礦7暗視覺m式中盛，以是光通量。單位是流明；晚(A)是以波長為自變量的輻通量，單位瓦；％=6831m／W，砭一§2．1．2顏色視覺理現(xiàn)代顏色理論主要有兩大類，它們是從兩個比較古老的理論發(fā)展出來的：個是楊——赫姆霍爾茲的三色學說㈣，另一個是赫林的“對立”顏色學說瞄1。前從顏色混合的物理學規(guī)律出發(fā)，后者從視覺現(xiàn)象出發(fā)。兩個學說都能解釋大量實，但都有不足之處，這兩個顏色學說在今天仍是占主導地位1．三色學說理基于顏色混合的實，但都有不足之處，這兩個顏色學說在今天仍是占主導地位1．三色學說理基于顏色混合的各種事實，1860年赫爾姆霍茲提出了一個顏色視覺的生理理論，這一理論后來成為其它顏色視覺理論的原型。這個理論叫做三種感受器論，或三色理論。三色理論說明為什么三種顏色可以起原色的作用，它還說明一顏色不只是由某幾個固定波長的光組合而成，這個顏色也可以由其它波長的組合而成}而且在顏色混合中，只要兩個顏色的外貌相同，它們就可以彼此替代赫爾姆霍茲還指出，在人的眼睛內有三種基本的顏色感受器。在當時，赫姆霍茲還不知道視網膜內錐體細胞的作用，它只假設有三種基本的顏色感覺纖維后來發(fā)現(xiàn)，這些假定的纖維和視網膜的錐體細胞有類似的作用，所以近代的三理論認為，三種顏色感受器實際上就是視網膜的三種錐體細胞。每一種錐體細包含一種色素，三種錐體細胞色素的光吸收特性不同，第一種錐體細胞是專門受紅光的細胞，相應第二和第三種錐體細胞色素是分別專門感受綠光和藍光的胞這種理論能夠很好的解釋顏色混合問題。我們可以用紅綠藍三種原色以不應的強度不同，三種不同程度興奮的比例關系決定我們所看到的將是什么顏色但是這一學說也有不足之處，例如，按照這一學說，應該至少有三種單色即：紅色盲；綠色盲和藍色盲，它們可以單獨存在。但是根據(jù)色盲的事實，幾所有紅色盲的入同時也是綠色盲者，他們被稱為紅～綠色盲。更重要的是，根這個學說，三種神經纖維同時興奮才能產生白色或灰色感覺，既然色盲者缺乏種或幾種纖維，是不應該有白色感覺的，而全色盲的人同樣也有明度和白色感這暈顯然是矛盾的。同樣，按照這個學說，紅一綠色盲的人是不應該有黃色感的，因為只有“紅”和“綠”纖維同時興奮才能產生黃色，但事實上并非如赫林的對立顏色學說也叫四色學說。1878年赫林觀察到顏色現(xiàn)象總是以紅綠，黃一藍，黑一白成對關系發(fā)生的，因而假定視網膜中有三種視素：白一黑素、紅一綠視素、黃一藍視素。這三種視素的代謝作用包括建設(同化)和破(異化)兩神對立的過程。光刺激破壞自一黑視素，引起神經沖動產生白色感光刺激時白～黑視素便重新建設起來，所引起的神經沖動便是黑色感覺。對綠視素，紅光起破壞作用，綠光起建設作用。對黃一藍視素，黃光起破壞作光起建設作用。因為各種顏色都有一定的明度，即含有白色成份，所以每一色不僅影響其本身視素的活動，而且也影響白一黑視素的活動根據(jù)赫林學說三種視素的對立過程的組合產生各種顏色感覺和各種顏色第二章色度學理合現(xiàn)象赫林學說的最大困難是對三原色能產生光譜一切顏色這一現(xiàn)第二章色度學理合現(xiàn)象赫林學說的最大困難是對三原色能產生光譜一切顏色這一現(xiàn)象沒有給予明。而這一物理現(xiàn)象正是近代色度學的基礎，一直有效地指導著顏色技術的實三色說和四色說在歷史上已經爭論了上百年，兩神理論看起來是嚴重對立的但是現(xiàn)代神經生理學的研究成果表明，兩種理論可能各適合于顏色視覺過程的個階段，它們之間是可以互相補充的。由神經生理學實驗發(fā)現(xiàn)，在視網膜上存三種不周的顏色感受器。它們是三種不同的錐體細胞，每?種有自己獨特的光靈敏度和靈敏范圍。這就有力的支持了三色學說。但在網膜和視神經的傳輸通研究中，又發(fā)現(xiàn)支持凹色學說的現(xiàn)象。在神經興奮向視覺中樞的傳導過程中，經視神經中樞的綜合判斷，使人感覺到顏色的三屬性：色調，彩度和明度。因除T--色和四色學說之外，還有米勒的階段學說和蘭德的網膜皮層理論[261各理論的實驗方法無例外地都是心理物理學方法：受試者是具有正常色覺的入，作為一種輸入，以人眼受光后作出的判斷為輸出，它是純物理方法所不能§2．2顏色的分類和特§2．2．1顏色可分為彩色和非彩色兩類當物體表面對可見光譜所有波長反射比都在80--90％以上時，該物體為白色；其反射比均在4％以下時，該物體為黑色：介于兩者之間的是不同程度的灰色。白色的反射比應為100％，純黑色的反射比應為0。在現(xiàn)實生活中沒有純白、純黑物體。對發(fā)光物體來說，自黑的變化相當于白光的亮度變化，亮度高時人眼明度：人眼對物體的明暗感覺。如圖2,2所示，彩色光的亮度愈高，人眼感覺明亮，或者說有較高韻明度。彩色物體表面的光反射率愈高，它的明度就高l|}l鷹俄柑圖2．2明度色標示色調：彩色彼此相互區(qū)分的特性，如圖2．3所示，可見光譜不同波長的輻射視l|}l鷹俄柑圖2．2明度色標示色調：彩色彼此相互區(qū)分的特性，如圖2．3所示，可見光譜不同波長的輻射視覺上表現(xiàn)為各種色調，如紅、橙、黃、綠、藍等。光源的色調決定于輻射的譜組成對人眼所產生的感覺。非發(fā)光物體的色調決定于光源的光譜組成和物體面所反射(透射)的各波長輻射的比例對人眼所產生的感覺一個簡單的色圖2．4飽和度色標示意飽和度：是指彩色的純潔性，如圖2．4所示，在一個大紅色里逐步添加白色者是黑色，這個大紅色就會變的不像以前那么艷麗了白這是因為它的飽和度下降了?？梢姽庾V中的各種單光是最飽和的彩色。當光譜色摻入白光成分愈多時就愈不飽和。物體色的飽和度決定于物體反射(透射藍紅性。如果物體反射光的光帶愈窄，它的飽和度就越高性——明度、色調、飽和度表示出來，如圖2．5所示黑點代表光譜上各種不同的色調(紅、橙、黃、綠、藍紫)；從圓周向圓心過渡表示飽和度逐漸降低§2．2．2顏色恒常盡管外界的條件發(fā)生變化，人們仍然根據(jù)物體的固有顏色和亮度來感知它們外界條件發(fā)生變化以后，我們的色知覺仍然保持相對的不變，這種現(xiàn)象就是顏第二章色度學理Kries色系數(shù)定律【27模型)。目前具有代表性的顏色恒常理論(或模型)主要有第二章色度學理Kries色系數(shù)定律【27模型)。目前具有代表性的顏色恒常理論(或模型)主要有Land的視網膜皮層理論f28-291、D、Zmufa的雙線性模型【30-32]、Finlayson睜剛征根Q，B，y，引入常數(shù)R，Go，玩，則公式(2-2)成立。式(2—2)中陋Kries色系數(shù)表示靈敏度的改變程度，稱為YonKreis系數(shù)。式(2—2)稱為f尺。2口R一舊ayB一(2—2．視網膜皮層理Land和McCann提出了視網膜皮層理f尺。2口R一舊ayB一(2—2．視網膜皮層理Land和McCann提出了視網膜皮層理論(retinextheory)。這個理論認為人化一‘般是平緩的，通常表現(xiàn)為平滑的照明梯度，而由表面變化引發(fā)的顏色變統(tǒng)對物體表面反射性質的知覺有關。在視網膜皮層系統(tǒng)中，存在一個對比機以知覺Mondrian§2．3CIEl931RGB真實三原色表色系§2．3．1格拉斯曼顏色混合1854年格拉斯曼將顏色混合現(xiàn)象總結成顏色混合定(1)人的視覺只能分辨顏色的三種變化：明度、色調、飽和度(2)在由兩個成分組成的混合色中，果一個成分連續(xù)的變化，混合色的外貌連續(xù)的變化(3)顏色外貌相同的光，不管它們的K譜組成是否一樣，在顏色混合中具有相的效果。換言之，凡是在視覺上相同的色都是等效(4)混合色的總亮度等于組成混合色格拉斯曼顏色混合定律是色度學的一般規(guī)律，適用于各種顏色光的相加混合但這些規(guī)律不適用于染料或涂料的混合。染料、涂料的混合是顏色光的減光過程§2．3．2顏色匹配實把兩個顏色調整到視覺相同的方法叫顏色匹配，顏色匹配實驗是利用色光第二章色度學理色來實現(xiàn)的。圖2．6中左方是一塊白色屏幕，上方為紅R、綠G、藍B下方為待配色光c，白屏幕上下兩部分用一黑擋屏隔開，由白屏幕反射出來的第二章色度學理色來實現(xiàn)的。圖2．6中左方是一塊白色屏幕，上方為紅R、綠G、藍B下方為待配色光c，白屏幕上下兩部分用一黑擋屏隔開，由白屏幕反射出來的光通過小孔抵達右察者的眼內。人眼看到的視場范圍在2。左右，被分成兩部分。圖右上方還有一光，照射在小孔周圍的背景白版上，使視場周圍有一圈色光做為背景。在此裝置上可以進行一系列的顏色匹配實驗。待配色光可以通過調節(jié)上方三原色度來混合形成，當視場中的兩部分色光相同時，視場中的分界線消失，兩部為同一視場，此時認為待配色光的光色與三原色光的混合光色達到色匹配。不的待配色光達到匹配時三原色光亮度不同，可用匹配方程表示(c)薹JR(R)+G(G)+B(曰(2—顏色匹配方程是表示顏色匹配的代數(shù)式式中(c)表示待配色光；(R)、(G)、(口)代表產生混合色的紅、綠、藍三原色的量：R、G、曰上相等，即顏色匹配刺激值。也就是顏色匹配方程化．3)式中的R、G、口值。一種顏色與一組R、GB數(shù)值相對應，顏色感覺可以通過三刺激值來定量表示。任何兩種顏色只要月、G口數(shù)值相同，顏色感覺就相同1．國際照明委員會(OE)規(guī)定紅綠、藍三原色的波長分別為700nm546．1nm、435．8nm，在顏色匹配實驗中當這三原色光的相對亮度比例1．0000：4．5907：0．0601時就紅、綠、藍三原色的單位量(G)：(B)=1：1：1。盡管這時三原色的亮度值并不等，但CIE色的亮度值作為一個單位看待，所以圈2．71931CIE-RGB光譜三刺激光加色法中紅、綠、藍三原色光等比例混合結果為白光2．CIE．RGB光譜三刺激CIE—RGB光譜三刺激值是317位正常視覺者，用CIE規(guī)定的紅、綠、藍三色光，對等能光譜色從380nm到780nm所進行的專門性顏色混合匹配實驗得到的實驗時，匹配光譜每一波長的等能光譜色所對應的紅、綠、藍三原色數(shù)量，稱光譜--N激值，記為F，享，F(xiàn)，它是Cm在對等能光譜色進行匹配時用來表示光譜--N激值，記為F，享，F(xiàn)，它是Cm在對等能光譜色進行匹配時用來表示紅于人眼的視覺特性。因此，匹配波長A的等能光譜色的顏色方程(2—光譜三刺激值曲線如圖2．7所示，這一組函數(shù)叫做CIE．RGB系統(tǒng)標色度觀察者光譜三刺激值”，簡稱CIE．RGB系統(tǒng)標準觀察者”。c似)在數(shù)上表示等能光譜色的相對亮度，其中最大值為c(555)H有c(555)=l，c(555)=F(555)(尺)+g(555)(G)+6(555(2-3．在很多情況下，光譜三刺激值是負值(負刺激值)，這是因為待配色為單色光，其飽和度很高，而三原色光混合后飽和度必然降低．無法和待配色實現(xiàn)匹配。為了實現(xiàn)顏色匹配，在實驗中須將上方紅、綠、藍--N的三原色光之一移到待配色一側，并與之相加混合，從而使上下色光的飽和度相匹配。例如，將紅原色移到待配色--t女rl，c(^)+F(A)(R)=季(A)(G)+6(A)((2-因此，待配c(^)t—v(xXR)+厚IA)(G)+厶(A)(所以Fn)出現(xiàn)了負4．色度坐在顏色匹配實驗中，為了表示R、G、B三原色各自在R+G+B總量中比例，我們引入色度坐標r、g、br=R／(R+G+B1g—b=曰“只+G+口若待配色為等能光譜色，則上式可寫，<A)=以4)／p-(z)+霉<五)+6(旯)g(A)=季-(4)／p--(x)+F(A)+6(A(2-務(丑)=b(x)／p--(4)+百(A)+6(^)FQ)，可(A)，百Q)是從實驗得出來的，本來可咀用于顏色測量和標定以及色度學§2．41931CIE．XYZ標準色度系和色度§2．41931CIE．XYZ標準色度系和色度坐標r、g、b均變?yōu)檎?。選擇三個理想的原色(三刺激值)x、Y、虛構的假想色。CIE—RGB系統(tǒng)向cIE．XYz系統(tǒng)的轉換，可以由三原色轉換方法【36‘37(1)選定B光源作為RGB系統(tǒng)得參照白，其色度坐標值列出1931CIE—RGB系統(tǒng)的(R)，(G)，p)三原色在CIE—XYZ系統(tǒng)的色度坐標(2—(G)：‘；0．27368,y。一剛滋篙0．3073。翟0．17028心對某一波長A的光譜刺激，rQ)，g(A)，6∽)與xQ)，y(A)，z(A)色度坐標的關)、’0．69867r似+179y(櫨簇2-)、’0．69867r似+179y(櫨簇2-0．0000r(Z)4-0．0099939(A)+O。、。(2)選定等能白光E光源作為RGB系統(tǒng)得參照自，其色度坐標工列出1931CIE—RGB系統(tǒng)的俾)，(G)，∞)三原色在CIE—XYZ系統(tǒng)的色度坐(G)：‘=0，27368，靠一運用色系數(shù)轉換方法可以得出兩組色系數(shù)的轉換關系R一—XJG-r口—Z和XRyG(2—BZ)對某一波氏^的光譜刺激，rQ)，g(A)，6(A)與石@)，y(^)，z(Z)色度坐標的關為0．6672002rn)+1．13231559似?、式(2．15)是我們通常用來進行變換的關系式，所以，只要知道某～顏色的色度坐r、g、b，即可以求出它們在新設想的三原色XYZ顏色空間的的色度坐標x、Y、z第二章色度學理CIEl931xy色度圖是根1931CIE．XYZ系統(tǒng)繪制出來f如2．8所示1，x的比例，Y色度坐標第二章色度學理CIEl931xy色度圖是根1931CIE．XYZ系統(tǒng)繪制出來f如2．8所示1，x的比例，Y色度坐標相當于綠原色比例。圖中沒有z色度坐標，因x+y+z=1，所以z=1一“十y)。光譜軌跡曲線落在第一象限之內，以肯定為正值，這就是目前國際通的CIEl931xy色度圖2．CIE—XYZ光譜三刺激CIE．XYZ光譜三刺激值是由C1E．RGB光譜三刺激值經過式(2．15坐標之間的轉換得到的，記為光譜三刺激值i@)，歹(^)，．(^)。從圖2．7可由F@)，手(^)，b-(z)分別乘以單位量得到的相對亮度與人眼的明視覺光譜光視效函數(shù)yp)相同，為了直觀的表示顏色的亮度，CIE規(guī)定頁A)。y(A)，因此表達待配色(等能光譜色)中綠原的數(shù)量，而且還表示待配色色光的度，用于計算顏色的亮度特性。由歹@)符合明視光譜光視效率函數(shù)，稱“CIE標準色度觀察者¨¨“¨：!¨蛄¨色度值的計算中代表人眼的顏色覺特征參數(shù)。由色度坐標的定義圖2．9CIEl931標準色度觀察者光譜三刺激x(Z)=i(^)／F(A)+歹IA)+i_：(丑y(Z)=y(z)／Ii(z)+歹(A)+雙^)z(A)*手(A)／【i(A)+歹(^)+-(^(2-因為規(guī)定y(z)=v(z)．所以光譜三刺激值的計算公式為手積(2—計算結果如圖2．93．CIEl964CIEl931標準觀察者的材料適用于20視場的中央視覺觀察條件(視場3．CIEl964CIEl931標準觀察者的材料適用于20視場的中央視覺觀察條件(視場范1—4。)，為了適合大于4。視場的色度測量，CIE在1964年又另規(guī)定一組補充標準色度觀察者光譜三刺激值”和相應的色度圖。這一系統(tǒng)稱為補充標準色度學系統(tǒng)”。CIEt964補充標準色度觀察者光譜三刺激值，簡稱補充標準觀察者”，是根據(jù)斯泰爾斯和伯奇以及斯伯林斯卡婭兩項研究確定的。系統(tǒng)，轉換關系如下[37-40】(2—§2．5CIE色度計算方1，(1)要計算顏色的色度坐標，必須先求得顏色的三刺激值。CIE色度系統(tǒng)的計算公式為【37。40xtp(A)i@矽y5tp(A)獺2毛。p(AZ式中積分范圍在可見光波段內墨。=klo∑妒(堿?！?klo∑妒(A)民工=2摹妒(A)i(1y=七摹妒(A)歹z=尼∑妒(A)手式中妒Q)稱為顏色刺激函數(shù)，即進入人眼產生顏色感覺的光能量被測物體是自發(fā)光體時，妒Q)為發(fā)光物體輻射的相對光譜功率分布被測物體是非自發(fā)光物體時，透明或不透明物體的顏色刺激函數(shù)妒(A)分別為第二章色度學理妒(A)蠱百妒(A)窯∥(A)s(^)(2—妒式中f(A)為物體的光譜透射比；p(A)為物體的光譜輻亮度因數(shù)第二章色度學理妒(A)蠱百妒(A)窯∥(A)s(^)(2—妒式中f(A)為物體的光譜透射比；p(A)為物體的光譜輻亮度因數(shù)；p(z)為物的光譜反射比；s(a)為照明光源的相對光譜功率分布。式中的常數(shù)k和kl。ⅡU做t0——5—化系數(shù)。它是將照明體(或光源)的l，值調整為100時得出的，tklo；s(z)y,o(Z)az(2-當妒(A)=f(A)·s(z)時，l，為物體的光透射率；當妒(A)=盧Q)·s(a)時，y體的亮度因數(shù)；當妒(∞=p(A)·s(z)時，y為物體的光反射率式中波長間隔△A同。一般選取△A=5nm或lOnm驢物體的色品坐XV=臚i而‰。瓦磊iZ=Zi在計算顏色的三刺激值時，應盡量用CIE標準照明體，由于ClE標準照明以表格的形式給出，從而簡化了計算步驟，這一計算方法稱為加權坐標法r2)選定坐標在選定坐標法中，光譜被分成一定數(shù)量的波長間隔。但是各個波長間隔(△舢等，不象在加權坐標法中被均勻的分段，而是分別按s(^F積)，s(z2．主波長和色純不僅可以用上述色度坐標標定物體的顏色，還可以用主波長和色純度標定體的顏色主波長：用某一光譜顏色按一定比例與一個確定的參照光源相混合而匹的樣品色，該光譜色的波長就是樣品的主波歐。顏色的主波長大致相當于日?；钪杏^察到的顏色的色調。如果已知樣品的色度坐標x，Y和參照光源的色度坐‰，y色純度：樣品的顏色接近同一主波長光譜色的程度表明該樣品顏色的純度色純色純度：樣品的顏色接近同一主波長光譜色的程度表明該樣品顏色的純度色純度有興奮純度和亮度純度兩種表示法。色純度大致相當于顏色知覺中的色用主波長和色純度來表示顏色，比只用色度坐標表示顏色的優(yōu)點在于這種示顏色的方法能給人以具體的印象，能表明一種顏色的色調及飽和度的大致情況CIEl931XYZ顏色空聞。在這個空間內，兩點的距離正比于視覺上顏色的差異，即色差的大從CIEl931RGB系統(tǒng)到CIEl931XYZ系統(tǒng)，再到CIEl960UCS系CIEl976LAB系統(tǒng)，一直都在向”均勻化”方向發(fā)展。為了進一步統(tǒng)一評價顏色的方法，CIECIEl976(L'u’v+)空間和CIEl976(Ua+b’)空間【37-40]，1976年CIE已用1．CIEl976(L'u’v‘)空間及其色差公CIE提出采用(L'u‘v’)空間的標定顏色方法，CIEl976(L*u+v’)空問的明度r及米制色度“’，v‘由下式規(guī)定r=116(Y／Yo)“3— 2t903．30，"7誓“‘=13L'(u’一K=—Xo+衛(wèi)Z而式中X，Y，Z為顏色樣品的三刺激值；“7，v’為顏色樣品的色度坐標；X。，Yo，Z為E標準照明體(例如玩；或)照射在完全反射漫射體上，再經完全反射漫射體反射到觀察者眼中的白物體色刺激的三刺激值。=10，U’，V坐標。按三’“’r‘標定的兩個顏色之間的總色差A‰∞k’r’)由下式計算△—E1c曬(rH’y+)=K△r)2+(△“+)2+(△V‘)2】為了獲得物體色在知覺上均勻的空間，并反映大于閾值小于盂塞爾顏色系第二章色度學理所表示的色差，CIE推薦第二個均勻顏色空間和色差計算公式，即CIEl976(L'a—12，口+，b‘由下式規(guī)定《L=1160"1ro)1j-(2-f2—(z／z。從上式轉換第二章色度學理所表示的色差，CIE推薦第二個均勻顏色空間和色差計算公式，即CIEl976(L'a—12，口+，b‘由下式規(guī)定《L=1160"1ro)1j-(2-f2—(z／z。從上式轉換中可以看出：由x、Y、z變換為1_7，n+，b’時包含有立方根的函變換，經過這種非線形變換后，原來的馬蹄形光譜軌跡不復保持。轉換后用笛卡兒直角坐標體系來表示，形成了對立色坐標表述的心理顏色空間，如圖所示。在這一坐標系統(tǒng)中，+n+表示紅色，一n+表示綠色，+6+表示黃色，-6。表藍色，顏色的明度由r的百分數(shù)來表示／／／／圖2．10CIELab色空兩個按F，盯’，b’標定的顏色，兩者之間的總色差△E?？诒P穢)由下式計算衄玉口4協(xié)+)=f(Ar)2+(缸’)2+(曲‘)2】(2—CIE標準照明體和標準光照明光源對物體的顏色影響很大。不同的光源，有著各自的光譜能量分顏色，在不同光源的照射下物體表面呈現(xiàn)的顏色也隨之變化。為了統(tǒng)一對顏認識，首先必須要規(guī)定標準的照明光源。因為光源的顏色與光源的色溫密切相關所以CIE規(guī)定了四種標準照明體的色溫標準【37_38】標準照明體A：代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光標準照明體B：標準照明體A：代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光標準照明體B：代表相關色溫約為4874K的直射陽光標準照明體C：代表相關色溫大約為6774K的平均日光，光色近似陰天天的日光(Xo=98．07，Yo=100．00，7-標準照明體D65：代表相關色溫大約為6504K的日光標準照明體D：代表標準照明體D65以外的其它日光CIE規(guī)定的標準照明體是指特定的光譜能量分布，是規(guī)定的光源顏色標準。并不是必須由一個光源直接提供，也并不一定用某一光源來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)的光譜能量分布。CIE推薦下列人造光源來實現(xiàn)標準照明體的規(guī)標準光源A：色溫為2856K的充氣螺旋鎢絲燈，其光色偏黃標準光源B：色溫為4874K，由A光源加罩B型D—G相當于中午日光。標準光源c：色溫為6774K，由A光源加罩c型D．G液體濾光器組成，光相當于有云的天空光CIE標準光源A、B、C、D6，的相對光譜能量分布曲線如圖2．11所示圖CIE標準照明體A，B，c’D65的光譜功率分C正標準照明體A、B、c由標準光源A、B、C的標準照明體D65，目前CIE在目前還不能由真實的光源準確地實現(xiàn)。當前國際上正在進行著與標準照明體相對應的標準光源的研制工作的白熾燈和熒光燈。它們的相對光譜能量分布與D65有所符合，帶濾光器的高壓弧燈提供了最好的模擬，帶濾光器的白熾燈在紫外區(qū)的模擬尚不太理想，熒光第二章色度學理的模擬較差第二章色度學理的模擬較差。為了滿足精細辨色生產活動的需要，還有采用熒光燈和帶濾器的熾燈組成的混光光源，稱為D65光源，其色溫可達7500K。主要運用在原棉評繳§2．8小本章首先介紹了正常人眼視覺的生理基礎和顏色視覺理論，簡要說明了在視覺和暗視覺條件下人眼的光譜光視效率和顏色視覺理論中的三色學說理論和色學說理論。在顏色匹配實驗基礎上，依次詳細討論了色度學中1931CIE-RGB實三原色表色系統(tǒng)、t931CIE．XYZ標準色度系統(tǒng)、CIEl964補充色度學系統(tǒng)CIEl976色度空間，著重討論了它們之間的轉換關系式。詳細闡述了色度計算的本方法和CIEl976色度空間中的兩種色差公式。最后簡要介紹了色度學系統(tǒng)中準照明體和標準光源以及它們的光譜功率分布在標定物體顏色時，一般采用分光光度計測定出光譜反射在標定物體顏色時，一般采用分光光度計測定出光譜反射率，然后利用色度計算公式算出物體的色度特性。光譜反射率的分布對物體色度特性的影響很大，首先從理論在可見光波段內不同色光區(qū)域光譜反射率的不同對物體色度特性的影響，然后闡述了色度中光譜反射率譜的測量方法及CIE規(guī)定測色的觀測條件，研究了半球反射率與雙向反射分率譜，研究了目標樣片和金屬樣片的色度特性§3．1光譜反射率對色度特性的影以反射的顏色為主要特征的各種光學材料已廣泛地應用于交通信號、照明一項重要內容。物體的表面色是由物體表面的光譜反射特性、照明光源的坐標。下面研究物體光譜中各色光反射率變化對物體表面顏色的影響，該項工作僅有一定的新穎性，而且有較大的實用價值色就只決定于其光譜反射比。其中每一種色光的反射率變化對都對物體的顏色影響。光譜中各色光的波長范圍可以大致劃分為紅色780～620nm，橙色590hm，黃色590～560nm，黃綠色560～530nm，綠色530～500nm，青色470nm，藍色470～430nm，紫色430～380nm，在顏色物體的光譜反射率中，對每一波長均有一‘反射率值，為簡化計算，將某一色光區(qū)各波長對應的反射率值為相同，以不同的變量表示各色光區(qū)的反射率值。進行色度分析計算時變，從而獲得～在色度圖中繪成曲線，可以據(jù)此觀察由于反射率變化所引起物體顏色的變化趨勢了解各變量對物體顏色的影響程度。一般情況下，物體顏色的特征色對應的反很高，而在其余色光區(qū)較低，從而使物體表現(xiàn)為某種顏色這里以Dss作為選取的光源為例，來說明采用的分析方法，利用所編程序給第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特個色光區(qū)域的光第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特個色光區(qū)域的光譜反射比賦一個初始值(這里設為5％)，使紅光(620nm～780nm)的光譜反射比以5％為起點，以5％為步長，一直增加到95這些變化過程中，可以得到一系列色度坐標點，對應于線段1，如圖3．1所示它色光區(qū)光譜反射比依次作如上改變，分別于線段2～8在圖3．1色度坐標變化曲線中，物體的初始色度坐標是爿，對應于各色光的射比變化的各條線段都經過爿點。這里A點實際上是光源D6s在色度圖上的坐點。因為剛開始時，在可見光區(qū)域內物體的光譜反射比相同，都是5％，因此從圖3．1可以看出，在可見光波段內不同色光區(qū)域光譜反射率大小變化時，光譜反射率大小改變時，對物體色度特性的影響是確定的如上所述的色度分析，可以掌握可見光區(qū)域各色光反射成分的多少物體色度特性的變化趨勢，還能識別出對物體顏色發(fā)生較大影響的光譜成分。這的顏§3．2反射率譜的然后通過計算求得色度值的方法。因此，物體光譜反射率的測量非常關鍵物體的光譜反射率因數(shù)蘆(^)的測量比較復雜，1971年CIE公布用完全反射體作為測量不透明物體的光譜反射率因數(shù)fl(X)的參照標準【3”。完全反射漫射體義為反射率等于1的理想均勻漫射體，它無損地全部反射入射的輻射量，且各個方向具有相同的亮度。一個不透明物體的光譜反射率因數(shù)是通過在相同的準照明和觀測條件下與完全反射漫射體相比較來確定的準照明和觀測條件下與完全反射漫射體相比較來確定的。物體的光譜反射率因定義為：在給定的立體角、限定的方向上，待測物體反射的輻通量妒似ⅪA與在同照明、相同方向上完全反射漫射體反射的輻通量九。dA之比，CIE推薦用完全反射漫射體作為測量光譜反射率因數(shù)的標準。實際中不存在想的完全反射漫射體的材料，但能找到近似的材料，如煙熏氧化鎂、硫酸或壓粉。它們具有高的光譜反射比，接近完全漫射反射體的特性，故常用來作工作標準。圖3．2為測量不透明物體光譜反射率因數(shù)聲(舢的示意圖完全反射漫射由于觀測條件對于光譜反射率測量的精確度，和實測結果有一定影響當改變視角觀察有些光澤的色紙時，會發(fā)現(xiàn)其顏色有相當?shù)淖兓?。這說明物反射率和入射光的入射角及觀察角度有很大的關系，為了提高測量精度和統(tǒng)試方法，C1E規(guī)定了標準的照明觀測條件【371，如圖3．3所示(1)垂直／45’縮寫照明光束的光軸和樣品表面的法線間的夾角不定超過lO。，在與樣品表面(2)450／垂直(縮寫樣品可以被一束或多柬光照明，照明光束的軸線與樣品表面的法線成45。觀測方向和樣品的法線之間的夾角不應超過10束軸之間的夾角不應超過5。，觀測光束也應遵守同樣的限制反射測量中采用45／0條件分排除在外，所以它最常用于彩色國家的測量和彩色復制品的評價來第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特(3)垂直／漫射f縮寫O／d條件是指光線第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特(3)垂直／漫射f縮寫O／d條件是指光線基本垂直地照明樣品，用積分球接收樣品的漫反射光，在(4)漫射／垂直(縮寫／Od這種條件更接近于通常情況下，人眼對物體的觀察情況，即樣品被來自各方的光照明，人眼基本垂直于樣品進行觀察∥些口由根據(jù)CIE規(guī)定，當反射立體角接近O時是測量輻射亮度因數(shù)(radiance如采用積分球、反射立體角為半球時是測定光譜反射率(reflectance)，在O／45、以及d／0三種照明和觀測條件下測得的光譜反射率因數(shù)也可叫做光譜輻射亮度數(shù)，只有在0／d條件下測得的光譜反射率因數(shù)可以叫做光譜反射率。光譜反射率數(shù)是四種觀察和照明條件測量結果的總稱§3．3利用半球反射率實現(xiàn)物體的色度特應或者是能夠匹配C1E光譜刺激函數(shù)的濾光片與探測器的組合，構成三通道色計；這類色度計能給出物體的色度特性，但精度不高，而且此類濾光片難以研制類似三通道測量還有一些變形與失真。另‘類測量方法就是光譜反射比測量用分光光度計測出物體的光譜反射特性，然后根據(jù)三刺激值公式計算出物度值目前，反射物體在半球空間反射比的測量已經越來越多，這是因為利用方向反射比方法測量物體的色度特性，光信號入射到樣品上，由于樣品表面不是朗伯面，因而反射光在各個方向上分布也不同，而測量系統(tǒng)只能接收特定方向上某一體角范圍內的光信號，所以用這種方法測量樣品的反射率隨著方向的不同而同。而利用積分球方法測量物體反射率時，物體各個方向上的反射光全都被收集沒有方向性，因而可以大大提高反射率測量精度，因而，利用物體半球反沒有方向性，因而可以大大提高反射率測量精度，因而，利用物體半球反射率方法較方向反射比法更能精確地反演出反射物體的色度特性p(g，暖，扔)=LLi(Oi,cPl)cosOfl(2i。葡(3-r鴆(q．竹它與雙向反射分布函數(shù)有下列關島(3—將上式積分式離散變?yōu)榍蠛褪絧(咖，h)3磊t萎，：f‘sinqCOSg△OrA竹(3-若材料為各向同性，即式(3—4)P(B，伊f)=石r，，‘sinO，cos0，d(3-離散化為2上式表明，通過對BRDF的積分可以求出半球反射率，反之，通過測量半反射率可以驗證測量BRDF的精度1．目標樣片的色使用日立U．3501型分光光度計測量了以下日標樣片從紫外到紅外的半球反wlvelI蛆wltvelell宴也(nln(b)太剛能第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特(d)衛(wèi)星包覆材刺激值石Y=kfs(A)p(A)歹(3—式中A為光波波長；p(X)為目標樣片的光譜反射比；s0)分布，這里光源選用標準照明體D65；i以)，歹(A)，手(A)為CIEl931標準色度觀察者光譜三刺激值。計算出目標樣片的光譜三刺激值后，就可得到其色度坐標。樣片的的色度標如圖3．5所2．金屬樣片的色根據(jù)固體物理學理論，金屬為耗散介質或吸收介質，具有復數(shù)介電常數(shù)5數(shù)折射率N—n一／k。當光波垂直入射時，反射率可由式(3—8)確定p=可見，如果金屬的折射率，l和消光系數(shù)k已知，就可見，如果金屬的折射率，l和消光系數(shù)k已知，就可以通過上述表達式計算射率P，然后求得顏色的三刺激值x，y，z和色度指數(shù)r，口’，6‘供了相關的光學常數(shù)，這樣就使得通過計算獲得金屬顏色的定量數(shù)據(jù)成為可能以常見的Au，Ag，Cu，Pt，AI，Zn6種金屬為研究對象，根據(jù)文獻14345J提供可見光區(qū)對應于不同波長的，l和k值，利用式(3．8)計算出各金屬在相應波長下反射率P。其巾Zn是例外，由于沒有找到它的”和k值，P直接取自于文獻【43某些金屬的反射光譜如圖3．6所示。知道了金屬的反射率P，就可以利式(3．7)求解三刺激值x，y，z。這里光源選用標準照明體D65，孑(A)，羅Q)，手0)CIEl931標準色度觀察者光譜三刺激值如果用CIEl931xy色空間來表示金屬的顏色結果如圖3．7所示圖3．7不同金屬的色度坐標(右為其放人LAB色空間中，有目前多采用的是CIEl976(r，a+，6‘)色空間，在個垂直的明度軸r和Ⅱ‘，矗+2個色品軸。明度r取值O至100，r=0表示黑色r：100表示白色。a+軸為紅綠軸，n’為正表示紅色，a+為負表示綠色；b‘軸黃藍軸，b’為正表示黃色，b’為負表示藍色：c+為顏色的彩度，c‘=(口表示明度軸到色空問某～點的水平徑向距離。c’越大，表明色彩的飽和程度越大第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特根據(jù)能帶理論。金屬的能帶具有導第三章利用光譜反射率實現(xiàn)物體色度特根據(jù)能帶理論。金屬的能帶具有導帶，能帶上部存在有大量的空軌道，而相鄰軌道的能量相差極小。因此，任何一種波長的光子進入金屬表面都可以電子激發(fā)到能帶上部的空軌道。當金屬晶體表層部分的電子受激而躍遷到較高態(tài)時，很快又將跳回到較低能態(tài)而放出光子，所以絕大部分光子進入反射波中大部分金屬的光滑表面都將反射入射光的50％以上。這些反射光所產生的光澤不僅使絕大部分金屬為銀白色，而且使金屬晶體表現(xiàn)出特有的金屬光澤864b2舯豁曲藥加0O根據(jù)色品指數(shù)n’，b‘計算值的大小，將6種金屬依次排列，結果如圖3．8由圖可知，從a’值看，cu最大，顏色最紅，a’值沿cu—Au—n一～一Ag—zn序減少，其中AI，Ag，Zn的口’值為負，且以zIl的a‘值最小。略含綠色。從b‘Au最大，顏色最黃，黃色沿Au—cu—Pt—Ag—ZII依次減弱，它們度的黃色成分，只有～的b’值最小(一0．3)，顏色微藍。各金屬的b說明這6種金屬的色調含黃色成分較多(舢除外)，紅綠成分較少(Cu彩度c’的排序與b+完全相同，Au和Cu較大，其余金屬則很小，接近無彩色。常所說的Au的“金黃色”是以黃為主，黃中帶紅彩度最大；cu的“銅紅色含有一+定的紅色和黃色，黃色略少，與Au相比，明度相近，Cu偏紅而黃色不足Pt，Ag，Zn的彩度低于5，都具有通常所說的“銀Pt，Ag，Zn的彩度低于5，都具有通常所說的“銀白色”色澤，其中Ag的顏明亮微黃，Pt則顏色較暗，所含的黃色成分也稍多，zn的顏色偏綠，伽為亮色金屬的顏色在CIELAB色空間中色品指數(shù)a+，b+為坐標軸來表示如圖3．9示，不同金屬的顏色差異是由于反射率或消光系數(shù)k隨波長的變化不同所致。由小的反射比，使它具有淡黃的“暖柏；穹如笛加：2如；0巧澤(較小的正b+值)。銅與金在可見光譜長波端反射較大，從而使得它們分別具有§3．4小體色度特性的影響，得出物體光譜反射率的不同分布對物體的色度特性影響很大然后闡述了色度學中光譜反射率譜的測量方法及CIE規(guī)定測色的觀測條件，研了半球空間反射率與雙向反射分布函數(shù)的關系，最后以目標樣片和金屬樣片為例色度特性第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度本章首先介紹了常用輻射度量和光度量等基本概憊，然后闡述了RRDF的實驗測量原計算公式，以目標樣片為例，研究了利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)其色度特性。通過對目標片BRDF實驗測量獲得不同方向的散射特性，利用色度學公式計算其色度特性．亮度分布情況，將BRDF五參數(shù)模型拓展應用到可見光渡段，優(yōu)化建模祥副了目標樣片表面的輻§4．1常用輻射度量和光度電磁輻射)對人眼的刺激。因此，對輻射強弱的量度是光度量和顏色度量的基礎。輻射度量是表征輻射源表面向空問發(fā)射的能量刊時間以及空問幾何要素之問的關常用的基本輻射量的定義和計算方法§4．1．1常用輻射1．輻射出射輻射出射度簡稱輻出度，是描述擴展源輻射特性的量。輻射源單位表面積向為M=慨等，n(4-即2．輻射強度和輻射亮如果要描述源的輻射功率在空間不同方向上的分布情況，就要引入另外兩個輻射量，叫輻射強度和輻射亮度。輻射強度用予點輻射源(簡稱點源)，輻射亮度用于擴展源(簡稱面源)。的輻射功率，用，表示。其定義式6口o、 a眚；籌(4-輻射強度對整個發(fā)射立體角Q的積分，就可得到輻射源發(fā)射的總輻射功率P，輻射強度塒整個發(fā)射立體角Q的積分，就可得到輻射源發(fā)射的總輻射功率P，P。面源在某一方向上的輻射亮度是指在該方向上的單位投影面積向單位立體中發(fā)射的面源在某一方向上的輻射亮度是指在該方向上的單位投影面積向單位立體中發(fā)射的輻射功率，用￡表示。其定義式工=AA2p)=器0為輻射方向和面源法線之間的夾角。輻射出射度和輻射亮度之間的關系肌：，￡度抽陽3．為了描述一個物體表面被輻照的程度，在輻射度學中，引入輻射照度的概念被照表面的單位面積上接收到的輻射功率稱為該被照射處的輻射照度。輻射照簡稱輻照度，用E表示。其定義Eo7∞=篆(4-4輻射照度的數(shù)值是投射到表面上每單位面積的輻射功率，輻射照度的單位§4．1．21．對于理想的漫反射體，所反射的輻射功率的空間分布由下式描和該方向與表面法線夾角的余弦成正比。這個規(guī)律稱為朗伯余弦定律。式中療一個與方向無關的常數(shù)。凡遵守朗伯余弦定律的輻射表面稱為朗伯面，相應的射源稱為朗伯源或漫反射源。雖然朗伯源是個理想化的概念，但在實踐中遇到許多輻射源，在一定范圍內都十分接近于朗伯余弦定律的輻射規(guī)2(1)朗伯輻射源的輻射亮由朗伯余弦定律的表達式和輻射亮度定義式可這表明朗伯輻射源的輻射亮度￡是一個與方向無關的常數(shù)(2)朗伯輻射源的輻射亮度與輻出度的對于朗伯輻射源，因輻射亮度與方向無關，則輻出度可寫r(4—第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特利用球坐c0陽sin鰣口?！灰弧os鰣第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特利用球坐c0陽sin鰣口?！灰?。cos鰣隊．『d伊(4。 M。ⅡL或L：(3)理想朗伯體輻射亮度與輻射照度得關對于處在輻射場中的理想朗伯體而言，不論輻射功率從何方向入射，它都把入射的全部輻射功率毫無吸收地按朗伯余弦定律反射出去。因此該反射表面單位想朗伯體的輻出度等于它表面上的輻照度，即M=E。(4—可見，理想朗伯體的輻亮度等于它的輻照度除以石量的光引起人眼光感覺的強弱，就必須把輻射量與人眼的視覺特性相聯(lián)系而加評價，評價的結果就定義為光度量。光度量是具有“標準人眼”視覺相應特性人眼對所接收到的輻射量的度量。評定輻射能對人眼引起視覺刺激值的基礎是射的光譜光視效能xQ)，即人眼對不同波長的光的光能產生光感覺的效率。有Kn)就可定義光通量等一些光度量了1．最大光譜光視效能和光譜光視效(1)最大光譜光視光視效能K定義為光通量力與輻射通量農之比，即K；移／九，由于人同波長的光的相應是不同的，隨著光的光譜成分的變化，芯值也在變化，因此們又定義了光譜光視效能量Q)，即K@)的值表示在某一波長上每1W光功率對視引起刺激的光通量，它是衡量光源產生視覺效能大小的一個重要指標，量綱h，矽(流N／E)光視效能與光譜光視效能的關系K：也坐，盥蘭!型融{如實驗表明，光譜光視效能K以)的最大值在波長1555nm處，因此叫做最光譜光視效能，用j己表示，(4-對于明視覺，由于峰值波長在555nm處，因此q=683lm／W是明視對于明視覺，由于峰值波長在555nm處，因此q=683lm／W是明視覺的最光譜光視效但對于暗視覺，^一555nm所對應的V，f555)=0．402，而峰值波長是即V’(s07)=1，所以暗視覺的最大光譜光視效683×國際計量委員會將其標準化為砭=17001m／W(2)光譜光視效光譜光視效率y定義為光譜光視效能K@)與最大光譜光視效能蠔的比值。定義式容易看出，v(555)=1在CIEl931標準觀察者光譜三刺激值i(以羅(如孑(A)中，規(guī)定歹(A光譜光視效率一致，即(z)=v(z)。因此y(z)曲線所計算出來的刺激值Y2．常用光度(1)發(fā)光強點光源在包含給定方向上的單位立體角內所發(fā)出的光通量，稱為該點光源給定方向上的發(fā)光強度，用L表示，‘。警(4-被照表面的單位面積上接收到的光通量稱為該被照表面的光照度，用B表示其定義式光照度的SI單位是勒克斯(Ix)§4．2利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體的色度特前面介紹了用半球空間反射比來實現(xiàn)物體的色度特性，下面我們將通過反射分布函數(shù)的測量來實現(xiàn)物體的色度特性。雙向反射分Reflectance Function，BRDF)是用來描述目標物體表面特性只取決于物體表面本身的特性，它表示不同入射條件下物體表面在任意觀第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特角第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特角的反射特性。物體表面的反射特性是物體產生不同顏色的主要原因。下面的方法就是通過物體表面BRDF的測量得到其色度特性的，下面先看幾個定義式1．雙向反射分布雙向反射分布函數(shù)定義為沿(q，竹)方向出射的輻射亮度也，(q，fr(e,(4-輻射亮度定義為沿輻射方向單位面積、單位立體角的輻射通量(矽“％‰小瑤怒輻射照度定義為單位面積的輻射通量(妙／掰E(％)=(4-圖 BRDF幾何關系示意2．雙向反射系盧(只，鍛；g，竹)=d中，／d中，洳(4-式中鋤，是表面面元五4反射至立體角dq內的通量，拋，。，是理想朗伯體反射通量。該系數(shù)是樣品表面反射通量與在同樣入射和反射條件下的理想朗伯的反射通量之比。霄是一不可直接測量的微分從雙向反射系數(shù)的定義式可以看出，它相當于色度學中的光譜反射率因p(A)。這樣，我們就將光散射理論與色度學相互結合起來了3．BRDF與B的關如果假p(A)。這樣，我們就將光散射理論與色度學相互結合起來了3．BRDF與B的關如果假設在一個小的入射立體角dQ；內，f在非0區(qū)域內近似為常數(shù)，那(4-；f(q，劬；q，q口，)Ei(q，劬舯7≥=q識d)Er包)dff2(4．z。對理想朗伯體表面，反射亮度L．在上半樣立體角的通量為(4—則(4—式中dQ=cosOdto為投影立體角，而dw=sinod口咖稱為輻射立體角，角關系為：dQ=sinocosO?？赿擊容易看出，雙向反射系數(shù)與雙向反射分布函數(shù)之間具有丌關系‘461系數(shù)描述了光以任意入射方向照射物體表面情況下，經表面反射后沿任意方向的反射特性。我們就可以利用BRDF實驗測量獲得雙向反射分布函數(shù)，然后求出雙§4．3BRDF的實驗測量原BRDF的測量可分為定義測量法、相對測量法及單一參考測量法14”。定義測法就是絕對測量法f48】，由雙向反射分布函數(shù)的(BRDF)的定義式可知，直接測BRDF的方法是分別用照度計和亮度計測出入射光譜輻照度和反射光譜輻照度，兩之比即為BRDF。這種測量方法雖簡單，但誤差很大，在輻射度學中，照度的測量其它光度量的測量用的更加廣泛，通常測亮度是使用一臺照度計，由于用測量輻源像的照度來確定材料輻射的亮度，這樣實現(xiàn)起來誤差很大，由于定義測量法誤大，很少被采納。選一個近似朗伯面的試樣做參考標準，對未知試樣的BRDF做相測量是比較普遍的方法，理論上要在每一方位對參考試樣和待試樣進行兩次測量，實際上對參考試樣很少逐點測量，而采用單一參考測試法第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特性只要在某一特定角度(如30。)對參考第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特性只要在某一特定角度(如30。)對參考試樣測量一次即可。在單一測量法中，無對擺放試樣還是記錄數(shù)據(jù)都省時省力，且有對標準試樣所需信息少的優(yōu)點1．測量原如圖4．2所示，測量系統(tǒng)主要由雙向反射分布函數(shù)測定儀及光電接收器及電學部分組成。雙向反射分布函數(shù)測定儀是由A、B、C三個電機帶動樣品在空間動，改變樣品的姿態(tài)。測量時光電接收器放置在固定的平面上，不隨電機轉動測方向保持不變；光源及擴束器隨電機C轉動，光源的入射方向始終與B電軸一致，并在水平面中旋轉。達到在半球空間中不斷變化入射和接收方向的的。通過轉動三個電機改變樣品法線在空問的方向，可以達到在上半球空間變入射和接收方向的目的?？刂品绞綖閏os曉=cosn‘cosc—sin口’cos6‘sinc(4-上式中a、b、c為三個電機轉動的角度，且為入射天頂角，以為接收天項角能為入射方位角，竹接收方位角，％為人為定義的方位角。整個系統(tǒng)可以達到入射和反射方向四個變量中的三個的獨立控制，入射的方位角除外辨率為0．10光源為連續(xù)激光器，采用半導體泵浦的YAG固體激光器(1．06urn，CW)，射光束經擴束鏡準直成平行光，通過兩個45。全反鏡反射，以中10ram的光斑均照射樣品表面，采用光電倍增管來探測自樣品表砸反射的光，在倍增管前加光筒，限制視場，用1．06urn干涉濾光片來消除其它背景雜散光。倍增前置放大器后進入鎖相放大器(EG＆G5209)檢測，斬波輸入鎖相放大器，鎖相出來的信號通過串口輸入計算機。整個測量過程自動控制在測量中，對樣品實行全照明，探測為全視場。激光束經轎波器12mm平行光照射至197)斬波(頻率為180Hz)后進入擴束鏡，以孔徑面反射鏡，經第二塊平面反射鏡反射后照射至樣品表面。使用凸透鏡(F焦距f=270ram)接收來自樣品表面的散射，會聚后進入視場光闞，經濾光片446．50／L，1．06m干涉濾光片1后進入光電倍增管，光電倍(American管(R1767，光譜響應400。t200nm)的輸出信號經鎖相放大器(EG＆G，LOCK—5210)放大后，通過串口送往計算機外在后向方向有遮攔，大外在后向方向有遮攔，大約±2。。整個測量過程全部實現(xiàn)自動控制采用Pc機來完成全部自動測量的任務，通過DI／DO板(AC461，16輸入6輸出)控制雙向反射分布函數(shù)測定儀的工作，負責控制三個電機的轉動以及相關編～出數(shù)據(jù)主體部分系統(tǒng)框圖4．3，2采用比較測量法來得到樣品的雙向反射率。實驗已經證明聚四氟乙烯粉壓p。／；r，P。半球反射率可以通過積分球測在相同的入射和接收姿態(tài)下，參考板的輸出電壓為r(9，毋；印，竹)，樣品的輸出第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特4_24¨(口，，第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度特4_24¨(口，，銘；q，竹)其中，風為樣品的雙向反射率，它與樣品的雙向反射分布函數(shù)的關B=丘cosO，(％)·cos0，．為參考板的雙向反射率因此利用積分球測得聚四氟乙烯標準板的半球反射率P雙向反射因子R定義為眥，=器器籌2K(B，仍；q(4—這樣通過測量標準板和樣品的輸出電壓以及標準板隨波長變化的半球反丘(q，昵；啡，竹；A)；R(^)．壁堡丌即件若直接用上式求BRDF，可以看出對于每一組入射、出射、方位角度，都要標準板和樣片進行兩次測量，這樣很麻煩，實際上對標準板我們可以只測一次如入射角度為30。，即采用單一比較測量法，下面我們給出它的表達式f(B，鼴；啡，竹；A)=生生根據(jù)BRDF定義表達式，可以獲得【H-射照度，其定義為單位面積的輻射通量，E(q，識；A)是E(q，鍛；^)在BRDF測量系統(tǒng)中，照射樣品的面積A是固定f4-所以隨著入射角度毋加，照射面積將會增大，入射輻照度也減少，可以得E，絲：罌(4-其中EQ)是樣品被垂直照射時的入射輻照度，這樣可以得(4—腳鵬州)=鬻2則樣品的BRDF可以用下式來表(4-如果我們只測量標準(4—腳鵬州)=鬻2則樣品的BRDF可以用下式來表(4-如果我們只測量標準板在入射角度為30。時的數(shù)據(jù)，(4-腳鵬糕H一同理，待測樣品的BRDFR㈨：上堂坦曼業(yè)—L—(OocPt；O,,rp,—；A)cos30南雙向反射岡子R帝義可知， L(30。，鼴；啡，妒墨!堡!堡；堡!墜；蘭!：匕(璺!墼i堡!墜i苧L(30。，識；q，竹K(30。，吼；啡，竹故瓣；q)cos0,f，(q，識；啡，髀；A)=Rfrb(30。，鍛㈣鵬鵂刪=器器舄囂薔這樣采用單一測量法，只需對標準板測量入射角度為30。時的一組數(shù)據(jù)，就以由上式求得待測樣品在各個角度下的BRDF，根據(jù)BRDF定義式，可得輻射亮度地鵬彬)=囂甓揣cos30。E(0刪掣(4-其中(o，鍛；)是樣品和標準板被垂直照射時的入射輻照度，因為照射樣品板和標準板得光源是相同的，因此￡(o,ogi；z)與光源以何種入射角照射無關，是個確定值。實驗中所用標準板隨波長變化的關系如下圖所示，從圖4．4中可以看出，實第四章利用雙向反射分布函數(shù)實現(xiàn)物體色度中所用白第四章