第2章色度学原理与CIE标准色度学系统讲座课件.ppt

§1颜色匹配（色光相加混合） §1-1 颜色匹配定义和方法 颜色匹配的定义： 两个视场的颜色在视觉上相等。 颜色匹配的方法： 光谱匹配：不同光谱成分的混合（调节光源的发射光谱、物质的吸收与反射光谱。 颜色匹配的方法： 时间混合：用色转盘， 调节转盘上颜色块的面积。 空间混合： 调节不同色颗粒发光的比例。 （显示屏） 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。 §1-2颜色匹配方程 如果 （C）为待匹配的目标色 （R） （G） （B）为三原色 C、 R、 G、 B 为目标色及三原色的量， 当用三原色混合实现与颜色（C）的匹配时有 （C）=R （R） +G （G） +B （B） 此式即为颜色匹配方程。 当三原色之一(例如B)必須加在被匹配的顏色上时﹐顏色方程可表示 为﹕ C (C) + B (B) = R (R)+ G (G) 這一方程在色度学中可表达成﹕ C (C)= R (R)+ G (G)- B (B) 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， 匹配该颜色所需要三原色的数量——颜色的三刺激值 这就是将颜色“量化”的思想 实现颜色知觉“量化”的方法： 有以下问题需要解决： 怎样选定三原色？ 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？ CIE规定了以上问题的解决方案—CIE标准色度学系统 §2 CIE标准色度学系统 国际照明委員会(Commission Internationale ed I‘Eclairage-CIE) 光度学和色度学的国际学术研究机构。 设在巴黎。早在1924年前就已从事标准色度学系统的研究。 规定了：CIE 1931标准色度观察者光谱三刺激值， 绘制出 “1931 CEL-RGB系统色度图”， 推荐1931 CIE-XYZ系统，为国际通用色度学系统， 称为“CIE标准色度学系统”， 所作的图则称“CIE 1931色度图”。 1964年制定了CIE1964补充色度学系统以及相应的色度图， 进行色度计算和色差计算。 1964年提出“均匀颜色空间”的三维空间概念， 1976年加以修订，并正式被采用。 CIE为此还提出了确定的参照光源，称“CIE标准光源”。 §2-3 确定等能白光的光谱三刺激值 等能白光（E光源）假想的在整个可見光譜范为內光谱辐射能相等的光源的光色﹐也称等能白色。与色溫为5500k的白光很相似。 光谱三刺激值—混配出单位辐射功率、波长为λ的单色光所需要的三刺激值。 实验证明：几乎所有的颜色都可以用三原色按某个特定的比例混合而成。如果用上述规定单位量的三原色，在可见光380nm~780nm范围内每隔波长间隔（如10nm)对等能白色的各个波长进行一系列的颜色匹配实验，可得每一光谱色的三刺激值。 光谱三刺激值曲线 可得到如下图三条曲线—光谱三刺激值曲线 也就是CIE1931-RGB标准色度观察者 §2-4 等能白光的光谱色品坐标 在颜色科学中，我们不直接用三刺激值R、G、B来表示颜色，而用三原色各自占R+G+B总量的相对比值表示颜色， 即。色度坐标：三原色各自占R+G+B总量的相对比值。 对等能白光的光谱色而言，其色度坐标为： 由此即可得出 ：r+g+b=1﹐即色品坐标r﹑g﹑b中﹐只有兩个独立﹐因此可用二維空间表示彩色光的色品。 对于等能白光﹐R=G=B=1﹐因此等能白光的色坐标为r=g=b=1/3 §2-5 1931 CIE-RGB 系统色度图 §2-6由相对光谱功率分布求任一颜色的三刺激值 如果已知色光C的光谱功率分布，怎样来确定它的三刺激值及色度坐标呢？ 设：颜色CE光谱功率分布为E(?)，（如下图） 由颜色的混合规律： CE=CE380+CE390+CE400+……CE780 而 ： CE380=C380 E(380) CE390=C390 E(390) CE400=C400 E(390) . . . CE780=C780 E(780) 求任一颜色的三刺激值 结合： 代入：CE=CE380+CE390+CE400+……CE780 并考虑E(?)所对应的波长