光度学和色度学.ppt

主要内容 2.1 人的视觉特性 2.2 光度学 2.3 色度学 2.4 颜色模型 2.1 人的视觉特性 视觉是外界光刺激作用于人的视觉神经而产生的主观感觉。视觉有三种特性，从描述视觉特性的心理物理量来看，它们是亮度、主波长、纯度；从相应的心理量来看，它们是明度、色调、饱和度： 亮度表示光的强度，物体表面或光源的亮度越高，人感觉到的明度就越高。但两者的关系并不固定； 光谱是由不同波长的光组成的，不同波长所引起的不同感觉就是色调； 纯色是指没有混入白色的窄带单色光，在视觉上就是高饱和度的颜色。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色掺入白光成分越多时，就越不饱和。 用一个三维空间纺锤体形立体可以把颜色的三种基本特性:明度、色调和饱和度全部表示出来。 颜色特性对比 （1）人眼的构造与感光机理 视网膜成像－快速自动变焦，自动光圈调整，光轴可变，环境亮度自适应－一个功能很强大的成像系统 锥状体（锥细胞）—白昼视觉（适亮视觉） 约6,000,000到7,000,000个； 对颜色很敏感，适应于强照度； 分为3种： 一种：对光波段中央敏感，产生绿色感 另两种：对光波段两端敏感，产生红色和蓝色 （对绿色最敏感、红色次之、蓝色最弱，所以常作为三基色） 人类利用它分辨物体细节。 杆状体（柱细胞）---夜视觉（适暗视觉） 约75,000,000～150,000,000个； 对颜色不敏感，适应于低照度； 柱细胞主要提供视野的整体视象。 因此看到的物体白天有色彩，夜里看不到色彩 2.2 光度学 一些实际情况下的光照度值（单位：lx） 2.3 色度学 为了进行图像的彩色分析，需建立研究彩色计量的学科称为色度学。它是研究人眼彩色视觉的定性和定量规律及其应用的学科。 Essential Elements(颜色的三要素) light光 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 light光 可见光谱 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 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 object物体 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 observer观察者 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 观察者也有可能有颜色视觉缺乏的情况。 observer观察者 通常，人类对颜色的判决力优于任何仪器。 因为我们对颜色的观察可利用独特的生理学和心理学过程，我们称之为“理解” （2）三基色学说 这种学说认为人眼的锥状细胞是由红、绿、蓝三种感光细胞组成。由红（R）、绿（G）、蓝（B）三色光可以组成任何色彩（色光） 国际照度委员会（CIE）规定，R波长700nm，G：546.1nm， B：435.8nm （3）混色规律 不同颜色混合在一起，能产生新的颜色，这种方法称为混色法。 相加混色是由发光体发出的光相加而产生各种颜色，而相减混色是先有白色光，而后从中减去某些成分（吸收）得到各种彩色 相加混色的三基色是红、绿、蓝，而相减混色的三基色是黄、青、品红（一般不确切的说成是黄、蓝、红）。也就是说相加混色的补色是相减混色的基色 相加混色和相减混色有不同的规律。 光源色：发光体（光源）具有一定的彩色称为光源色 物体色：不发光物体在光源的照射下，呈现彩色，称作物体色。 色调（Hue）：色调是与混合光谱中主要波长相联系的，表现不同颜色的感受。 饱和度（Saturation）:颜色的鲜明程度，与一定色调的纯度有关，纯光谱色是完全饱和的，随着白光的加入饱和度逐渐减少。饱和度越高，颜色越深。 亮度（Intensity）:指光波作用于感受器所发生的效应，与物体的反射率成正比，反射系数越大，物体的亮度越大，反之越小。如果无彩色就只有亮度1个维量的变化。对彩色来说，颜色中掺入白色越多就越明亮，掺入黑色越多亮度就越小。 2.4 颜色模型 色度学