光度学与色度学基础.ppt

;;? 光度学(Photometry): 度量人类视觉系统 感知可见光亮度的科学。;;;;;? 光谱颜色波长的范围;;光源 热辐射体：光谱连续 非热辐射体：不以高温为发光基础，光谱不规则。;黑体 (black body, Kirchhoff 1862) 辐射 理想物体, 能吸收外来的全部电磁辐射 辐射出的电磁波频率与能量完全取决于温度，由普 朗克（Planck）辐射定律以及由其推导出的斯特藩- 玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law）描述 随黑体温度升高，辐射功率谱向短波方向移动 （Wien定律） 700K(Lord Kelvin)以下全黑, 700K以上红色→橙色→ 黄色→白色→蓝色;;;;色温(color temperature)：光源的属性，数值等 于与光源同色度的黑体的温度。 色温 ≠ 光源温度 （通常：色温≤温度） 光谱功率分布曲线不一定相同(同色异谱、相关色温);;标准光源：国际照明委员会(CIE)规定作为照 明光源的标准。 A (2854 K) B (4800 K) C (6770 K) D65 (6500 K) 等能白光E;辐射测量是不限于可见光的辐射物理学 参量的客观度量。 光度测量是以对人产生“视感度”的可 见光波段的辐射量主观度量。 两种相应的参量都用同样的字母，只是 用脚注加以区分：辐射用e，光度用v。;辐射测量;;人眼对不同波长光具有不同的亮度感。感觉最 亮是黄绿色(555nm) ，其次是紫、蓝、红。 光谱光效率函数(spectural luminous efficiency function) 定义： 设人眼对某辐射亮度为E0 的 555nm波长光的亮度感为L；对一个波长为λ的 光, 要感受到同样的亮度L所需的辐射亮度E(λ);;光度学国际标准单位 光强度 IV ： 基本单位cd (Candela), 定义为 555nm光辐射强度为每球面度1/683瓦时的光 强度。;光源的发光功效(Luminous Efficacy)与发 光效率（Luminous Efficiency) 发光功效 = 光通量/功率 (lm/W) 发光效率 = 发光功效/683;;;;28;;;什么是光的(辐射)亮度? 如何去度量? 光和表面之间如何相互作用?;辐射亮度的测量 W / m2· sr ?;;;;;;光 源;;;;;;;;;亮度(Luminance);;;;;;;双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function ；BRDF);;;;;漫反射 (diffuse reflection) 没有光泽的粗糙的表面，例如粉笔等 微表面将入射光分散反射出去 完全漫反射：光线均匀的向各方向反射;理想漫反射表面 (Lambertian surface) 反射辐射亮度同观察角度无关 辐射亮度和入射光的角度相关 计算机视觉中最为常用的模型;;镜面反射 (specular reflection) 理想的镜面，反射光从单一方向射出。 近似理想的镜面，反射光围绕R形成高亮区。;移动入射光位置;s;;;;? BRDF 的测量 ? 反射计(Gonioreflectometer) 由可移动的光源和摄像头 组成。;? BRDF 的测量;? Columbia-Utrecht Reflectance and Texture Database Database: /CAVE/software/curet/;? MERF BRDF Database: /brdf/;;颜色视觉的机理 三原色学说 (Young-Helmholtz, 1860)：眼睛有感 受R、G、B光的三类感光组织 (部分证实)。 对立颜色学说 (Hering, 1878)：视网膜上存在红- 绿、黄-蓝、黑-白三种感觉物质，它们的响应(同 化与异化的程度)决定色度。 阶段学说 (Vos and Walraven, 1971)：视觉细胞阶 段符合三色理论，视觉中枢的阶段符合对立色理 论。 … …;;;;;心理物理色：用抽象的色刺激函数来确定，不分光源色 还是不发光的物体色，色度学中的方法。 感知色：基于物体的色外观，是心理印象、主观感觉。 包含物体表面质感、距离感、周围环境等感知因素。 孔径色：是通过小孔看到的色，视野限制在2°(或 10°)周围为黑暗状态。 物体色：属于物体本身并被感知的颜色，分光源发出 的光源色和不发光色(表面色、透过色)。;;80;;? 相减混色(subtractive color model)：混色分量 通过从照明光谱中吸收一定的光谱范围(其 三基色C、M、Y，分别是R、G、B的补色)。;;;色匹配公理 (Grassmann’s Law,