光度和色度基础知识.doc

色度 所需数据 待测光谱S(?)，发射能量与波长的关系，经光谱灵敏度校正 标准配色函数：x(?), y(?), z(?) 计算方法 色坐标上的舌形曲线是色度随单色光波长变化的曲线，可以由标准配色函数得到。 光视转换效率 光视转换效率(luminous efficacy)K是光源将辐射通亮转换为视觉的能力，即单位辐射能量产生的光通量： K=?v/?e 辐射效率(radiant efficiency)是光源将消耗的功率P转换为辐射通量的能力, 即消耗单位能量产生的辐射通量： ?e=?e/P 发光效率(流明效率, luminous efficiency)是光源把消耗的能量转换为视觉的能力，即消耗单位能量产生的光通量： ?v=?v/P=??e K 发光效率以lm/W度量，不应与以相同单位表示的光视效能混淆。 所需数据 待测光谱S(?) 视觉灵敏度函数V(?)，即标准配色函数中的y(?) 计算方法 黑体辐射的光谱分布 所需数据 色温 TC 光谱分布 黑体辐射是原子振动产生的，在k空间中，每个振动模式占据的体积为8?3/V， V是黑体的体积，而每个模中的平均光子数服从Bose-Einstein统计， k空间中k到k+dk的球壳内的光子数等于这个球壳内模的数目乘以每个模中的光子数 因子2是考虑两个偏振方向。所以，光子数按k分布的概率密度为 辐射能量等于N?ck, 按k分布的概率密度为 k=2?/?，按照函数的概率密度的关系 得到辐射能量按波长的分布，即光谱： kB/hc=0.695008(10-7nm-1K-1。 Planck轨迹(Planckian locus)是色度图上黑体辐射色度随色温变化的曲线。 配色 所需数据 三种(或两种)基色材料的光谱Si(?), (i=1, 2, 3) 目标色温TC 计算方法 求每种基色材料的色坐标, 方法见色度一节 求色温TC的黑体辐射的色坐标(x0, y0) 解方程 三基色配色(配比a, b, 1-a-b) 设R13=(X1+Y1+Z1)/(X3+Y3+Z3), R23=(X2+Y2+Z2)/(X3+Y3+Z3) [x0(R13-1)-R13x1+x3] a +[x0(R23-1)-R23x2+x3]b= x3- x0 [y0(R13-1)-R13y1+y3] a +[y0(R23-1)-R23y2+y3]b= y3- y0 a(0, b(0, a+b(1。 两基色配色(配比a, 1-a) 设R12=(X1+Y1+Z1)/(X2+Y2+Z2)，两基色配色可能得到的色坐标： x, y在方程 表示的直线上，即，(x1, y1)和(x2, y2)的连线上。 当目标色坐标不在这条直线上的时候，以直线上在UCS坐标系(u, v)中与之距离最近的点(x’, y’)近似，详见UCS坐标一节。 四基色配色(配比a, b, c, 1-a-b-c) R14=(X1+Y1+Z1)/(X4+Y4+Z4), R24=(X2+Y2+Z2)/(X4+Y4+Z4), R34=(X3+Y3+Z3)/ (X4+Y4+Z4) [R14x1-x4+x0(1-R14)] a +[ R24x2-x4+x0(1-R24)]b= x0-x4-c[ R34x3-x4+x0(1-R34)] [R14y1-y4+y0(1-R14)] a +[ R24y2-y4+y0(1-R24)]b= y0-y4-c[ R34y3-y4+y0(1-R34)] 对于每个c都可以解得一组a和b，然后根据条件从中选出最佳值。 UCS色坐标 人眼能够分辨色调的密度在1931CIE色度图中非常不均匀，例如，由图中中心白移向表示绿色的角上时，人们分辨的色调比移向红或蓝色要少得多。为改善这种状况，引入了均匀色度标尺(UCS)图(1960CIE)。(u, v)和(x, y)的变换关系为 (x, y)坐标系中的直线，在(u, v)坐标系中仍为直线：y=kx+b变换为v=Ku+B，式中，K=(3k+8b)/(2+8b)，B=2b/(1+4b)。 二基色配色中色感最接近色温T(x0, y0)的色坐标 lanck轨迹上不与这条连线相交的点表示的色温，与之色感最接近的点是UCS中这条线过(u0, v0)[uv坐标系中的(x0, y0)]垂线的垂足。将方程组 v=Ku+B v=-(u-u0)/K+v0 的解：u=(u0+Kv0-KB)/(K2+1), v=(Ku0+K2v0+B)/(K2+1) 变换回(x，y)TC。 相关色温(CCT：Correlated Color Temperature) Planck轨迹上与色坐标(u, v)[(x, y)]距离最近的点(u0, v0)的色温称为色坐标(x, y)的相关色温。在UCS中，(u, v)位