01-光度学和色度学.ppt

light光 我们看到的物体颜色由光的强度和它的光谱频率决定。 光比较暗时，物体颜色较少（如黑夜） 光比较亮时，可看到更多的颜色 * 可见光谱 白光由所有可见光谱的颜色混合而成 light光 * 实际上，我们所知的白光光源通过光谱来区分。 天空是 bluish white. Tungsten（钨） 丝灯发 yellowish white. 为了能客观的评价颜色，我们定义了一些标准光源以避免颜色的混淆 light光 * Object物体 在颜色到达我们的眼睛之前，还受到物体上的着色剂的影响： 颜料 染料 磷粉等 * 物体对照射光 反射 吸收 折射 对着色剂进行混合，可以控制看到的颜色 反射光的颜色决定物体颜色 着色剂不一样，反射、吸收不同波长的光，影响物体的颜色 Object物体 * Observer观察者 * 颜色的感知也受周围颜色的影响 Observer观察者 * 物体颜色 发射光颜色 反射光、折射光的颜色 颜色： 可见光的一种视觉特性； 客观上，光本身没有颜色； 但可见光的不同光谱分布刺激人眼产生颜色感觉。 颜色是一种主观评判 Observer观察者 * 颜色的冷暖 颜色的明暗 颜色的活泼与呆板 记忆色 膨胀色、收缩色 进入色、后退色 颜色与爱好等 Observer观察者 * 主观亮度感觉与客观亮度的关系： S=klnB+k0 （与人耳的听觉规律很相似） B（实际亮度） S亮度感觉 0 0 t1 t2 t3 t t * 停留时间: 0.05s-0.2s 2. 视觉现象 当有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失都需要一定的过程，即具有一定的惰性。光源消失以后，景物影响会在视觉中保留一段时间，称为视觉暂留或视觉惰性现象。视觉暂留时间在0.05～0.2秒。 　　实验表明，若景物以间歇性光亮重复呈现，只要重复频率大于20赫兹，视觉上始终保留有景物存在的印象。该重复频率可称为融合频率。人眼感觉的连续性是活动画面有连续感的前提。在荧光屏上，电视图像是几十万个象素按一定顺序轮流发光形成，然而人们看到的是每幅完整的画面在整体的发光，获得一幅幅连续画面印象的感觉，正是视觉暂留效应的结果。 人眼的视觉惰性 * 2. 视觉现象 （2）对比灵敏度 2. 视觉现象 * 图像对比度：图像中最大亮度和最小亮度之比。 C1=Bmax/Bmin 相对对比度： Cr=（Bmax－ Bmin ）/Bmin 不同亮度下的路灯感觉不一样 * 2. 视觉现象 (3) 马赫效应 马赫带效应 2. 视觉现象 * 视觉的主观感受在亮度变化的地方出现虚幻的明亮或黑暗的条纹。 2. 视觉现象 * (4) 同时对比度 2. 视觉现象 * 在相同亮度的刺激下，由于背景亮度不同，人眼所感受到的主观亮度不同。 (6)空间错觉 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 纳克方块（Necker cube），或称为内克尔立方体，是一个错视的图像，由瑞士晶体学家路易斯·艾伯特·纳克在其1832年发表的论文中首次提出。纳克方块是一个由12条线组成的图像，是等大透视的角度绘画一个立方体，等长的平行线不论其远近，在图中会画成等长的平行线，其中没有任何关于立体的资讯。因此对于立方体的放置位置及观看角度会有模棱两可的诠释。 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 * 2. 视觉现象 2. 视觉现象 * 利用错视: 生活中可以利用错视的地方： 矮中见高: 就是在居室中，其中一部分做吊灯，而另一部分不做，那么没有吊灯的部分就会显得“高”了。 虚中见实: 通过条形或整幅的镜面玻璃，可以在一个实在屋里制造出一个虚的空间，而虚的空间在视觉上却是实的空间。 冷调降温: 例如厨房大面积使用深色时，我们呆在里面，就会觉得温度下降2-3度。 粗中见细:在实木地板或者玻化砖等光洁度比较高的材质会显得较高的材质边上，放置一些粗糙的材质，例如复古砖和鹅卵石，那么光洁的材质会显得 更光洁，这就是对比形成的视错觉。 曲中见直:一些建筑的天花板往往并不是平的，当弯曲度不是很大的情况下，可以通过处理四条边附近的平直角，造成视觉上的整体平整感。 2. 视觉现象 * 3.视觉模型 (1) 调制传递函数 光学传递函数： 调制传递函数： * 3.视觉模型 * 3.视觉模型 * (2) 对数空间响应模型 3.视觉模型 * 2.2 光度学 光度学——研究光的强弱的学科称为光度学（包括光的辐射、 吸收、照射、反射、散射、漫射等有关光的度量） 人眼可见的图像可以用光度学来度量， f(x,y)——表示(x,y)点处图像的光强度。 几个重要概念： * 光通量 光通量是单位时间内发射出的光量，其单位是流明（lm）。 它标度了可见光对人眼的视觉刺激程度的量。