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第6章 颜色的度量体系 问题 1．为什么在本教材的第2版中增加有关颜色的两章内容？ 答：首先是因为应用的需要。随着计算机科学与应用技术的飞速发展，人机交互技术，多媒体技术，虚拟现实技术等相关领域的研究广泛展开，它们依托的图形显示、图像处理、模式识别等技术都与颜色科学有深刻的联系。理解颜色科学对开发多媒体技术有很大帮助。例如图形、图像和电视技术都需要够比较系统和深入的颜色科学基础，在基于图像内容的检索等研究领域，颜色也是一个非常重要的特征。 2．什么是颜色空间？常用的颜色空间有哪些？ 答：颜色空间是表示颜色的一种数学方法，人们用它来指定和产生颜色，使颜色形象化。常用的颜色空间有RGB、CMYK、La*b*、HIS、HSV、HSB、YIQ、YUV、YCrCb等等。 3．各种颜色空间的特点是什么？用在什么地方？ 4．你最了解的颜色空间是什么？你使用过或将来的研究中可能使用的颜色空间是什么？ 5．研究颜色科学的工具书、中外文期刊、工具软件、网站、大学、研究室或者公司有那些？ 颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学（光学属于物理学，理所当然）、生物学（用眼睛看）、心理学（颜色是人的主观感觉，各人不同）和材料学（物质）等多种学科。 颜色是人的大脑对物体的一种反映，是人的一种感觉，而这种感觉又是带有极端的主观性，因此用数学方法来描述这种感觉可能是一件很困难的事。现在已经有许多有关颜色的理论、测量技术和颜色标准，但好像还没有一种人类感知颜色的理论普遍被接受，因此还需要我们继续努力探讨。 由于颜色科学的历史比较长，随着科学技术的进步，度量颜色的方法也越来越多。而且也经常遇到使用多个字面上不同的术语来描述同一个颜色特性，初学者（包括笔者）在阅读这类文献时往往感到比较混乱。本章将人们对颜色的认识和度量等方面所取得的进步作一些介绍。（葛：清华的林福宗老师非常严谨，非常谦虚，非常务实。此段也让我们体会的颜色科学的深奥和困难） 6．1颜色科学简史 在1666年，23岁的Isaac Newton(1642—1727)就开始研究颜色。牛顿利用棱镜进行了著名的光学实验，他将太阳光分解成赤橙黄绿青篮紫的单色光，又将多种单色光合成白光，从而证明了每一种颜色和它相邻颜色之间的关系，把红色和紫色首尾相接就形成了一个圆，这个圆称为色圆(color circle)或者称为色轮(color wheel)，如图6—1所示。人们为纪念他所作的贡献，把这种颜色圆称为牛顿色圆(Newton color circle)。牛顿色圆为揭示红 (red，R)、绿（green，G）和蓝(blue，B)相加混色奠定了基础。 牛顿发明的颜色圆是度量颜色的一种方法。牛顿颜色圆用圆周表示色调，圆的半径表示饱和度，它可方便地用来概括相加混色的性质。 例如，R，G，B是相加基色， R+G=Y 红+绿=黄 R+B=M 红+蓝=品红 B+G=C 蓝+绿=青 R+G+B=W 红+绿+蓝=白 C，M，Y是相减基色 W -R=C 白-红=青 W -G= M 白-绿=品红 W -B= Y 白-蓝=黄 W -R-G-B=K 白-红-绿-蓝=黑 R，G，B的互补色是C，M，Y，图6—l显示了它们之间的关系。通过实验，牛顿还揭示了一个重要的事实：白光包含所有可见光谱的波长，并用棱镜演示了这个事实。 “红外热波无损检测技术在复合材料研究中的应用”国家863计划项目 中采用的红外热像仪的红外波长为8微米，也可以实验3-12微米。 “THz(太赫兹)电磁波段的物理、器件及应用研究” 国家自然科学基金重大项目中研究的THz辐射通常指的是波长在1mm～33mm区间(300GHz～10THz)的电磁辐射，其波段位于微波和红外光之间。近十几年来超快激光技术的迅速发展，极大地促进了THz辐射的机理研究、检测技术和应用技术的发展。这一曾被称为THz空白的电磁波段领域，近几年来取得了许多进展，成为一个引人注意的前沿领域。 P88。在1802年，Thomas Young(1773—1829)认为人的眼睛有三种不同类型的颜色感知接收器，大体上相当于红、绿和蓝三种基色的接收器。19世纪60年代，Maxwell，JamesClerk(1831—1879)探索了三种基色的关系，并且认识到三种基色相加产生的色调不能覆盖整个感知色调的色域，而使用相减混色产生的色调却可以。他认识到彩色表面的色调和饱和度对眼睛的敏感度比明度低。Maxwell的工作，可被认为是现代色度学的基础。人们发现Young的看法非常重要。根据这种看法，使用三种基色相加可产生范围很宽的颜色。其后，Hermannvon Helmholtz(1821—1894)把这个想法用于定量研究，因此有时把他们的想法称为Young—Helmholtz理论。