第一章光度学和色度学.ppt

对于等能白光,R=G=B=1,即 FE白=1(R)+1(G)+1(B) 其光通量为 ｜FE白｜=1×1+1×4.5907+1×0.0601=5.6508lm 这个配色方程式,适合于配制一切彩色，只不过对于不同彩色三色系数不同而已。 计色制及色度图 (1) RGB计色制及其色度图 以(R)、(G)、(B)为单位量，用配色方程进行彩色量度和计算的系统称为RGB计色制。实际中，彩色的质的区别决定于色调和饱和度，即色度。色度与三基色系数的比例有关。为此，引入三基色相对系数r、g、b。 令m=R+G+B，则r、g、b分别为 因为R、G、B三个色系数的比例关系与r、g、b的比例关系相同，所以它们都可以表示同一彩色的色度，且 由于r、g、b三者之和为1，所以只要知道其中两个的值，就可由公式式确定第三个的值。因此，只要选两个三基色相对系数，就可用二维坐标表示各种彩色光的色度。RGB色度图就是在r—g直角坐标系数中表示各种彩色光色度的平面图,如图下所示。 (1―10) 但是，在配色实验室，对于某些饱和度很高的色光，无论用怎样的比例关系，均不能用三基色相加配出，而必须把一个或两个基色光移动到待配彩色一侧，才能使白屏幕两侧有同一色感。被移动的那个基色光可以看作“负”的基色光或者说色系数为负值。 图中的舌形曲线称为谱色轨迹。自然界中所有的彩色都能用整个闭合曲线及其内部的相应点的坐标表示。坐标位置越靠近谱色轨迹，所对应的彩色越纯，即饱和度越高；而越靠近E点，所对应的彩色的饱和度越低。 (2) XYZ计色制及其色度图 由于RGB色度图中有的颜色出现负坐标，在彩色电视中应用十分的不便，因此彩色电视奇数中采用了另一种基色系统，这种计色系统不出现负系数，它就是XYZ计色制。 XYZ计色制所选的三基色单位量分别为(X)、(Y)、Z(Z)，它们并不代表实际颜色，也不能通过物理三基色相混合而得到，只能由计算得到。因此常称(X)、(Y)、Z(Z)为计算三基色。 计算三基色具有如下特点: ①可根据F=X(X)+Y(Y)+Z(Z)方程式配出实际颜色,且三个色系数X、Y、Z均不为负。 ②规定系数Y在数值上等于彩色光的全部亮度,合成光的色度仍由X、Y、Z三个系数的比值决定。 ③当X=Y=Z时,仍代表E白。 据以上各点,可求出两种计色制三基色单位量及三基色系数之间的对应关系。 (X)=0.4185(R)-0.0912(G)+0.0009(B) (Y)=-0.1578(R)+0.2524(G)+0.0025(B) (Z)=-0.0828(R)+0.0157(G)+0.1786(B) X=2.7690R+1.7518G+1.1300B Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B Z=0.0000R+0.0565G+5.5943B (1―11) (1―12) 类似地,这里也引入三基色相对色系数x、y、z。 设X+Y+Z=m，则x，y，z分别为: 虽然x+y+z=1，同样x，y，z中只有两个量是独立的，故可在x-y平面直角坐标系中描绘出XYZ色度图，亦称CIE色度图。 XYZ色度图 该色度图具有如下特点: ①舌形曲线全部位于第一象限，所有的单色光都位于舌形曲线上，舌形曲线称为谱色轨迹，它们的饱和度均为100% 。 ②舌形曲线上任一点与E白点的连线称为等色调线。 ③不在同一等色调线上的任意两点，表示了两种不同的颜色，由这两种颜色组成的全部混合色都处在这两点的连线上。 ④饱和度相同的彩色所对应的各点的连线称为等饱和度线,见图中所注。 ⑤在谱色曲线内任取三点对应的彩色作基色(例如，图中R1、G1、B1)，则由此三基色混合而成的所有彩色都包含在以这三点为顶点的三角形内。 3. 亮度方程 在XYZ计色制中,只有Y代表亮度,故可方便地给出彩色亮度与三基色的关系式,由式 可知, Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B 以C白光为标准白光源的NTSC制彩色电视制式,其亮度方程为 YN=0.229RN+0.587GN+0.114BN 以D65光为标准白光源的PAL制彩