第五章 光度学和色度学基础.ppt

第五章 光度学和色度学基础 4、光源色和物体色的三刺激值 本章前面介绍的颜色三刺激值计算方法，在本系统中完全适用，但应把公式中的基本参量改为本系统的参量。由此得到本系统的颜色三刺激值的表达式： （5-61） 为CIE193l标准色度观察者光谱三刺激值 由于S(λ)、τ(λ)、β(λ)[或ρ(λ)]、 等参数均是以一定波长间隔Δλ的离散值形式给出的，所以在实际计算时，是用求和式来代替积分式，式（5-61）可写成 （5-62） ▲ 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 （5-63） （5-64） （5-65） 或 （5-66） ▲ 对于透射物体色，有 ▲ 对于反射物体色，有 k为调节系数，改变k值，三刺激值也随之改变，k对三刺激值的数值有调节作用 ▲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 （5-67） （5-68） 由此，物体色的Y刺激值为 V(λ)为光谱光效率函数（或视见函数），CIE规定 。由式（5-68）知，物体色的Y刺激值实际上是反射（或透射）光通量相对于入射光通量的百分比，故Y也称为亮度因数。 5、表示颜色特征的两个量——主波长和颜色纯度 （1）主波长和补色波长 颜色的主波长——是以一定比例与参考白光相混合匹配出该颜色的光谱色的波长，常以λd表示之。颜色的主波长与色调大致相对应，在不同明度下色调相同的颜色有稍有不同的主波长。 由色品图求颜色的主波长：如图5-19，在色品图上找到所考虑颜色的色品点(M)和参考白光，例如E光源的色品点(E)。连接(E)和(M)，并延长与光谱色色品轨迹相交，交点对应的波长即为颜色(M)的主波长。由图可知颜色(M)的主波长550nm。 图5-19 从色品图上求颜色主波长和补色波长 ★ 特别注意： 图5-19 从色品图上求颜色主波长和补色波长 ① 并不是所有颜色都有主波长，光谱色色品轨迹的开口两端点和参考白光色品点(E)所构成的三角形内各点所表示的颜色都没有主波长。因为参考白光色品点(E)和其中任何一点的连线延长均不能和光谱色色品轨迹相交，例如图中的任意点(N)。 但是把(E)(N)向反方向延长，则可和光谱色色品轨迹相交于(P)点。点(P)对应的波长不是颜色(N)的主波长，而是颜色(N)补色的主波长，称之为颜色(N)的补色波长。为了和主波长相区别，补色波长前加“-”号或在波长后加“C”表示。例如颜色(N)的补色波长表示为λd=-500nm,或者λd=500nmC. ② 有主波长的颜色也可有补色波长，如图中的颜色(Q)，有主波长，也有补色波长。 （2）颜色纯度 颜色纯度表示颜色接近主波长光谱色的程度.有两种表示方法： ① 刺激纯度 假定颜色中所包含的参考白光的三刺激值为X0、Y0、Z0，根据颜色相加原理，有 一种颜色可看成是一种光谱色与参考白光以一定比例的混合色，其中光谱色的三刺激值总和与混合色三刺激值总和的比值就能表示颜色接近光谱色的程度，定义为颜色的刺激纯度，即 （5-69） 颜色(M)所包含的主波长光谱色的三刺激值 颜色(M)的三刺激值 （5-70） y x 图5-20 从色品图上确定颜色的刺激纯度 L (xλ，yλ) 从图5-20的色品图上按求重心的方法来确定Cλ和C0，有 两式对照 （5-71） （5-72） y x 图5-20 从色品图上确定颜色的刺激纯度 L (xλ，yλ) 或 这就是根据颜色、主波长光谱色和参考白光色品坐标求刺激纯度的计算公式。当xλ-x0yλ-y0时，用式（5-71）计算：反之，用式（5-72）计算。 ② 亮度纯度 颜色的纯度也可用该颜色所包含的光谱色的光亮度与该颜色的总光亮度比值来表示，称做亮度纯度，以PC表示。 （5-74） 颜色中光谱色的亮度因数 （5-73） 由前面的讨论知，颜色的Y刺激值与颜色的亮度成正比，故有 该颜色的亮度因数 刺激纯度 而 ▲ 颜色纯度和颜色饱和度大致对应。说大致对应是因为在色品图不同部位上颜色纯度相同时饱和度可能稍有差异。 193lCIE-RGB和1931CIE-XYZ标准色度学系统的基本数据都是从莱特和吉尔德2o视场的实验数据换算求得的，因此它们只适用小视场（＜4o）情况下的颜色标定。 二、CIE1964补充标准色度学系统 为适应大视场情况下颜色的测量和标定，1964年CIE公布了CIE1964补充色度学系统。规定了适合于10o视场使用的CIE1964补