第8章 颜色科学基础及其应用课件.ppt

苏小红 哈尔滨工业大学计算机学院 颜色的基本知识（1/6） 什么是颜色？ 色彩 是通过光被我们人眼所感知的 光 实际上是一种按波长辐射的电磁能 颜色的基本知识（2/6） 颜色的基本知识（3/6） 光谱 spectrum 将白光分解为单色光，并按波长顺序排列 可见光谱 人眼能看到的光波 波长约350－750纳米的光波 颜色的基本知识（4/6） 视觉现象 同时对比 同时性颜色对比 继时性颜色对比 对比灵敏度 视觉分辨率 视觉暂留特性 马赫带效应 颜色的基本知识（5/6） 颜色视觉机理 Young -Helmholtz的三原色学说 “在人眼视网膜上存在感受红、绿、蓝色的光接受器（锥状体），分别对红、绿、蓝三种光最敏感，一切颜色特性都由这些锥状体的响应量的比例来表示” Hering的对立颜色学说（四色学说） “在人眼视网膜上存在着响应红-绿、黄-蓝、白-黑的三种光接受器，所有的颜色特性都由这些光接受器的响应量的比例来表示” 颜色的基本知识（6/6） 特点 基于经验事实提出 都有心理实验和显微光谱-电生理学测定结果作依据 Young -Helmholtz的三原色学说 缺点是不能满意地解释色盲现象 Hering的对立颜色学说（四色学说） 缺点是不能满意地解释红、绿、蓝三原色能够产生所有光谱色彩的现象 常用的颜色空间 （1/14） 与图形处理相关的颜色空间 RGB颜色空间 CMY颜色空间 与设备无关的颜色空间 CIE XYZ颜色空间 CIE Lab颜色空间 ITU-R BT.709 RGB颜色空间 电视系统颜色空间 European YUV颜色空间 American YIQ颜色空间 常用的颜色空间 （2/14） RGB模型 Red（红） Green（绿） Blue(兰) 加色模型 应用 彩色CRT 常用的颜色空间 （3/14） CMY模型 Cyan（青） Magenta（品红） Yellow（黄） 减色模型 应用 硬拷贝设备 常用的颜色空间 （4/14） 颜料对光的选择性吸收原理 RGB彩色空间和CMY彩色空间转换关系 常用的颜色空间（6/14） CIE XYZ颜色空间 常用的颜色空间（7/14） CIE-RGB三刺激值与与CIE_XYZ三刺激值可通过如下两个式子进行相互转换 常用的颜色空间（8/14） 常用的颜色空间（9/14） CIE Lab颜色空间 色差计算 常用的颜色空间（10/14） ITU-R BT.709 RGB颜色空间 国际通信联盟ITU制定的ITU-R BT.709标准定义的RGB颜色空间 常用的颜色空间 （11/14） 为什么彩色电视监视器不使用红、绿、蓝三种信号？ 向后兼容黑白电视 彩色电视信号必须与标准的黑白电视兼容 要求在彩色电视上看起来完全不同的两种颜色在黑白电视上应呈现为不同的灰度 节约带宽 广播电视信号的带宽是有限的 常用的颜色空间 （12/14） 电视的制式 电视信号的标准 NTSC制式——正交平衡调幅制 美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾 PAL制式——逐行倒相正交平衡调幅 西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等 SECAM 法国、东欧和中东 常用的颜色空间 （13/14） European YUV颜色空间 Y：亮度 U ：色差 V：色差 常用的颜色空间 （14/14） American YIQ颜色空间 Y：亮度 I ：色差 Q：色差 色彩设计 （1/4） 色彩的情感 色彩的冷暖感 色彩的重量感 色彩的尺寸感 色彩的距离感 色彩的软硬感 色彩的情绪感 色彩设计 （2/4） 面向色彩设计的HSV模型 H(Hue)：色相 与光波的主波长有直接关系 S(Saturation)：饱和度 定义该颜色光的（主波长的）纯色光与白色光的比例 V(Value)：明度 与光的能量有关 应用 用户调色板 色彩设计 （3/4） HSV模型 对应于圆柱坐标系的一个圆锥形子集 色彩设计 （4/4） 数字图像颜色类型 真彩色（True-color） 直接用R、G、B值来决定像素的颜色值 伪彩色（Pseudo-color） 把整个像素值作为查找表的索引地址进行查找变换 调配色（Direct-color） 对R、G、B分量分别单独作为查找表的索引地址进行查找变换 颜色再现与色彩管理 （1/10） 颜色再现的五个层次（Hunt Fairchild） 一般颜色再现 Color reproduction 满意色再现 Pleasing color reproduction 色度学色再现 Colorimetric color reproductio