第五章 光度学与色度学基础.ppt

第五章 光度学和色度学基础; （1）可见光是波长在3.8×10-7～7.6×10-7m 的电磁辐射，描述电磁辐射的物理量，即辐射量，也可用来描述可见光；;关于立体角;▲立体角的计算：;一、辐射量;4、辐[射]照度Ee;6、辐[射]亮度Le;二、光学量;4、发光强度 Iv;cd; 5、光亮度Lv;三、光学量 和辐射量 间的关系; ▲ 实验表明，观察场明暗不同时，光谱光效率函数亦稍有不同。;（二）光学量和辐射量间的关系;第二节 光传播过程中光学量的变化规律; dAs为光源的元发光面积，它在与之距离为r、面积为dA平面上形成光照度E，则;截面1的光亮度; 入射光束：入射角i，立体角为dΩ，在界面上的投射面积为dA，亮度为L．则入射光的光通量为：; ▲ 折射光束，有; 五、余弦辐射体; 漫透射体和漫反射体——受光照射经透射或反射形成的余弦辐射体。乳白玻璃是漫透射体，其经光照射后透射光强度分布如图(a)所示；硫酸钡涂层表面是典型的漫反射面，其反射光强度分布如图(b)所示。; 一般的漫反射表面都近似地具有余弦辐射特性。;第三节 成像系统像面的光照度;当系统满足正弦条件时，;二、轴外像点的照度;（5-32）;三、光通过光学系统时的能量损失 ; ▲一个光学系统，有N1个空气-冕牌玻璃界面，有N2个空气-火石玻璃界面。在只考虑反射损失的情况下，由系统出射的光通量可用下式计算：;2、介质吸收造成的光能损失 ;令P=e-k，代表光通过单位厚度1cm介质层时出射光通量与入射光通量之比，称之为介质的透明率;反射元件对光的透射和吸收，使反射面的反射比ρ1。 ;第四节 颜色的分类及颜色的表观特征 ; ▲ 根据颜色形成的物理机制的不同，颜色又有光源色、物体色及荧光色之分。; 特征2：色调——是区分不同彩色的特征。可见光谱范围内，不同波长的辐射，在视觉上呈现不同色调，如红、黄、绿、蓝、紫等。; 特征3：饱和度——表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色，可看成是某种光谱色与白色混合的结果。其中光谱色所占的比例愈大，颜色接近光谱色的程度就愈高，颜色的饱和度也就愈高。饱和度高，颜色则深而艳。光谱色的白光成分为0，饱和度达到最高。;第五节 颜色混合及格拉斯???颜色混合定律 ;二、格拉斯曼颜色混合定律 ; （3）颜色外貌（明度值、色调、饱和度）相同的光，在颜色混合中是等效的。由此可以推论得到代替律：相似色混合，混合色仍相似。;第六节 颜色匹配 ; 2、色光混合匹配实验; 注意1：实验证明，颜色匹配不受背景颜色的影响，即颜色匹配遵守颜色匹配恒常定律。但应注意，眼受强光刺激时，此定律也会失效。;二、颜色方程式;第七节 色度学中的几个概念 ; ▲ 三刺激值不是用物理单位，而是用色度学单位来度量的。过去人们在不同的场合对三刺激值的单位有过不同的规定。例如规定匹配某种指定的标准白光（W）的三刺激值相等，且均为1单位。在标准色度学系统中，三刺激值有统一的定标方法，参见下节介绍。 ; ▲ 等能光谱是指各波长辐射能量相等，只有在此条件下，所得到的光谱色三刺激值才是可比较和有意义的。; ▲ 色品图与色品点; ▲ 关于色品图 （chromaticity diagram） ; CIE色品图：x坐标是红原色的比例，y坐标是绿原色的比例，代表蓝原色的坐标z可由x＋y＋z＝1推出。图中弧线上的各点代表纯光谱色，此弧线称为光谱轨迹。从400nm(紫)到700nm(红)的直线是光谱上没有的紫-红颜色系列(非光谱色)。;六、色度学中常用的光度学概念;3、光谱反射比ρ(λ);第八节 颜色相加原理及光源色和物体色的三刺激值 ;二、光源色和物体色的三刺激值 ;第九节 CIE标准色度学系统; 1931年在CIE第八次会议上提出和推荐。它包括1931CIE-RGB和1931CIE-XYZ两个系统。;（二） 1931CIE-XYZ系统; 分析：;（5-60）;2、 CIE1931标准色度观察者;3、 CIE1931色品图; ▲ 光谱色的饱和度最高，白光的饱和度最低。;4、光源色和物体色的三刺激值; ▲ 对于光源色，颜色刺激函数φ(λ)等于光源的光谱功率分布S(λ)，有; ▲为了使三刺激值有统一的尺度，CIE规定光源的Y刺激值为100。把式（5-63）所表示的光源色的Y刺激值定为100后，得到;5、表示颜色特征的两个量——主波长和颜色纯度; ★ 特别注意：;（2）颜色纯度; 从图5-20的色品图上按求重心的方法来确定Cλ和C0，有;② 亮度纯度; 193lCIE-RGB和1931CIE-XYZ标准色度学系统的基本数据都是从莱