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第二章 色度学与彩色电视 彩色电视是在黑白电视与色度学的基础上发展起来的。色度学是研究人的颜色视觉规律、颜色测量理论与技术的科学，它是一门本世纪发展起来的，以物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等学科为基础的综合性科学。 彩色电视就是根据色度学的原理，发送端将界物彩色分解成红、绿、蓝三种基本色光，然后采用与黑白电视类似的方法，将它们转换成三种基色信号，传送到接收端，最后在接收端又根据色度学原理重现出景物的彩色。§2.1 光与颜色 2.1.1 光与光源 一、光的种类 光的种类繁多，下面仅从颜色，频率成分和发光方式等三方面将其分类。 1........红紫光等。 2、按频率成分可分为单色光和复合光。单色光是指具有一波长的色光或者所占波谱宽度小于5nm的色光；非单色光即分复合光。 3、按频率和颜色综合考虑可分为谱色光（Spectrum Color）和非谱色光。谱色光主要是指波长从780nm到380nm，而颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的各种单色光；把两个或者两个以上的单色光混合所得，但又不能作为谱色出现在光谱上的色光称为非谱色光。白光是非谱色光。 单色光一定是谱色光，非谱色光一定是复合光，而复合光也可能是谱色光。例如，红单色光和绿单色光合成的复合光为黄色，它属于谱色光。 4P（? ），物体反射或透射特性分别为P? ）和? （? ），则直射光、反射光和透射光的功率波谱将分别为P? ），P? ）P? ）和P? ）? （? ）。 二、光的颜色 无论是什么光，它的颜色都是取决于客观与主观两方面的因素。 1P（? ）P? ）和P? ）? （? ）。因此物体的颜色不仅取决于它的反射特性? （? ）和透射特性? （? ），而且还与照射光源的功率谱有密切关系，关于这一点将在2.1.2 2、主观因素是人眼有视觉特性。不同的人对于同一功率谱P（? ）的光的色感可能是不相同的。例如，对于用红砖建造的房子，视觉正常的人看是红色，而有红色盲的人看是土黄色；同样，他看绿草坪是黄色。由于周围环境的影响，红色盲患者会把他看到的“土黄色”房子叫做“红色”房子；同样，把他看到的“黄色”草坪，叫做绿色草坪，并认为他看到的“红色”与“绿色”和正常人一样。只通过一定检验方法才能发现色盲患者的视觉缺陷。由此可见，光给人的颜色感觉与人眼的视觉特性有关。 三、标准光源和色温 在色度学和电视技术中，常以白色作为一种标准，所以标准光源都是白光。常用的标准白光有五种，称为AB、C65和E光源。它们辐射的光谱分布在图2.1－2（b）中用几条曲线表示。这种表示方法虽然精确，但是，对于使用感到非常不方便，于是人们想到了绝对黑体（下面简称黑体）。物理光学指出：在不同温度下，黑体辐射电磁波的本领是不同的，它的辐射本领按波长分布的规律如图2.1-2(a）所示。由图可见，黑体在不同温度下的辐射光谱作为标准，让各种光源的光谱分布与之比较。当光源的光谱与黑体某一温度下的光谱相一致时，则黑体的这一温度称为光源的色温；当光源的光谱只能与黑体某一温度下的光谱相近似，而不能精确等效时，则称这一温度为光源的相关色温。由于黑体这个温度与颜色有关，故名色温。读者注意，光源的色温与光源本身的温度是两回事，通常两者是不相同的。例如白炽灯光源本身温度为2800K，但其色温是2845K。 有了色温和相关色温的概念，表示光源的特性将非常方便。例如： A2845K，相当于白炽灯在2800K时辐射出的光。 B光源：相关色温为4800K，相当于中午直射的日光。 C光源：相关色温为6700K，相当于白天的自然光，它的蓝色成分较多。 D65光源：相关色温为6500K，相当于白天平均光照，近年来，常被用作彩色电视的标准光源。 E光源：又称为等能白光，即P（? ）＝常数，它是一种假想而实际并不存在的光源，采用它纯粹是为了简化色度学中的计算，其相关色温为550K 另外，在彩色电视、电影摄影棚和演播室中常采用新式卤钨灯，其相关色温3200K 显象管屏幕上显现的白光，有些色温高达900011000K，此时白色已经偏蓝了。 维恩（Wien2.1-1）,所以色温较高的光源，其发出的辐射能较多地分布在波长较短的绿光和蓝光之中；而色温较低的光源，其辐射能较多地分布在波长较长的红光中。因此，在上述几种标准白光中，色温较低者，偏红；色温较高时，偏蓝。 2.1.2 颜色及其视觉理论 一、颜色 颜色可分为非彩色与彩色两大类，颜色是非彩色与彩色的总称。非彩色指白色，黑色与各种深浅不同的灰色。白色、灰色、黑色物体对光谱各波长的反射没有选择性，它们是中性色。彩色物体对光谱各波长反射具有选择性所以它们在白光照射下出现彩色。图2.13画出了几种颜色物体的光谱反射率特性。白色物体反射系数近1，黑色物接近于0，灰色物体介于0与1之间。彩色物体的反射率是随频率变化